常态教学中学习数据的收集和处理
数字课堂丙
常态教学中学习数据的收集和处理文丨蒋炜波
分析学生学习情况是不可或缺的教学环节。教师只有了解学生学习现状，才能在教学中针对性调整，对问题各个击破。新冠肺炎疫情暴发前，面授是课堂教学的常态。这种教学模式下，学生学习数据的收集和分析主要是依靠人力来实现，耗时费力且效果不一定好。在疫情受控后，线上教学有进一步发展，但传统教学或基于传统教学融合信息技术逐步改进仍是教学常态。恢复常态后，如何利用数字化平台的数据分析功能支持物理教学呢？笔者结合实践对这些问题进行探讨。
一、数据分析存在的困难及原因
（一）数据收集的方式少、效率低，传统方式难以突破精力和能力限制
常态教学环境下，收集学生学习情况数据的方式以考试最为常见，比如单元练习、期中期末练习等。此外，教师通过了解学生平时的作业完成情况也能搜集到学情数堀，比如作业上交情况、作答的正确率、改错情况等。总体而言，常态教学中数据收集方式有限，效率很低。一名教师通常面对几个班级上百名学生，需要整理并量化这些学生的作业、考试、测验等成绩数据，往往只能人工完成。这是一个漫长的过程。传统教学环境下学情数据的收集效率远没有线上教学高。
教师的专业能力主要体现在教学层面，鲜有教师具备强大的数擴收集和处理能力，即使具备这种能力，教学中教师也没有时间和精力对每个学生的学习数据进行跟踪、收集和处理。再者，全面的数堀收集和分析过程对教师而言需要的时间周期过长，无法即时掌握和反馈，更来不及辅导学生解决问题。
（二）数据客观性严重不足，完全量化分析很难实现
对于收集到的数据，教师往往依据教学经验，对学生的学习情况做出一个宏观的判断，很难将学生的学习情况以量化的方式呈现，更无法直接将这些数据与学生学习上存在的问题对应起来。比如，一次单元测验以后，教师会分析学生考试的平均分、优秀率、及格率，然后针对整套试卷分析错误率较高的题目，归纳共性原因并利用试卷讲评的机会进行讲解。
对于学生的学习数据，想要实现定量收集和分析也是很困难的。其一，数据的量化收集很困难。其二，数据定量分析也很困难。
（三）个体数据的真实性和完备性较差，数据存储调用存在困难
教师不是专业的数据分析人员，通过统计分析得到定性的结果是教师最常用的方式。班级授课的模式也决定了教师在课上只能处理共性问题，很难处理个性问题，因此教师需要的也是能够反映班级共性
问题的定性分析结果，对于个别学生的个性化问题则只能结合课下的点对点交流进行解答。从教师自身数据分析能力和班级实际教学需求两方面而言，定性分析成了线下教学数据分析的主要策略，很难保证个体分析的真实性。以一名教师为例，所教的学生为120-160人，执教初中物理共2年（4学期），即使是针对考试成绩这一项数据，也有14次单元测验、8次期中期末，还有几乎隔周一次的初三年级测验（月考和统练），工作量很大。
（四）班级数据的准确性差，人工处理大数据不现实
一方面，由于时间和精力有限，教师自身无
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法对班级学生的整体情况建立详细的数据库，因而对于班级的学习情况只能是定性地了解大概，比如作业完成得不好、书写不规范、课上状态一般等，而对于学生整体存在的具体问题是什么，则很难明确。另一方面，对于中途接班的教师和班主任而言，缺乏班级整体数据必然对班级管理和教学工作带来影响，只能凭借经验。
一所学校学生有数千之众，学科有十余门，想要给每个学生、每个学科、每个班级、各个年级都建立
数据档案，须有专业的数据分析团队，幵发高效的数据收集技术，并借助信息技术进行迅速高效处理，以便即时反馈给教师和学生。显然，多数学校编制中没有设定这样的职位。
二、利用数据分析手段支持常态教学
传统教学的数据收集和处理面临的困难由来已久，笔者也一直苦苦探究合适的处理方式。2020年疫情期间，学校利用空中学堂平台逬行线上授课。空中学堂的强大数据收集和处理能力，对物理线上教学起到了非常好的支撑作用。返校进行课堂授课教学后，笔者充分利用空中学堂强大的成绩数据分析功能，生成针对学生、班级和年级的数据分析报告，并建立学生学习档案。这些数据分析有效支持了常态化的物理教学。
（-）利用试卷分析功能有效掌握班级情况
毕业年级的教学一直需要跟时间（效率）赛跑。空中学堂平台可为教师提供成绩条、试题分析和成绩导出三项最基本功能，能够在考试结束后第一时间自动生成并提供下载，为教师节省了传统手动分析成绩的时间，而且定量化的数据使得试卷分析结果更为客观、精准和全面。
平台可生成学生成绩条，自动匹配学生、题号和小题分，为教师教学提供即时性的数据服务，为教学提供极大便利。试题分析功能可直接呈现考试的难度系数、难度比例、信度和区分度，能够对试卷的
整体情况进行展示分析。此外，平台还支持针对班级和年级的每道小题的得分率分析，方便教师查阅班级的整体情况，也方便备课组长掌握年级的整体情况，可导岀Excel文件，功能非常实用。
在试题分析页面中还有针对每个班级的查询功能。该功能能够展示班级内每小题的具体得分情况，最值得肯定的是展示了每道题失分的具体学生名单，特别方便教师针对性处理，支持导出Excel文件。
试题分析功能还能够按照教师的要求进行针对性分析。教师可以自行设置优秀、良好等分数节点占总分的百分比例并作分析，也可以设定按照具体的分数段进行分析，然后系统自动生成相应的数据统计结果，还能生成柱状图，并支持Excel文件导出。
这些即时数据分析功能的应用，能够迅速有效帮助教师掌握班级的学习情况，到学习存在的症结，还能在一定程度上按照教师的需要进行针对性处理，自动选出每道题需要教师针对性处理的学生问题。基于这些数据，教师即可针对性精准处理各种问题。笔者在实践中发现课堂教学效率极大提高，学生参与度也很高，试卷讲评耗时减少，讲评效果获得学生高度认可。
（二）利用学生成长档案精准反馈学生情况
在试卷讲评以后，教师还需要在课后针对学生存在的问题进一步细致分析探讨，这时往往需要对比分析学生几次考试的变化情况，分析学生一直以来存在的问题和新出现的问题，从而有针对性给学生提出后续的具有可操作性的学习建议。
空中学堂平台提供了学生学习情况趋势分析功能，可以按照班级对学生几次考试的情况进行对比分析，自动统计学生的学习变化情况（见表1）o教师点击统计图可得到每个学生的数据，从系统上导出Excel格式的统计结果。这对教师分析学生的学习变化情况非常有帮助。
不仅如此，空中学堂平台还能针对每个学生自动生成学生的学习档案，追踪反馈学生的学习情况。如图1所示为学生的考试综合分布情况，学生借此能对自身的优势和劣势了然于心，有利于学生进行客观评价。
2021年第4期中小学数字化教学|63
数字课堂申
表1 2020-2021学年第一学期初三月考学生学业水平变化趋势分析表
月
8
月
O
月
1
班级
排名
步 退 进X
X  蔡-2230-824662-2
55.2X  曹-8441
3--34.X X
柴
-
9
227
21
6
27
6
-58.
科目1•分
百分等级
语文109
93.7% 个 英语
70.1% f
物理
94.6% 个
敢学..........
109
■■■■■
69.6% 个政治8782.8% 个
____历史87 5
—
94.4% 丫化学
84
―—86.2% f 体H  ；________
■
23% T
学科均衡度爲器矯號黠
图1个人档案中的学科均衡分析
针对具体学科，例如物理，平台能生成物理 学习档案，全面展示学生在知识和能力上的优势 和不足，指出当前存在的问题，从而有效地为下
一阶段的教学做好准备。笔者在考试后与学生一 对一分析谈话过程中发现，平台提供的数据分析 能极大地帮助教师发现学生学习过程中的优势和 不足。正是基于这种精准客观的量化分析，教师
给学生提供具备可操作性的建议，才能切实匹配 学生的实际情况，帮助学生提升。
（三）利用学科发展报告把握学科内在素养 情况
考试结束以后，教师还需要对班级学生核心
素养特别是学科核心素养进行分析，以便对后续 的教学进行调整，进而切实落实核心素养的培养。
空中学堂具有学科发展报告功能，能为教师的教 学分析和调整提供真实客观的数据支撑。
平台提供的班级学科报告功能界面可呈现分 析图样。学科发展报告的内容数据翔实，既有各
个班级的均分、优秀率、及格率等整体情况，又有 针对班级的具体分析情况。
在班级报告中，系统自动分析了学生在具体
小题、知识掌握情况、能力发展情
况方面的数据，还呈现了成绩优秀 和成绩不理想的学生名单，方便教 师准确地对班级的学习情况进行整
体了解和把握，从而有针对性调整 后续的物理教学。
笔者在实践中发现，学科发展报告能够很好数据收集
地区分不同班级的特点和差异，即使是同层次的 班级，学科核心素养面临的困难也不尽相同。因
此，教学中需要教师及时准确地发现班级在这些 方面的差异，从而因材施教，切实帮助学生全面 发展，而空中学堂恰好可为教师提供因材施教所
需的数据分析支撑。
三、反思与展望
利用空中学堂平台对学生的考试成绩进行
系统量化分析，能够得到精准的结果，能够很
好地将学生的个性问题和班级的共性问题结合
起来，建立学生和班级的成绩档案，分析学生
和班级的学习变化趋势，甚至针对学生在思维 和能力层面给出具有参考性的分析结果，较好 地解决了传统数据分析中存在的问题，有效支
持了学科教学。
常态化的传统教学环境下时空中学堂的分析
对象仅限于考试成绩，以现有的数据收集模式， 还不足以将学生的全部学习情况完全量化，因此
教师对于教学情况，仍然需要结合自身丰富的教
学经验进行定性分析。将数据量化分析与教师的 定性分析相结合，从而对常态教学提供足够的支
持，是一种主流选择，而幵发更加深入灵活的数 据采集和分析手段，仍是需要突破的技术瓶颈。
注：本丈系国家出版融合重点实验室、人教数字教育研究 院规划课题“智能手机在中学课堂G 合理使用与管理机制研究” （课题编号：RJBO32OOO5 ）的阶段性研究成果：
（作者系清华大学附属中学教师）
责任编辑：祝元志
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