运用大数据分析和认知访谈促进中等生生物学习个性化改进的研究

    杨英桂

    

    

    摘要：在教学过程中，教师应给予中等生更多的关注。本文利用大数据背景下的数据分析和认知访谈法，了解中等生的思考过程和学习方法，帮助中等生解决学习中的困惑，掌握学习方法和解题能力，争取进入优等生行列，促进整个班级的进步。

    关键词：大数据 认知访谈 中等生 生物学习 个性化改进

    一个班中，有优等生也有中等生及学困生，不同层次的学生共同组成了一个班集体。中等生是班级中人数最多的群体，加强对中等生的引導和教育，让中等生更积极主动地投入学习，从而促进整个班集体的全面进步，任课教师责无旁贷。利用大数据背景下的数据分析和认知访谈法，有助于进一步了解中等生的思考过程、方法和困难，帮助中等生解决学习中的困惑。

    在初中生物教学中，我们运用课堂测试，获得中等生显性的学习行为数据。这个数据不仅仅只是给学生一个简单的分数而已，而是通过借鉴认知诊断的原理，对学生的测试数据进行深入分析和比较，了解中等生的认知结构、认知过程和认知水平，分析中等生的困难所在。然后借助认知访谈法帮助教师了解中等生是如何解决问题并形成最终答案的，为教师判断测试内容、学习材料、教案设计、课堂提问等是否引发了该层次学生预期的认知活动提供参考。比如，在初一年级下学期，我们安排了两次测试，第一次阶段考，考查学生半学期的学习情况，属于前测;对试卷的整体情况进行数据分析后，选择其中一位学生进行访谈，记录情况并分析，思考和采取有针对性的干预策略，进行跟踪指导，预备在第二次测验后进行数据对比和分析，以检验方法的有效性。

    一、针对前测试卷的数据分析

    （一）测试内容

    第四单元第一章至第四章，包括生殖、消化、呼吸和血液循环的模块知识。

    （二）试卷基本情况

    阶段考查内容为七年级下学期第四单元“生物圈中的人”第一至四章，包括人体生殖系统、消化系统、呼吸系统和血液循环系统的知识，考查学生对基本知识和基本概念的理解与掌握及实验探究技能。试卷难度值为0.81，信度0.87，信度良好;区分度0.34，区分度良好。

    （三）研究对象选择

    在595人的测试总人数中，选择学科排名和综合排名中等的一位学生进行数据比较分析，并进行跟踪访谈，了解其知识缺漏和理解水平，进而进行有针对性的干预，促进中等生的学科思维提升，进而提高均分和优秀率。

    （四）试卷结构分析及该生的得分情况对比

    对数据进行整理分析，获得试卷赋分雷达图和学生得分情况雷达图（见图1、图2）：

    通过数据分析，发现该生的基础内容掌握情况属于均等水平：在知识内容方面，“人的由来”“人体的呼吸”和“人体内物质的运输”掌握情况不佳;在科学探究题的解答上明显低于平均水平，因此分析和设计的能力比较薄弱。

    二、通过认知访谈的学习问题诊断

    （一）访谈题目选择

    由于时间关系，访谈题目主要考察的知识点为消化系统、血液循环系统及各系统的综合题型。

    （二）访谈提纲

    测试结束后，教师即列出基本的访谈提纲，以书面形式进行。访谈的问题如下：

    问题1：这道题考查的是什么内容？你觉得难吗？

    问题2：你在解这题的时候是怎么想的？

    问题3：要答对这道题，最关键的是什么？

    （三）问题诊断

    通过访谈发现，该生学习态度较好，经过一个多学期的学习，他对生物学的兴趣日渐浓厚，课堂上能认真听讲，平时也能主动提问。通过几个题目的访谈，发现该生对基础知识的记忆还是较清晰的，知识脉络也比较清晰，关于几个系统的综合知识解答也较到位。

    存在的问题如下：做题的心态不稳，略显着急，审题能力不足;对教材内容记忆较机械，评价、应用和迁移能力有待进一步提高;缺乏综合的理解和分析能力，探究能力较弱。加强综合题的练习，相信成绩会有很大进步。

    三、针对中等生的学习干预策略

    结合测试结果和访谈结果，教师在干预方面做了以下工作：

    （一）增加情感投入，进行赏识教育

    在一个班级中，中等生的比例占的比重大，这部分学生表现不够突出，所以老师的关注相对较少，而这部分学生恰恰需要更多的关心和帮助。因此，在课堂提问和练习评价反馈过程中，我有意识地增加对这部分学生的关注度，更多地用积极的评价语言来对他们进行评价，提高他们的学习热情和信心。

    （二）精心设计教学过程，实施补救教学

    有些学生在学习新知识时往往不会去联系原有知识，不会从整体层面上去把握知识的产生、发展变化和相互之间的联系，把生命活动的动态过程静态化处理，从而给理解生命活动的规律和原理造成了困难。因此，课前的复习提问和课堂中的点拨总结就显得很重要。在了解学生的实际学业状况后，我根据学生的知识盲点和能力薄弱点，有针对性地设计和调整原有的课程内容和教学方式，开展补救教学。

    （三）分层练习，鼓励增加练习量，提高解题技巧

    对课内基础知识较薄弱的学生，布置课后练习及校本作业，并进行反馈;对中等生，鼓励自主增加练习量，提高审题能力和答题技巧，加强理解和记忆相关概念及其知识结构，培养生物学整体性观念。

    （四）运用网络平台进行实时跟踪辅导

    课下，教师运用各种联系平台进行在线督促或辅导，或通过创建群组等方式进行问题解答和强化训练。这样，一方面可以加强师生的互动和情感交流，另一方面也能及时跟踪辅导，提高学生的思考、提问和答题技能。

    四、后测数据分析及访谈

    半学期后再次进行测试，考查的内容更全面，知识水平和能力要求更高。考完后同样对该生进行了认知访谈。

    （一）测试内容：生物七下第四单元“生物圈中的人”和八下第八单元“健康的生活”。

    （二）试卷基本情况分析

    后测考试为期末模拟考试，考查学生对基本知识和基本概念的理解与掌握及实验探究技能和生物解题的思维方法。试卷卷面总分100分，考试时间45分钟。难度值为0.73，能够反映學生的真实水平;信度为0.88，区分度是0.38，均为良好。

    我们同样对试卷进行了细目分解和各个维度赋分情况分析及跟踪对象得分的情况进行数据分析，并与前测情况进行对比。通过对比，可以看出该生的整体水平较平均值有了提升，表明干预策略和辅导方法产生了效果。同时也发现了新的问题，即该生在新学的知识模块“人体内废物的排出”中还存在知识掌握不完整、理解不到位等问题，而这题恰好是对学生的学科能力要求——简单推理，说明后续学习中对中等生的推理题训练很有必要。

    五、再跟踪干预策略

    通过平时的课堂答疑和随机访谈，发现中等生仍然存在的一些共性问题：

    （一）大部分学生对课本知识存在机械记忆情况，在解题时就不能灵活运用。

    （二）大部分学生的练习量还不够，因而遇到新的问题情境或探究实验题时会不知所措。

    （三）平时练习题的难度水平偏低，程序性知识偏少。

    对跟踪研究对象采取的干预策略有：①督促该生认真阅读书本内容，对不理解的概念要及时提问。②解题法训练：指导该生读题，画出题干中的解题关键字、词、句，进行解题思路的引导和训练。③强化题型题量练习：学生自行补充课外练习，教师对该生在解题过程中的问题进行及时的答疑解惑。

    六、中等生学习个性化改进效果呈现

    将两次实测难度值通过数据整理形成雷达图进行比较，发现通过有针对性的干预和强化训练，跟踪研究的中等生对于知识点的掌握有所提高，理解及应用水平也明显进步，尤其是在科学探究模块的解答和得分率上有所提高，在“简单设计”的学科能力有所提升。这一方面与学生的智力水平有关，另外一方面是干预策略起到了一定的作用，学生学习积极性提高了，也形成了自己有效的学习方法，在学科能力上得到了一定的锻炼和提高，思维方法也有长足的发展。

    通过该生的T分数趋势图（图3），两次测验分别是2018年4月和6月，可以看出整体向上的趋势，相信通过进一步的引导和训练，该生能很快达到优等生水平。

    运用大数据分析和认知访谈法，正视教学中存在的问题，发现中等生的困难和需求，通过有效的有针对性的干预策略，就可以帮助他们提高学习能力，改善学习效果。

    参考文献：

    [1]季瑞芳等.学习分析—个性化学习时代的技术力量[J].中国现代教育装备，2018（7）：7680.

    [2]许瑜函等.认知访谈在教育研究和实践中的应用[J].教育发展研究，2013（8）：4249.