顧源媛 （西安交通大學(xué)蘇州附屬初級(jí)中學(xué) 江蘇蘇州 215000）

前端分析，是教學(xué)設(shè)計(jì)的第1 步。它是教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程的基礎(chǔ)，有助于理順問(wèn)題與方法、目的與手段的關(guān)系，其設(shè)計(jì)的好壞直接影響到后面的一系列工作［1］。在不同的教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程模式中，前端分析的內(nèi)容略有不同，但主要包括：學(xué)習(xí)需要分析、學(xué)習(xí)者分析、學(xué)習(xí)內(nèi)容分析等。

但有關(guān)教學(xué)前端分析，教師常根據(jù)自己的主觀認(rèn)知進(jìn)行判斷，不能關(guān)注到每個(gè)班級(jí)甚至每個(gè)學(xué)習(xí)者個(gè)體的真實(shí)情況。要真正剖析學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需要等，需將其思維過(guò)程外顯化。教師可利用學(xué)習(xí)者在大數(shù)據(jù)平臺(tái)（例如易加互動(dòng)平臺(tái)）留下的數(shù)據(jù)分析，及時(shí)深入了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，科學(xué)有效地進(jìn)行前端分析。本文以“人體的呼吸”一節(jié)教學(xué)為例，論述如何利用大數(shù)據(jù)，進(jìn)行教學(xué)前端分析，深入分析學(xué)生的情況，進(jìn)行有效教學(xué)。

1 易加互動(dòng)平臺(tái)簡(jiǎn)介

“易加”互動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)是蘇州工業(yè)園區(qū)智慧教育自主開(kāi)發(fā)的一個(gè)支持全學(xué)程學(xué)習(xí)的平臺(tái)，為實(shí)現(xiàn)更高效的師生雙向互動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)式、協(xié)作式、研究型的學(xué)習(xí)，滿足“時(shí)時(shí)學(xué)、處處學(xué)、人人學(xué)”的需求，為探究開(kāi)放、高效的一對(duì)一互動(dòng)教學(xué)模式提供軟件平臺(tái)支持。支持自主選擇、資源推送、同步檢測(cè)、多維互動(dòng)、及時(shí)評(píng)價(jià)等學(xué)習(xí)活動(dòng)的開(kāi)展，最終實(shí)現(xiàn)“易加互動(dòng)、教學(xué)聯(lián)動(dòng)”的創(chuàng)新教學(xué)目標(biāo)。

2 基于易加互動(dòng)平臺(tái)的課前流程

2.1 教師發(fā)布資源 課堂教學(xué)開(kāi)始前，教師在“易加互動(dòng)”平臺(tái)制作“人體的呼吸”課前學(xué)習(xí)任務(wù)單，包括平臺(tái)自帶的達(dá)成目標(biāo)、學(xué)習(xí)方法建議、課堂學(xué)習(xí)形式預(yù)告、準(zhǔn)備及學(xué)習(xí)任務(wù)等欄目。其中“學(xué)習(xí)任務(wù)”一欄，教師可上傳各種類(lèi)型資料，或引用平臺(tái)已有資料（初中生物學(xué)科所有知識(shí)點(diǎn)，在平臺(tái)上均有相應(yīng)微課，微課由全區(qū)一線教師制作后上傳）和添加練習(xí)。教師將學(xué)習(xí)任務(wù)單制作完成后，也可預(yù)覽打印，以方便學(xué)生線下學(xué)習(xí)。打印出的任務(wù)單中“學(xué)習(xí)任務(wù)”一欄，會(huì)以二維碼形式生成，學(xué)生掃碼即可學(xué)習(xí)。

2.2 學(xué)生自主學(xué)習(xí) 學(xué)生根據(jù)任務(wù)單提示，自主學(xué)習(xí)，觀看微課視頻或其他相應(yīng)資料，并完成“人體的呼吸”有關(guān)前概念的練習(xí)。若學(xué)生在課前自主學(xué)習(xí)中存在困惑，可反復(fù)觀看微課，或?qū)⒆约捍嬖诘膯?wèn)題及時(shí)在平臺(tái)上傳，以便教師及時(shí)給予幫助和解答。

3 基于“易加互動(dòng)”平臺(tái)的教學(xué)前端分析

3.1 學(xué)習(xí)需要分析，激發(fā)內(nèi)源力量 學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)方面目前的狀況與所期望達(dá)到的狀況之間會(huì)有差距，通過(guò)分析學(xué)習(xí)需要，讓教師與學(xué)生的精力、時(shí)間及其他資源被有效地利用，以解決教學(xué)中真正的問(wèn)題，從而提高整個(gè)教學(xué)效益。

在“人體的呼吸”一節(jié)課前，學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成課前的前概念檢測(cè)后，教師登錄平臺(tái)，在作業(yè)正確率統(tǒng)計(jì)區(qū)域，可按班級(jí)查看所有作業(yè)平均正確率分布（圖1）；可查看各班級(jí)之間的作業(yè)平均正確率對(duì)比情況（圖2）；也可查看單題統(tǒng)計(jì)情況（圖3），明確教學(xué)需著重解決的問(wèn)題。

圖1 作業(yè)平均正確率分布

圖2 班級(jí)間作業(yè)平均正確率對(duì)比

圖3 單題統(tǒng)計(jì)

統(tǒng)計(jì)顯示，錯(cuò)誤率較高的部分，有如下前概念：人體用口呼吸比用鼻子呼吸好；人體內(nèi)產(chǎn)生CO2的部位是肺；人體呼出的氣體全是CO2；呼吸和呼吸作用概念一樣；人體的呼氣和吸氣導(dǎo)致了胸廓的擴(kuò)大與縮小。這些錯(cuò)誤概念廣泛、自發(fā)、特異、表象，需要教師設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，主動(dòng)參與學(xué)習(xí)過(guò)程以理解概念的內(nèi)涵，再將新概念內(nèi)化到原有的概念體系中。否則,教學(xué)極易陷入盲目、隨意之中。

3.2 學(xué)習(xí)者分析，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)

3.2.1 學(xué)習(xí)者認(rèn)知發(fā)展分析 皮亞杰認(rèn)為，每一個(gè)認(rèn)知活動(dòng)都包括一定的認(rèn)知發(fā)展結(jié)構(gòu)，認(rèn)知發(fā)展制約教學(xué)內(nèi)容和方法，制約學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法的選擇，會(huì)對(duì)個(gè)體的學(xué)習(xí)效率產(chǎn)生影響。

易加平臺(tái)首頁(yè)有“疑難解答”區(qū)，學(xué)生可在此區(qū)域就自己的困惑發(fā)帖交流。例如就“人體的呼氣和吸氣與胸廓的擴(kuò)大與縮小間的關(guān)系”，學(xué)生在答疑區(qū)進(jìn)行了熱烈的討論。有的學(xué)生嘗試深呼吸，根據(jù)自己的認(rèn)知，認(rèn)為呼吸導(dǎo)致胸廓的擴(kuò)大、縮小；有的學(xué)生提出反對(duì)意見(jiàn)：為什么游泳時(shí)水的阻力大，胸廓無(wú)法正常擴(kuò)大、縮小，有憋氣的感覺(jué)？教師可掌握學(xué)生的問(wèn)題，適當(dāng)提醒，并觀察分析學(xué)生的思維特點(diǎn)。

根據(jù)易加平臺(tái)的數(shù)據(jù)分析，教師可發(fā)現(xiàn)初中生的認(rèn)知發(fā)展符合皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展理論。學(xué)生會(huì)就某一問(wèn)題交流討論，試圖利用各種經(jīng)驗(yàn)或收集材料作為證據(jù)，指向自己所認(rèn)同的觀點(diǎn)。通過(guò)討論區(qū)的數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式有所不同：有的學(xué)生很少在討論區(qū)留言，但其前概念作業(yè)完成得不錯(cuò)，這類(lèi)學(xué)生喜歡獨(dú)立學(xué)習(xí)；有的學(xué)生熱衷于在討論區(qū)討論問(wèn)題，受益于教師或同伴的指導(dǎo)，從而使自己的知識(shí)系統(tǒng)化。教師可對(duì)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上，按照“組間同質(zhì)，組內(nèi)異質(zhì)”的原則，將學(xué)生在學(xué)習(xí)平臺(tái)上進(jìn)行分組，以便建立課堂互助小組。

3.2.2 學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)風(fēng)格分析 學(xué)習(xí)風(fēng)格是指人們?cè)趯W(xué)習(xí)時(shí)所具有的或偏愛(ài)的方式，即學(xué)習(xí)者在研究和解決其學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)，所表現(xiàn)出來(lái)的具有個(gè)人特色的方式。初中階段的學(xué)習(xí)以課堂學(xué)習(xí)為主要方式。在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中，教師的教學(xué)風(fēng)格必須與學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格相匹配，才能取得較好的效果。

教師在易加平臺(tái)點(diǎn)擊課程統(tǒng)計(jì)欄，即可查看各任務(wù)完成詳細(xì)情況和每個(gè)資源評(píng)價(jià)信息。其中視頻和文檔資源可查看完成比例，測(cè)驗(yàn)資源可查看完成比例和答題情況統(tǒng)計(jì)。進(jìn)入班級(jí)統(tǒng)計(jì)頁(yè)面，點(diǎn)擊班級(jí)概況中的柱狀圖，展開(kāi)學(xué)生名單后，選擇某位學(xué)生，可進(jìn)入學(xué)生統(tǒng)計(jì)頁(yè)面，頁(yè)面以學(xué)生為單位統(tǒng)計(jì)該學(xué)生的課程、作業(yè)、自主評(píng)測(cè)、學(xué)習(xí)行為情況和作業(yè)答題情況。學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，包含遲交作業(yè)、遲交學(xué)習(xí)任務(wù)單、超過(guò)23∶00 學(xué)習(xí)情況發(fā)生次數(shù)及全班平均次數(shù)（圖4）。

圖4 學(xué)生提交詳情

根據(jù)易加平臺(tái)的數(shù)據(jù)分析，學(xué)生的視頻完成度較文檔資源完成度高很多。教師提前上傳的豬肺實(shí)物視頻引起了學(xué)生極大的興趣，不僅觀看完成度為100%，還在討論區(qū)引起了學(xué)生極大的討論熱情。而文字資源則完成度較低。由此可見(jiàn)，學(xué)生對(duì)于需要多種知覺(jué)系統(tǒng)參與的任務(wù)較感興趣。無(wú)論在課前還是課堂，教師可合理利用各種有效技術(shù)手段，盡可能地調(diào)動(dòng)學(xué)生所有的感官系統(tǒng)，激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲和探究熱情。

另一項(xiàng)完成度高的作業(yè)是正方體的制作（模擬肺泡表面積），學(xué)生對(duì)動(dòng)手操作任務(wù)興趣強(qiáng)烈。在生物學(xué)教學(xué)中，教師除了要認(rèn)真完成規(guī)定實(shí)驗(yàn)教學(xué)外，應(yīng)盡可能開(kāi)展模型制作等各種動(dòng)手操作的活動(dòng)。動(dòng)手操作是學(xué)生自主探索、合作交流獲取知識(shí)的重要途徑，能激勵(lì)學(xué)生努力成為發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者。

在平臺(tái)的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)中，教師可分析學(xué)生遲交作業(yè)類(lèi)型，遲交課前學(xué)習(xí)任務(wù)單類(lèi)型和超過(guò)23∶00 學(xué)習(xí)的詳情。與上述學(xué)生感興趣的作業(yè)任務(wù)相反，這些類(lèi)別的任務(wù)，一般是學(xué)生畏難怕做的。教師可具體問(wèn)題具體分析，了解學(xué)生已有的學(xué)習(xí)風(fēng)格，找到適合學(xué)生的學(xué)習(xí)方法，避免過(guò)多的無(wú)效教學(xué)環(huán)節(jié)，讓所有的學(xué)生學(xué)有所獲、學(xué)有所成。

3.3 教學(xué)內(nèi)容分析，提升活動(dòng)適切度 根據(jù)前述學(xué)習(xí)需要和學(xué)習(xí)者分析，教師可對(duì)“人體的呼吸”一節(jié)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分析，選擇符合學(xué)生發(fā)展的教學(xué)內(nèi)容，通過(guò)適切的教學(xué)方法和策略，促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展。

3.3.1 適當(dāng)安排各種活動(dòng) 前述學(xué)習(xí)者分析發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)于過(guò)多文字資料和枯燥知識(shí)點(diǎn)的呈現(xiàn)并不感興趣，而多種知覺(jué)參與的視頻觀看或動(dòng)手實(shí)踐是學(xué)生較為喜愛(ài)的學(xué)習(xí)方式。學(xué)生通過(guò)具體和自發(fā)地參與各種活動(dòng)，才能形成自己的認(rèn)知。

在“人體的呼吸”一節(jié)的教學(xué)中，教師可在教學(xué)設(shè)計(jì)中貫穿多個(gè)不同形式的活動(dòng)，通過(guò)豐富的環(huán)境刺激，為學(xué)生提供探索、合作和互動(dòng)的機(jī)會(huì)。例如：“觀察豬肺實(shí)物視頻”能讓學(xué)生直觀感受肺的結(jié)構(gòu)和功能；“制作防霧霾口罩”能保持學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，提高社會(huì)責(zé)任感；“感受針筒氣壓變化”能讓學(xué)生在尚無(wú)物理學(xué)基礎(chǔ)的前提下，直觀了解氣壓與體積的關(guān)系，進(jìn)而理解肺內(nèi)氣體的變化；“制作胸廓模型”能使學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)活動(dòng)，學(xué)會(huì)合作與交流，幫助理解呼吸運(yùn)動(dòng)與胸廓變化的關(guān)系；“探究呼氣吸氣的氣體變化”促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知的發(fā)展，防止錯(cuò)誤概念的形成；“噴灑香水”能讓學(xué)生迅速直觀地理解擴(kuò)散作用的概念。一系列活動(dòng)的設(shè)計(jì)，使師生處于積極良好的教學(xué)互動(dòng)環(huán)境中，發(fā)揮學(xué)生的主體性，實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)發(fā)展的目標(biāo)。

3.3.2 重視學(xué)生個(gè)體差異 前述學(xué)習(xí)需要分析和學(xué)習(xí)者分析發(fā)現(xiàn)，班級(jí)間差異和學(xué)生個(gè)體差異較大，教學(xué)需重視個(gè)別學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的具體情況，因材施教，加強(qiáng)個(gè)性化教育。

教師首先可對(duì)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展分析，按照“組間同質(zhì)，組內(nèi)異質(zhì)”的原則，將學(xué)生在易加互動(dòng)平臺(tái)上進(jìn)行分組，建立課堂互助小組。可考慮學(xué)生的性別、學(xué)業(yè)水平、能力傾向、個(gè)性特征、認(rèn)知風(fēng)格等方面的因素，為每位成員分配相應(yīng)合適的角色，共同承擔(dān)小組責(zé)任［2］。在課堂學(xué)習(xí)中，通過(guò)小組協(xié)作，組內(nèi)成員優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，彌補(bǔ)學(xué)習(xí)個(gè)體認(rèn)識(shí)的不足。

在同伴互助學(xué)習(xí)的同時(shí)，教師需要關(guān)注個(gè)性化差異。易加互動(dòng)平臺(tái)的課堂實(shí)時(shí)教學(xué)互動(dòng)，可幫助教師更好地實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)。例如，在學(xué)生完成練習(xí)后，平臺(tái)可進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和反饋，學(xué)生個(gè)人小題情況、個(gè)人總體答題情況、全班各題答題情況、全班總體正確率情況均能得到實(shí)時(shí)顯現(xiàn)，為教師了解學(xué)情提供科學(xué)依據(jù)。某些知識(shí)點(diǎn)，若個(gè)別學(xué)生掌握情況不佳，教師可個(gè)別指導(dǎo)，或提醒學(xué)生觀看教師上傳的微課等資料，進(jìn)行針對(duì)性學(xué)習(xí)；若大部分學(xué)生均未掌握某些知識(shí)點(diǎn)，教師可根據(jù)學(xué)生的練習(xí)完成情況，適時(shí)增加學(xué)習(xí)資料，供學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

3.3.3 建立學(xué)生新的圖式 圖式是人腦中已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的網(wǎng)絡(luò)。學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展是以學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的，圖式對(duì)新覺(jué)察到的信息會(huì)起引導(dǎo)、組合的作用。鑒于此，教師應(yīng)該為學(xué)生提供略微高于他們現(xiàn)有思維水平的教學(xué)，使學(xué)生通過(guò)同化和順應(yīng)過(guò)程達(dá)到平衡，從而幫助學(xué)生發(fā)展已有的圖式，并建立新的圖式。

前述學(xué)習(xí)需要分析發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的原有認(rèn)知水平中，極易混淆呼吸、呼吸運(yùn)動(dòng)、呼吸作用這幾個(gè)概念，而理解了這幾個(gè)概念，才能深刻理解本節(jié)所在章“能量的釋放與呼吸”中各重要概念間的邏輯關(guān)系。在針對(duì)各概念設(shè)計(jì)活動(dòng)的基礎(chǔ)上，教師可通過(guò)補(bǔ)充各種資料或模型，展現(xiàn)各概念間的邏輯關(guān)系?？紤]到初中學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，教師可通過(guò)各種可視化模型（圖5）呈現(xiàn)概念間關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)模型所反映的人體內(nèi)氣體交換的全過(guò)程，理解各個(gè)概念間的區(qū)別和聯(lián)系，逐漸形成以下科學(xué)概念：通過(guò)呼吸運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了外界和機(jī)體的氣體交換；通過(guò)擴(kuò)散作用，實(shí)現(xiàn)了血液和肺泡及組織細(xì)胞的氣體交換；人體細(xì)胞利用O2參與有氧呼吸作用，產(chǎn)生的CO2通過(guò)呼氣排出。

圖5 人體內(nèi)氣體交換全過(guò)程

4 結(jié)語(yǔ)

利用大數(shù)據(jù)時(shí)代下的信息技術(shù)，教師可高效、方便地進(jìn)行教學(xué)前端分析。教師利用各類(lèi)數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)作業(yè)的個(gè)性化布置，及時(shí)對(duì)學(xué)生作業(yè)和討論進(jìn)行批改和點(diǎn)評(píng)，收集大量反饋數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)課前的診斷性評(píng)價(jià)和個(gè)性化輔導(dǎo)。同時(shí)，學(xué)生也可根據(jù)

反饋信息，自我監(jiān)測(cè)，自主學(xué)習(xí)。