徐賓

[摘? ?要]大數(shù)據(jù)支持下的精準(zhǔn)教學(xué)以全樣本的數(shù)據(jù)采集、多層面的數(shù)據(jù)分析為基礎(chǔ)，以精準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)應(yīng)用為核心。依據(jù)大數(shù)據(jù)改善教學(xué)的三大核心要素（反饋、個性化和概率預(yù)測），結(jié)合高中化學(xué)教學(xué)，提出精準(zhǔn)教學(xué)必須體現(xiàn)在教學(xué)目標(biāo)精準(zhǔn)、教學(xué)起點精準(zhǔn)、教學(xué)方法精準(zhǔn)、作業(yè)設(shè)計精準(zhǔn)、補(bǔ)救措施精準(zhǔn)等方面。

[關(guān)鍵詞]大數(shù)據(jù);精準(zhǔn)教學(xué);高中化學(xué)

[中圖分類號]? ?G633.8? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]? ?A? ? ? ? [文章編號]? ?1674-6058（2019）17-0064-03

提高教學(xué)質(zhì)量是教育永恒的主題，是一個日積月累、不斷進(jìn)取的過程。對教學(xué)質(zhì)量及效果進(jìn)行正確的評價是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。在以往的高中化學(xué)教學(xué)中，除了各種考試有相關(guān)數(shù)據(jù)可供量化評價之外，教師基本上都是憑個人的經(jīng)驗和感覺做出判斷的。而在大數(shù)據(jù)時代，基于學(xué)業(yè)大數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)教學(xué)，可以對每一節(jié)課乃至每一個教學(xué)環(huán)節(jié)中學(xué)生知識或技能的習(xí)得做出數(shù)據(jù)化的精準(zhǔn)判斷。

一、精準(zhǔn)教學(xué)的內(nèi)涵

精準(zhǔn)教學(xué)是由奧格登·林斯利于20世紀(jì)60年代基于著名心理學(xué)家斯金納的行為學(xué)習(xí)理論提出的教學(xué)方法，是一種通過記錄、分析學(xué)生的學(xué)習(xí)行為、學(xué)習(xí)表現(xiàn)等方面的數(shù)據(jù)及其變化，從而精準(zhǔn)調(diào)整教學(xué)活動以補(bǔ)救學(xué)生學(xué)業(yè)技能不足的有效策略。它兼容各種教學(xué)策略，可對任何學(xué)科、任何學(xué)段的教學(xué)進(jìn)行評估[1]。隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，數(shù)據(jù)的記錄、儲存、計算與共享日益便利，必將激發(fā)精準(zhǔn)教學(xué)的活力。

大數(shù)據(jù)支持下的精準(zhǔn)教學(xué)是指基于數(shù)據(jù)決策對教學(xué)的各個環(huán)節(jié)提供有力的支持，幫助教師對學(xué)生的發(fā)展情況進(jìn)行數(shù)據(jù)化的精準(zhǔn)研判，對教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定、教學(xué)內(nèi)容的整合、教學(xué)方法的選擇、教學(xué)時機(jī)的把控、教學(xué)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、教學(xué)缺失的補(bǔ)救及作業(yè)試卷的編制、分層教學(xué)、個性化學(xué)習(xí)、家校配合等方面提出以數(shù)據(jù)實證為依據(jù)的更為準(zhǔn)確的評估方法和更為合理的教學(xué)決策?？梢哉f，學(xué)業(yè)大數(shù)據(jù)使“經(jīng)驗式”的教學(xué)模式變?yōu)椤盎跀?shù)據(jù)”的精準(zhǔn)教學(xué)模式，這有利于轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，有利于教師因材施教和學(xué)生個性化學(xué)習(xí)，也有利于減少教學(xué)過程中不必要的機(jī)械重復(fù)訓(xùn)練，從而減輕學(xué)生的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的質(zhì)量和效率。

二、大數(shù)據(jù)支持下的精準(zhǔn)教學(xué)實踐

利用學(xué)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺，開展“大數(shù)據(jù)支持下的精準(zhǔn)教學(xué)”研究，重點包括三個方面：一是全樣本的數(shù)據(jù)采集;二是多層面的數(shù)據(jù)分析;三是精準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)應(yīng)用，并由此形成了環(huán)環(huán)相扣、循環(huán)遞進(jìn)的大數(shù)據(jù)支持下的精準(zhǔn)教學(xué)模型（如圖1）。

1.全樣本的數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集是學(xué)情反饋的重要渠道，是日常教學(xué)工作的一個重要環(huán)節(jié)，也是精準(zhǔn)教學(xué)的基礎(chǔ)。全樣本就是必須面向全體學(xué)生。只有采集了全體學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中常態(tài)化的海量數(shù)據(jù)，才能看到學(xué)生發(fā)展進(jìn)步的動態(tài)過程，才能了解學(xué)生的真實學(xué)情。

數(shù)據(jù)采集從是否“在線”的角度可以分為“線上數(shù)據(jù)采集”和“線下數(shù)據(jù)采集”兩種方式。線上數(shù)據(jù)采集主要通過數(shù)字化在線課堂教學(xué)平臺以及學(xué)習(xí)終端設(shè)備，由教師向?qū)W生智能推送有關(guān)學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生通過在線選擇、討論、搶答、拍照上傳等方式提交自己的學(xué)習(xí)成果，平臺實時記錄、反饋學(xué)生在線作業(yè)情況，生成相關(guān)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)。

線下數(shù)據(jù)采集主要通過記錄學(xué)生每一次作業(yè)、練習(xí)、考試的解答痕跡來實現(xiàn)。線下數(shù)據(jù)采集有兩種模式，一種是對于日常大量的作業(yè)采用“先批改后掃描”的數(shù)據(jù)采集模式，在不改變學(xué)生和教師原有的作答和批改模式的基礎(chǔ)上，通過高速掃描儀采集學(xué)生作答情況以及教師批改痕跡并保存至云端，教師可通過手機(jī)、電腦等終端APP隨時查看教學(xué)診斷云平臺上收集生成的學(xué)生數(shù)據(jù)，如每個學(xué)生的作業(yè)完成情況、每個題目的做錯學(xué)生名單等，學(xué)生或家長也可以通過手機(jī)、電腦等終端APP隨時查看作業(yè)反饋情況，系統(tǒng)還會自動形成個人錯題集，并給出個性化的補(bǔ)償學(xué)習(xí)建議;另一種是通過網(wǎng)上閱卷系統(tǒng)在不改變學(xué)生原有作答模式的基礎(chǔ)上，對學(xué)校的大型考試采用“先掃描后批改”的方式，實現(xiàn)集中的網(wǎng)上閱卷，同步實現(xiàn)考試數(shù)據(jù)的采集分析，其缺點是改變了教師的工作方式，同時學(xué)生試卷上也沒有留下任何痕跡[2]。

2.多層面的數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析是精準(zhǔn)教學(xué)的關(guān)鍵，讓教學(xué)決策變得有據(jù)可依。多層面的數(shù)據(jù)分析就是利用學(xué)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺對學(xué)校層面、班級層面和學(xué)生個人層面進(jìn)行全面的數(shù)據(jù)分析。對學(xué)生平時的作業(yè)、練習(xí)和階段考試卷進(jìn)行全樣本數(shù)據(jù)采集，分析呈現(xiàn)各班級學(xué)生近一個星期或一個月以來的知識薄弱點和高頻錯題，對考試卷的難度、信度、區(qū)分度、難易題的比例、知識點的權(quán)重、每小題的得分率，以及班級的平均分、班級各分?jǐn)?shù)段的人數(shù)等進(jìn)行統(tǒng)計分析，形成聯(lián)考報告、校級報告和班級報告，形成學(xué)科學(xué)情和學(xué)生學(xué)情分析報告，呈現(xiàn)成績分檔統(tǒng)計，及大幅進(jìn)步生、大幅退步生、臨界生和波動生的名單以及每個題目做錯的學(xué)生的人數(shù)和名單等。有了這些數(shù)據(jù)，教師的后續(xù)教學(xué)就有了更加清晰精準(zhǔn)的判斷：哪些內(nèi)容是學(xué)生已經(jīng)掌握的，哪些是學(xué)生沒有理解的，哪些還需要進(jìn)一步鞏固加強(qiáng);對于未達(dá)成的目標(biāo)，后續(xù)的教學(xué)應(yīng)做怎樣的調(diào)整，提供什么樣的學(xué)習(xí)機(jī)會，課后如何提供針對性的訓(xùn)練。這些都是實施精準(zhǔn)教學(xué)的基礎(chǔ)和依據(jù)。

3.精準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)應(yīng)用

數(shù)據(jù)應(yīng)用是精準(zhǔn)教學(xué)的核心，數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析都是在為數(shù)據(jù)應(yīng)用做準(zhǔn)備。大數(shù)據(jù)領(lǐng)域公認(rèn)權(quán)威維克托·邁爾-舍恩伯格教授在《與大數(shù)據(jù)同行：學(xué)習(xí)和教育的未來》一書中提出：大數(shù)據(jù)改善學(xué)習(xí)的三大核心要素是反饋、個性化和概率預(yù)測。大數(shù)據(jù)幫助教師確定最有效的教學(xué)方式，這使得我們第一次擁有了強(qiáng)大的實證工具，讓我們既能了解如何教，又能了解如何學(xué)。因此，精準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)應(yīng)用就是基于數(shù)據(jù)分析所采取的精致準(zhǔn)確的教學(xué)措施，既包括糾錯糾偏的補(bǔ)救性措施，更包括具有前瞻性的對于促進(jìn)學(xué)生目標(biāo)達(dá)成所必需的干預(yù)性措施。教師的智慧就體現(xiàn)在預(yù)測的準(zhǔn)確性和補(bǔ)救的精致性上?；诖?，我們在化學(xué)教學(xué)中應(yīng)特別關(guān)注以下幾個方面。

（1）教學(xué)目標(biāo)精準(zhǔn)

教學(xué)目標(biāo)是學(xué)生學(xué)習(xí)所要達(dá)到的預(yù)期結(jié)果，是課時教學(xué)的出發(fā)點和歸宿，應(yīng)貫穿于備課、上課、評價等各個教學(xué)環(huán)節(jié)，是檢驗教學(xué)成敗的重要依據(jù)。教學(xué)目標(biāo)精準(zhǔn)表現(xiàn)在，符合化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的總體要求，體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的育人價值;符合學(xué)生的現(xiàn)實水平，體現(xiàn)目標(biāo)的可達(dá)成性;符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，體現(xiàn)教學(xué)的科學(xué)性、人文性和藝術(shù)性?？梢哉f，大數(shù)據(jù)支持下的化學(xué)精準(zhǔn)教學(xué)，教學(xué)目標(biāo)越明確、具體、可檢測，教學(xué)的精準(zhǔn)度就越高，教學(xué)效果就越好。

例如，《氣體摩爾體積》一課的認(rèn)知目標(biāo)可設(shè)置為：通過對相同條件下不同物質(zhì)的體積的探究，從微觀上了解決定物質(zhì)體積的內(nèi)在因素，從宏觀上了解決定氣體體積的外在因素;知道氣體摩爾體積的含義，記住標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體摩爾體積;能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體體積和物質(zhì)的量、粒子數(shù)目之間的換算。在這樣的目標(biāo)指引下，為了檢驗學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的效果，教師可編制一組檢測題，通過Pad向?qū)W生智能推送，讓學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成并提交答案，同時結(jié)合學(xué)生答題的正確率和速度，即時診斷學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的效果，并采取必要的措施及時糾正學(xué)生認(rèn)識上的偏差和錯誤，提高學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的質(zhì)量。

（2）教學(xué)起點精準(zhǔn)

教學(xué)起點精準(zhǔn)對教學(xué)的重要意義毋庸置疑。起點過高，學(xué)生接受不了，容易造成“夾生飯”;起點過低，大多數(shù)學(xué)生不感興趣，造成教學(xué)時間的浪費。大數(shù)據(jù)支持下的精準(zhǔn)教學(xué)，教學(xué)起點的選擇可以不完全依賴于經(jīng)驗，而是通過學(xué)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺對課前預(yù)習(xí)反饋、基礎(chǔ)測試等環(huán)節(jié)進(jìn)行在線數(shù)據(jù)分析，從而使教學(xué)起點的選擇更加科學(xué)合理。

例如，《金屬礦物的開發(fā)利用》一課，課前布置學(xué)生寫出自己熟悉的制取金屬的有關(guān)化學(xué)方程式，課堂伊始在線提交。從在線反饋的情況來看，學(xué)生對初中學(xué)過的金屬置換反應(yīng)、C（CO或H2）還原CuO、CO還原Fe2O3的化學(xué)方程式都比較熟悉，所以筆者放棄了原先準(zhǔn)備的以“濕法煉銅”為教學(xué)起點的選擇，把準(zhǔn)備用來做課堂小結(jié)的“金屬冶煉的原理”提前，并引導(dǎo)學(xué)生思考“結(jié)合書寫的化學(xué)方程式，分析金屬從化合態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x態(tài)是被氧化還是被還原”。學(xué)生都知道“是被還原”，筆者接著追問：“化合態(tài)的金屬原子（離子）被還原，它得到的電子從哪兒來？”以此作為教學(xué)的起點，既可以節(jié)約教學(xué)時間，又可以激發(fā)學(xué)生的思維。學(xué)生經(jīng)過討論，認(rèn)為還原劑可以提供電子，金屬化合物中的其他原子（離子）也可以提供電子。學(xué)生的思路被打開，教學(xué)順利進(jìn)行。

（3）教學(xué)方法精準(zhǔn)

精準(zhǔn)教學(xué)不但要求教師精心考慮學(xué)生“學(xué)什么？（教學(xué)內(nèi)容）從哪兒開始學(xué)？（教學(xué)起點）學(xué)到什么程度？（教學(xué)目標(biāo)）”的問題，還要根據(jù)“概率預(yù)測”原則，精心設(shè)計教學(xué)方法，即“怎么學(xué)？”的問題。什么方法能幫助學(xué)生突破學(xué)習(xí)難點？什么方法能糾正學(xué)生認(rèn)識上的偏差？什么方法能發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)？什么方法能促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成？等等?？傊?，精準(zhǔn)的教學(xué)方法是體現(xiàn)“以學(xué)習(xí)為中心”的方法。

例如，在“苯分子的結(jié)構(gòu)”教學(xué)中，用問題鏈引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，激發(fā)學(xué)生去思考、想象、觀察苯分子結(jié)構(gòu)模型，并以科學(xué)實驗獲得的數(shù)據(jù)為證：從苯的分子組成看，碳原子處于高度不飽和狀態(tài)，苯分子中碳原子是以雙鍵、三鍵連接的嗎？（ 通過實驗證明答案是否定的）苯分子中碳原子如何連接才能使碳的化合價得到滿足？（凱庫勒對苯分子結(jié)構(gòu)的想象，模型展示苯分子的結(jié)構(gòu)）哪些證據(jù)可以證實苯分子的結(jié)構(gòu)？（1HMR 共振譜以及苯在一定條件下可以和H2發(fā)生加成反應(yīng)生成環(huán)己烷）

在這一學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生不僅能建立起苯分子結(jié)構(gòu)的概念，也能領(lǐng)悟到學(xué)習(xí)過程所運用的學(xué)習(xí)方法和思維形式，更能完整地領(lǐng)會學(xué)習(xí)的目標(biāo)。反之，如果在學(xué)習(xí)苯的結(jié)構(gòu)之前，直接向?qū)W生說明認(rèn)識苯的結(jié)構(gòu)要從實驗獲得證據(jù)，通過想象、運用模型做分析、推理，由于學(xué)生缺乏感性認(rèn)識，所以就算他們聽了（看了）也難以理解[3]。

（4）作業(yè)設(shè)計精準(zhǔn)

作業(yè)設(shè)計精準(zhǔn)包括精準(zhǔn)到“知識點”和精準(zhǔn)到“人”。課后作業(yè)通常包括兩類，一類是面向全體學(xué)生的“紙質(zhì)作業(yè)”，另一類是適合學(xué)生個性化學(xué)習(xí)需要的“電子作業(yè)”。紙質(zhì)作業(yè)上標(biāo)有掃描定位點，以低中檔題為主，旨在鞏固課堂學(xué)習(xí)的重點、消解學(xué)習(xí)的難點、強(qiáng)化化學(xué)學(xué)科的特質(zhì)思維，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成，體現(xiàn)“教—學(xué)—評”的一致性。電子作業(yè)則是通過平臺進(jìn)行預(yù)設(shè)，選擇好推送的對象定時推送，充分體現(xiàn)了因材施教和個性化學(xué)習(xí)。電子作業(yè)分為兩類：一類是向基礎(chǔ)較好的學(xué)生推送較高要求的習(xí)題，另一類是向基礎(chǔ)較差的學(xué)生推送其近期的糾錯題。每一類電子作業(yè)的題量控制在1～3題，學(xué)生在線提交，教師在線批閱，結(jié)果在線反饋。

（5）補(bǔ)救措施精準(zhǔn)

針對學(xué)生學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的錯誤進(jìn)行訂正以及學(xué)生答題時的思維缺陷進(jìn)行補(bǔ)救，其實是“再次教學(xué)”，具有學(xué)習(xí)輔導(dǎo)的性質(zhì)，但它并非簡單地重復(fù)教學(xué)，而是基于大數(shù)據(jù)的分析，找到問題背后的“結(jié)癥”所在而采取的對癥下藥的補(bǔ)救性教學(xué)活動。

例如，某次作業(yè)中出現(xiàn)了這樣一道題：

在某100 mL混合酸中，HNO3的物質(zhì)的量濃度為0.4 mol/L，H2SO4的物質(zhì)的量濃度為0.2 mol/L。向其中加入2.56 g銅粉，微熱，待充分反應(yīng)后，溶液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度為（）。

A. 0.15 mol/LB. 0.3 mol/L

C. 0.225 mol/LD. 無法計算

全班54名學(xué)生中只有11人選擇了正確答案B，竟有38人誤選了答案A，而這正是命題者為了考查“根據(jù)離子方程式計算”而巧妙設(shè)計的“陷阱”。講評時，教師沒有就題講題，而是先請學(xué)生計算混合酸液中H+和NO3-的物質(zhì)的量濃度，再寫出Cu與稀HNO3反應(yīng)的離子方程式。有了這樣的鋪墊，學(xué)生恍然大悟。原來不能簡單地認(rèn)為Cu與稀H2SO4不反應(yīng)，而應(yīng)將稀H2SO4中的H+理解為整個混合酸液所共有。

無論是新授課還是習(xí)題講評課，對于學(xué)生的共性錯誤，教師應(yīng)找準(zhǔn)學(xué)生認(rèn)識的模糊處、易混處，重新進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，改變原來的授課方式，引導(dǎo)學(xué)生換一個視角去思考問題、認(rèn)識問題，增加學(xué)生的新鮮感。當(dāng)然，對于學(xué)生高頻錯誤點，教師要集中“火力”深刻剖析;對于新穎性、思考性強(qiáng)的題目要重點講解，同時還要引導(dǎo)學(xué)生舉一反三、觸類旁通，增強(qiáng)補(bǔ)救教學(xué)的深度和厚度;對于學(xué)生個性化的錯誤，教師可以采用個別輔導(dǎo)的方式解決，也可以用Pad錄制簡單實用的微課推送給學(xué)生，以增強(qiáng)補(bǔ)救性教學(xué)的針對性和實效性。

總之，有效利用大數(shù)據(jù)，達(dá)到了人機(jī)合理分工、功能優(yōu)勢兼收的目的，教學(xué)質(zhì)量明顯提升。2017年，我校成功入選“教育部基礎(chǔ)教育信息化應(yīng)用典型案例名單”。我們還將繼續(xù)推進(jìn)Pad、學(xué)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺和課堂教學(xué)的融合，讓信息技術(shù)與課堂教學(xué)的科學(xué)性、藝術(shù)性和人文性交相輝映，進(jìn)一步提升學(xué)生的學(xué)業(yè)質(zhì)量，培養(yǎng)全面發(fā)展的人才。

[? 參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ]

[1]? 祝智庭，彭紅超.信息技術(shù)支持的高效知識教學(xué)：激發(fā)精準(zhǔn)教學(xué)的活力[J].中國電化教育，2016（1）：18-25.

[2]? 林厚從.基于大數(shù)據(jù)分析的精準(zhǔn)化教學(xué)[J].上海教育科研，2017（2）：63-67.

[3]? 王云生.發(fā)揮課時教學(xué)目標(biāo)的教學(xué)導(dǎo)向作用[J].化學(xué)教學(xué)，2017（9）：9-12.

（責(zé)任編輯 羅? ?艷）