基于教育数据的高中化学学情诊断和教学优化策略

陈冰　潘申润

摘 要：高中化学教学过程中电解质溶液问题是学生学习的一大难点，同时也是对教师基本功的一大考验。基于教育大数据，笔者通过整合分析了解了近年来学生考试的情况，并对整合的数据进行分析，从而对班级整体或学生个体的学习情况进行诊断。教师可从五个维度对学情做出科学的判断，为教学优化提供依据，将班级整体情况与学生个体差异结合在一起，做到精准矫正。笔者以问题教学为主线串联起课堂教学中的新常态化教学方式，以教育数据辅助诊断学生的“通病”，更好地将信息化与教学进行结合，实现教育精准化，提升学生的学习能力，培养学生的核心素养。

关键词：教育数据;学习诊断;化学认知障碍;教学优化;核心素养

中图分类号：G633.8 文献标识码：A 收稿日期：2020-10-27 文章编号：1674-120X（2020）34-0072-02

一、引言

教育的本质是促进人更好发展，培养社会所需的人才。在新时代的背景下，中学教育是学生成长的重要一环，而中学教师作为教书育人的重要载体，其作用也越来越突出。基于此，教育大数据在教学中的应用价值才得以突显。对精准教学，笔者的认识也不再狭隘地停留在为个别学生制订一对一的帮扶计划上，而是从更加宏观的层面分析群体性问题的实质，笔者称之为“发现差异，实现转化”。

近年来，教育数据的普遍应用使得教师可以更加全面地掌握学生的学习情况，但关于数据的运用以及在此基础上进行有效的学情诊断的研究方兴未艾。学情诊断旨在解决学生“学习方向模糊”的问题，是为了帮助学生了解自身的学习情况，发现自身学习上的问题。笔者结合智学网的有关数据对学生的学习情况进行量化分析与诊断，在此基础上以五个维度为教学参考的依据，并对班级整体情况与学生个体情况进行整合，对教学内容、教学结构进行优化分析，在此基础上制订出更行之有效的适合该群体学习的最佳方案。

二、案例分析

福建省福州第三中学（以下简称“我校”）高三化学组使用智学网系统已经有较长的一段时间，在长期的实践中，笔者逐步开始将注意力转向了对数据更深层的分析。笔者强调数据的真实性，综合分析学生的认知障碍，分层安排教学，在此基础上，笔者进行课程教学案例的探究，从而发挥教育大数据的强大优越性。

（一）数据研判认知障碍，维度助力精准教学

笔者将教育数据与学生的认知障碍进行有效结合，展开维度分析，对学生的学习方法与解题习惯进行有效诊断与干预，结合教学实际，将核心素养培养落到实处，力求精准教学的落地开花。同时对学生在化学学科学习过程中产生的认知障碍进行了归纳，总结为以下五个维度（表1）。

（1）前概念的干扰障碍主要指：学生对新授化学知识的认知有局限性，如对高中化学中 “电解质”的理解，学生往往将其与“会导电的溶液”相混淆。

（2）化学基础知识缺陷障碍主要体现在两个方面：①认识缺乏全面性，单一地思考问题，没有勾连起系统性的知识认知。②缺乏对概念、定理的认知，或停留在机械性的记忆与简单的应用上。

（3）学生还不善于利用所学的化学知识进行解题、不善于提炼出题干中说明的基本事实材料，仅机械性地套用题目的模式进行直观上的解题，导致对题目的认知停留在基础层面。

（4）学生对化学表征的理解存在着较大的困难：①对抽象图表的识图识表能力不足，面对抽象问题（如焓、熵）、数学表达式（如速率表示式、焓变表达式）、图像（如化学平衡曲线或图像）等，往往不能从图中提炼出重点知识;②转换不同表征方式的能力不足（如具体现象的抽象表征、图像表征转换为文字表征）;③空间—视觉表征能力较差（如复杂的结构式、晶格、晶胞结构等）。这些困难很容易使学生形成认知障碍，需要着力解决。

（二）样本诊断学情本质，课例探究精准矫正

笔者认识到，通过数据对学生进行诊断不是最终目的，最终目的是做到精准矫正，进而提升学生对学科的兴趣。为此笔者将高三学生做“电解质溶液”作业的情况作为一个样本进行统计（选取8班、9班、10班作为样本空间，绘制表2），单选题的满分是5分。由表2可以看出，第6题电解质溶液图像题的得分率最低，年级得分率也不足40%，本题的得分率较低的原因是什么？学生的问题在哪儿？这是笔者需要重点分析和探究的问题。

题6：浓度均为0.10mol/L、体积均为V0的MOH和ROH溶液，分别加水稀释至体积V，pH变化如图所示，下列叙述错误的是（    ）

A.MOH的碱性强于ROH的碱性

B.ROH的电离程度：b点大于a点

C.若两溶液无限稀释，则它们的c（OH-）相等

D.当=2时，若两溶液同时升高温度，则增大

学生的普遍问题是：①无法很好地理解用图像的形式来表征溶液中的离子行为和变化过程，更别谈灵活运用了;②对整个稀释过程的基础知识的掌握存在缺陷。在以上两个方面存在的认知障碍，导致学生难以应用化学知识分析解决问题。鉴于以上的分析，教师讲评这道习题时，需要重点解决上述提到的两个问题。

首先，厘清横纵坐标的含義，横坐标每增加1，表明溶液稀释为原来的10倍。起点处MOH和ROH溶液的浓度均为0.10mol·L-1，MOH的pH=13，ROH的pH≈11.3，表明MOH为强碱，ROH为弱碱。其次，复习稀释过程中电离程度和离子浓度之间的关系，平衡常数的概念及外延，巩固相关基础知识。

题9：20℃时向20 mL 0.1 mol·L-1醋酸溶液中不断滴入0.1 mol·L-1NaOH溶液，溶液pH变化如图所示。此过程中离子浓度的关系错误的是（    ）

A.a点：c（CH3COO-）>c（Na+）>c（H+）>c（OH-）

B.b点：c（Na+）=c（CH3COO-）>c（H+）=c（OH-）

C.c点：c（H+）=c（CH3COOH）+c（OH-）

D.d点：c（Na+）>c（CH3COO-）>c（OH-）>c（H+）

题9的得分率也较低。此题同样属于电解质溶液图像类试题，用图像形式表征酸碱中和滴定过程中的pH变化，考查滴定过程中四个特殊点离子浓度的比较。此内容是关于电解质溶液的复习重点，但是学生的得分情况依旧不佳。笔者从数据出发进行教学反思，在后续的教学设计中安排了“电解质溶液图像类试题”专题复习课，帮助学生建立思维模型，并让学生学习运用该思维模型突破电解质溶液圖像类试题。通过让思维有序化，更精准高效地提升高三复习效果。

（三）挖掘连续个体案例，实现分层精准教学

笔者对学生历次参加练习、测验、月考等情况进行了有效的追踪，进一步挖掘出了班级中每个学生的连续考试情况。通过对每个学生进行有效的数据分析，笔者准确地了解到了每个学生在学习的各个阶段的具体学习情况。鉴于此，笔者通过大数据平台为每名学生推送行之有效的学习辅助材料，帮助不同层次的学生进行更具针对性的学习，以进一步实现分层精准教学的本质要求。

三、结语

笔者基于教育数据对各个班级的情况进行了教学维度的诊断，而这个诊断的具体细节是翔实的，力求精准教学。这正如德国著名哲学家雅斯贝尔斯所说，“教育的本质是一棵树摇动另一棵树，一朵云推动另一朵云，一个灵魂召唤另一个灵魂”。学生学情分析的本质是将数据分析转化为实际教学，这也就是笔者提出教育本质的实践要建立在数据维度分析的基础上的原因。笔者更在意的是如何帮助学生走出现有思维的禁锢，跳出被动式学习的“围城”。而数据分析的实质是帮助教师以一种新的姿态主动发现学生学习中的思想禁锢、探索题目中蕴含的知识点实质、发觉化学知识点之间广泛的内部联系。化学是自然科学中重要的一部分，而中学化学教学的本质就是以数据为载体实现精准化教学的过程，当今教师若只停留在“化学考试”这一层面是远远不够的，长此以往对学生和课堂精准教学都会产生不利影响。

参考文献：

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