詹蔓莉

摘要：教師以傳統(tǒng)方式收集錯題費時費力、分析簡單粗淺，難以快速實時生成分析報告，開展錯題的同類拓展和變式訓練。恰當應用信息技術，特別是數(shù)據(jù)分析技術，可以彌補傳統(tǒng)教學模式下復習環(huán)節(jié)錯題教學存在的不足。實踐證明，對錯題進行歸因分析有效減少了重復性機械作業(yè)，兼顧了學生個性化需求。

關鍵詞：數(shù)據(jù)分析;錯題分析;科學教學;個性化教學

錯題是一種個性化學習資源，真正善于思考與總結的學生能從錯題中發(fā)現(xiàn)自身的認知沖突，找到錯誤前概念。從發(fā)現(xiàn)問題到分析問題，再到創(chuàng)造性地解決問題，學生在糾錯過程中不僅能實現(xiàn)深度學習，而且能提升科學學科核心素養(yǎng)。為解決學生對錯題的態(tài)度不一、測評手段簡單低效、錯因分析欠精準等問題，筆者嘗試利用數(shù)據(jù)分析技術在有限的時間里滿足學生的個性化需求，從而提高課堂教學效率。

一、錯題反芻：基于數(shù)據(jù)分析的初中科學個性化教學流程

（一）核心概念

錯題反芻，即師生利用信息技術進行數(shù)據(jù)分析，對錯題不斷進行歸因分析、反芻消化，發(fā)現(xiàn)隱藏的錯誤前概念，通過“個人定制—錯題重做—變式推送”等方式對半消化的核心概念和問題進行辨析、審視、反思，實現(xiàn)精準突破，使錯題成為促進學生理解與思維發(fā)展的學習資源。

（二）技術支持

筆者采用網(wǎng)易有道智云學業(yè)大數(shù)據(jù)平臺收集錯題，形成學生的個性化學習報告以及班級整體學習報告，讓學生閱讀報告了解自身存在的問題，同時智能推送同類核心問題進一步檢查反饋學生的學習情況。

筆者閱讀報告分析學生存在的個性與共性問題，借助平板電腦等移動終端設備精選學習內容，采用定點推送、智能追蹤、小組協(xié)同等多種方式在課堂上進行個性化教學，通過及時測評、思維可視，讓每個學生的學習在課堂上真正發(fā)生。

（三）操作流程

課堂上，筆者采用“課前根據(jù)錯題情況設定教學和評價目標，課中通過任務驅動開展教學活動，評價貫穿課前課中課后全程的模式”教學，根據(jù)錯題的數(shù)據(jù)分析結果來關注學生復習的全過程，助力學生的個性化和差異化學習，改變學生對待錯題的方式，減輕學生作業(yè)負擔并提高科學思維含量。為實現(xiàn)基于數(shù)據(jù)分析的精準指導，筆者實施如下閉環(huán)管理（如圖1）：（1）應用有道智慧系統(tǒng)對錯題進行收集、分析與反饋;（2）智能推送個性化學習報告和同類核心問題;（3）利用平板電腦開展個性化智慧教學;（4）使用過程積分評價量表促進學習與評價無縫銜接與良性互動，從而形成一個動態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。

二、教學案例分析

（一）反芻評價：設計過程性積分評價量表

筆者堅持教、學、評一致性的理念教學，通過評價統(tǒng)整教學目標、指導學生學習過程，促進學習真正的發(fā)生。準確定位教學目標，需要保障學情分析報告的真實性和可靠性。筆者以積分評價量表為操作指南指導學生學習（見表1）。量表主要包括有道智云學業(yè)系統(tǒng)的使用、智慧課堂的學習表現(xiàn)兩個維度。筆者通過積分獎勵，保障錯題掃描的全面性;加大對一頁錯題和個性化習題冊的賦分權重，激發(fā)學生反芻錯題的積極性;用樂課平臺紅花折算積分的方式打破平臺間的壁壘，實現(xiàn)課前、課中、課后的全環(huán)節(jié)評價。

（二）反芻分析：基于數(shù)據(jù)分析的錯題歸因

有道智云系統(tǒng)錯題掃描后，實時生成年級、班級、個人等多層面分析報告。教師在系統(tǒng)上可以選擇任意時間段，總覽班級學情。筆者利用系統(tǒng)對共性錯題進行歸因分析，分析是審題的原因還是時間的限制，是核心概念不清晰還是綜合能力的欠缺，是缺乏遷移應用的能力還是科學建模的能力跟不上，為后續(xù)個性化教學打基礎。

1.共性問題

教師對錯誤率較高的題目進行歸因分析可以發(fā)現(xiàn)學生共有的思維誤區(qū)以及較薄弱的知識點。根據(jù)數(shù)據(jù)分析情況教師可以及時調整教學進度，解決班級的共性問題。

以2020年2月28日到3月7日這段時間的光學復習課為例，柱狀圖中透鏡與視覺的正確率只有52.78%（如圖2），明顯低于其他知識點。其中凸透鏡成像規(guī)律及其探究過程、凸透鏡成像的應用、光的直線傳播等內容的正確率均為50%左右，屬于未掌握的核心知識點。這一塊內容是在2020年新冠肺炎疫情發(fā)生后線上教學期間所學，學生沒有親歷探究光學實驗，只是通過視頻、記憶等方式來理解。筆者初三復習中強化學生對基本概念和基本理論的理解與應用。

筆者點擊系統(tǒng)上的共性錯題欄目，按錯誤率排序，查看這段時間段內學生的錯題情況，同時查看每道錯題的學生名單，點擊學生名字查看具體答題情況。筆者以兩道錯誤率極高的題目為例（如圖2）進行共性分析：第一題錯因是無法正確選擇小孔成像的光屏，根本原因在于學生沒有真實驗、真探究，不清楚真實的實驗環(huán)境;第二題的第（2）問是針對擋板是否能擋住平面鏡成像設問，和第一題的考查點是一致的，如果學生沒有真正實驗、沒有觀察過身邊的現(xiàn)象就會出現(xiàn)錯誤，本題作答結果揭示學生沒有真正理解虛像的成因;第二題的第（3）問答錯原因在于審題不仔細，學生可以自行訂正。對于以上兩個問題，教師并不需要專門安排一節(jié)習題課來講評。筆者布置一項真探究作為家庭作業(yè)，讓學生理解在真實實驗中如何選擇實驗條件讓實驗現(xiàn)象更為明顯。學生掌握相關知識，就可以將其遷移用以解決選擇小孔成像光屏的問題。

家庭探究：夜晚觀察玻璃上成像，請家人配合在玻璃前后進行遮擋，觀察成像情況;與白天進行對比，思考成像的清晰度與周邊光線是否有關系。

2.個性問題

個性錯誤可以暴露學生的薄弱知識點以及錯誤思維習慣。教師給予針對性的個性指導可以為每個學生搭建個人知識圖譜提供幫助，實現(xiàn)精準突破。筆者點擊系統(tǒng)上的學生學情欄目，查看每個學生的知識點掌握情況，對比個人掌握率和班級掌握率，快速找到知識短板，尤其是針對正確率低于50%的知識點，重點分析背后的原因，找到知識的漏洞并加以彌補。

筆者通過共性錯題欄目查看錯誤率較低的個性錯題，點擊學生名字，即可出現(xiàn)原答題情況，了解錯誤選項。

（三）反芻突破：數(shù)據(jù)分析技術支持下的錯題重做

學生的錯誤是學習進階過程中不斷嘗試而出現(xiàn)的結果，對錯題進行反芻突破也能成為卓有成效的學習方式。在錯題歸因之后，筆者基于數(shù)據(jù)分析情況不斷將錯題回爐淬煉，讓學生在錯題重做中彌補知識漏洞，在變式的反復訓練中提高思維能力，通過消化、總結與提煉，提高學生全面而準確地分析問題、解決問題的能力。有道智云平臺整理出?？嫉?、典型的錯題，并對錯題按某個或多個知識點進行分類，同時根據(jù)做錯的題目，智能篩選相應的變式題，培養(yǎng)學生的遷移能力。學生可以利用過程性評價量表，根據(jù)自己的時間安排、不同層次、學習需要進行錯題重做。

一頁錯題欄目允許教師選擇整個學期作為時間段，系統(tǒng)隨機生成5道題，按照艾賓浩斯遺忘曲線，檢查落實情況。學生使用個性化習題冊可以進行“錯題點單”（如圖3），根據(jù)自己的學習情況，選擇錯題重做還是只做變式題，選擇適合自己層次的題目難度，選擇變式題的數(shù)量，滿足個性化學習的需要。系統(tǒng)根據(jù)學生學習情況量身定做習題，減少學生重復機械性刷題。筆者通過對錯題不斷進行反芻，引導學生學會自主學習，真正找到問題的癥結所在，減少他們對教師的依賴，使他們的思維層次從接收、記憶、模仿和練習提升到更高階的分析、綜合、評價和創(chuàng)造。

（四）錯題反芻：數(shù)據(jù)分析技術支持下的個性化智慧課堂教學

1. 個性化智慧課堂特征

智慧課堂教學的核心是學生的學習，與傳統(tǒng)課堂教學相比，學生的學習過程是智慧生成的過程，讓學生在課堂上經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)想、歸納、選擇等過程，通過過程性評價促進學生深度學習。為了發(fā)揮錯題的最大用處，取得更好的學習成效，筆者開展智慧課堂教學，將焦點放在系統(tǒng)篩選的那些高頻錯題上。同時，筆者根據(jù)個體差異訂制學習過程，通過情境展示、定位推送，對學習過程與結果進行及時反饋和智能化跟蹤，不斷對學生的學習行為進行精準化分析、反饋與訓練。課后，筆者通過個性作業(yè)、定向微課等方式讓不同層次的學生學有所得，提高全體學生的素養(yǎng)。

2. 錯題反芻個性化智慧課堂教學

課前，筆者根據(jù)學業(yè)數(shù)據(jù)對高頻錯題進行歸因分析，結合課程標準和考試要求，設計教學目標。課上，筆者以樂課平臺作為技術支持（見表2），采用小組展示、抽答、發(fā)紅花等激勵措施，通過實驗、討論、思辨等多種方式，使用技術操作及時作答、及時講評、對比展示等手段使學習過程可視化，幫助學生在問題解決中、思想碰撞中掌握重點并攻克難點。課后，筆者推介定向作業(yè)、語音、微課，為學生補充個性化學習資源。

以“光學”復習為例，筆者查看學情分析報告，發(fā)現(xiàn)學生對凸透鏡的成像規(guī)律和應用未真正理解，還停留在簡單的記憶層面，對于凸透鏡成像規(guī)律在生活中還不能準確應用遷移。因此，筆者設計如下智慧教學流程。

課前自測：在做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，某小組學生利用圖4（甲）測出透鏡的焦距后，正確安裝并調節(jié)實驗裝置如圖4（乙）所示，在光屏上得到一個清晰的像。下列說法正確的是（????）。

A. 乙中成的是倒立放大的實像，符合放大鏡的成像原理

B. 乙中成的是倒立放大的實像，符合照相機的成像原理

C. 乙中，如果在燭焰與透鏡之間放置一近視眼鏡的鏡片，則將光屏適當左移可得一個清晰的像

D. 在乙中保持凸透鏡的位置不變，將蠟燭與光屏的位置互換，則成像情況符合投影儀的原理

設計意圖：這是一道綜合光學重點以及難點的選擇題，隱藏焦距這一科學概念的應用。選項A、B、D考核的是凸透鏡成像規(guī)律的應用，選項C是結合近視、遠視的矯正綜合考查學生對透鏡原理的理解。

答題詳情：筆者借助柱狀圖展示學生答題情況以及名單。平板電腦上的答題數(shù)據(jù)分析結果清晰地呈現(xiàn)了學情，使得整堂課的教學更有針對性。

錯誤歸因：學生并未理清楚物距、像距與凸透鏡成像規(guī)律特點，不能解釋和應用于生活實際，如照相機、投影儀、放大鏡、眼鏡的應用。

重點突破——任務驅動：任務驅動以完成一個個具體的任務為子目標。筆者將教學內容隱含在每個任務之中，任務難度呈螺旋式上升，讓不同層次的學生都能獲得成就感，激發(fā)學生的求知欲望，從而培養(yǎng)學生獨立思考、自主探索、勇于開拓進取的精神?？茖W探究離不開實驗，筆者給學生充分的實驗器材，讓學生在動手中體驗，在任務解決的同時促進思維能力提升。

任務1：乙中，若成清晰的像，成像的性質？——照相機。

任務2：若蠟燭光屏位置互換，成像的性質？——投影儀。

任務3：若蠟燭和光屏位置不動，只移動透鏡如何再次成像？——光路可逆。

任務4：若蠟燭燒短了，像會如何移動，如何操作讓像仍成在光屏中央？——光路作圖。

任務5：向右移動乙中光屏，如何操作能再次在光屏上出現(xiàn)清晰的像？——近視模擬與矯正。

難點突破——光路作圖：教師用平板電腦授課，隨堂檢測的覆蓋率可達100%。傳統(tǒng)授課模式下教師對學生的關注十分有限。在新模式下，筆者利用平板電腦中的隨機抽答與課件題、問答題等功能，讓全員參與其中，實時關注學生光路作圖的完成時長與完成質量。筆者將光路圖簡化為圖5，讓學生把握經(jīng)過光心的光線不改變方向，通過相似三角形對比，解決任務1、2、4，突破難點。

遷移應用：從凸透鏡的成像原理遷移到照相機、視覺形成、近視與遠視。學生積極主動參與分析、綜合、抽象、概括等思維活動，提高在真實情境中抽象建模和解決問題的能力。

拓展提升：筆者展示宇航員王亞平太空講授光學實驗原理分析的視頻，培養(yǎng)學生的高階思維以及愛國主義情感。

歸納總結：筆者利用思維導圖構建個性化的知識體系，并在班級展示，通過學生互評、自評不斷完善，讓每個學生在自己學習的基礎上學有所得。

檢查落實——分層作業(yè)：筆者將作業(yè)分為基礎和拓展提升兩部分，同時開啟錯題重做，通過語音、視頻推送，讓學生在應用、反思中落實。

三、成效及建議

（一）提升學生自主學習能力

過程積分評價量表關注學生課堂表現(xiàn)以及課后學習。教師利用過程積分評價量表可以促進學生保持熱情投入學習，提升學生的自主學習能力。基于平臺的統(tǒng)計和分析，學生可以每周閱讀自己的學習分析報告，并且通過一頁錯題和個性化習題冊，改變“多做題”“反復練”等低效的學習方式，真正提高學生的科學素養(yǎng)。

（二）實現(xiàn)多元評價促進發(fā)展

學習過程是評價的過程，評價過程也是學習的過程。信息技術的使用不僅使學生的學習過程顯性化，而且促進了學習評價的多元化，讓教師關注學生的情感態(tài)度、學業(yè)進步、個性技能、成長體驗等情況。筆者進行過程積分評價，既重視學習結果，又重視學習過程，對學生的學習評價從關注分數(shù)轉向學習診斷、問題解決等高階思維能力培養(yǎng)，通過智慧教育助力科學教學，使得科學素養(yǎng)“可見、可評、可教”。

（三）助力教師精準個性化教學

人工智能對典型錯題的收集和統(tǒng)計便于教師對學生個別錯題個性指導。對于共性錯題，筆者在智慧課堂上帶領學生深度體驗、反思、拓展和遷移，利用信息技術實時關注、展示、對比、評價，從而實現(xiàn)精準定位、個性教學。智慧課堂教學模式下，筆者使用課件題、快速問答、分組討論、隨堂測試等實時互動工具使課堂變得更加生動、高效，采用紅花激勵等手段使評價變得精準、個性、靈活，也使學生的學習興趣更加濃厚。

（作者系浙江大學教育學院附屬學校教師）

責任編輯：祝元志