顧源媛 （西安交通大學蘇州附屬初級中學 江蘇蘇州 215000）

前端分析，是教學設計的第1 步。它是教學設計過程的基礎，有助于理順問題與方法、目的與手段的關系，其設計的好壞直接影響到后面的一系列工作［1］。在不同的教學設計過程模式中，前端分析的內(nèi)容略有不同，但主要包括：學習需要分析、學習者分析、學習內(nèi)容分析等。

但有關教學前端分析，教師常根據(jù)自己的主觀認知進行判斷，不能關注到每個班級甚至每個學習者個體的真實情況。要真正剖析學習者的學習需要等，需將其思維過程外顯化。教師可利用學習者在大數(shù)據(jù)平臺（例如易加互動平臺）留下的數(shù)據(jù)分析，及時深入了解學生的學習情況，科學有效地進行前端分析。本文以“人體的呼吸”一節(jié)教學為例，論述如何利用大數(shù)據(jù)，進行教學前端分析，深入分析學生的情況，進行有效教學。

1 易加互動平臺簡介

“易加”互動學習平臺是蘇州工業(yè)園區(qū)智慧教育自主開發(fā)的一個支持全學程學習的平臺，為實現(xiàn)更高效的師生雙向互動，促進學生主動式、協(xié)作式、研究型的學習，滿足“時時學、處處學、人人學”的需求，為探究開放、高效的一對一互動教學模式提供軟件平臺支持。支持自主選擇、資源推送、同步檢測、多維互動、及時評價等學習活動的開展，最終實現(xiàn)“易加互動、教學聯(lián)動”的創(chuàng)新教學目標。

2 基于易加互動平臺的課前流程

2.1 教師發(fā)布資源 課堂教學開始前，教師在“易加互動”平臺制作“人體的呼吸”課前學習任務單，包括平臺自帶的達成目標、學習方法建議、課堂學習形式預告、準備及學習任務等欄目。其中“學習任務”一欄，教師可上傳各種類型資料，或引用平臺已有資料（初中生物學科所有知識點，在平臺上均有相應微課，微課由全區(qū)一線教師制作后上傳）和添加練習。教師將學習任務單制作完成后，也可預覽打印，以方便學生線下學習。打印出的任務單中“學習任務”一欄，會以二維碼形式生成，學生掃碼即可學習。

2.2 學生自主學習 學生根據(jù)任務單提示，自主學習，觀看微課視頻或其他相應資料，并完成“人體的呼吸”有關前概念的練習。若學生在課前自主學習中存在困惑，可反復觀看微課，或?qū)⒆约捍嬖诘膯栴}及時在平臺上傳，以便教師及時給予幫助和解答。

3 基于“易加互動”平臺的教學前端分析

3.1 學習需要分析，激發(fā)內(nèi)源力量 學習者學習方面目前的狀況與所期望達到的狀況之間會有差距，通過分析學習需要，讓教師與學生的精力、時間及其他資源被有效地利用，以解決教學中真正的問題，從而提高整個教學效益。

在“人體的呼吸”一節(jié)課前，學生在規(guī)定時間內(nèi)完成課前的前概念檢測后，教師登錄平臺，在作業(yè)正確率統(tǒng)計區(qū)域，可按班級查看所有作業(yè)平均正確率分布（圖1）；可查看各班級之間的作業(yè)平均正確率對比情況（圖2）；也可查看單題統(tǒng)計情況（圖3），明確教學需著重解決的問題。

圖1 作業(yè)平均正確率分布

圖2 班級間作業(yè)平均正確率對比

圖3 單題統(tǒng)計

統(tǒng)計顯示，錯誤率較高的部分，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致了胸廓的擴大與縮小。這些錯誤概念廣泛、自發(fā)、特異、表象，需要教師設計學習活動使學生產(chǎn)生認知沖突，主動參與學習過程以理解概念的內(nèi)涵，再將新概念內(nèi)化到原有的概念體系中。否則,教學極易陷入盲目、隨意之中。

3.2 學習者分析，促進深度學習

3.2.1 學習者認知發(fā)展分析 皮亞杰認為，每一個認知活動都包括一定的認知發(fā)展結(jié)構，認知發(fā)展制約教學內(nèi)容和方法，制約學習內(nèi)容、學習方法的選擇，會對個體的學習效率產(chǎn)生影響。

易加平臺首頁有“疑難解答”區(qū)，學生可在此區(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大與縮小間的關系”，學生在答疑區(qū)進行了熱烈的討論。有的學生嘗試深呼吸，根據(jù)自己的認知，認為呼吸導致胸廓的擴大、縮??；有的學生提出反對意見：為什么游泳時水的阻力大，胸廓無法正常擴大、縮小，有憋氣的感覺？教師可掌握學生的問題，適當提醒，并觀察分析學生的思維特點。

根據(jù)易加平臺的數(shù)據(jù)分析，教師可發(fā)現(xiàn)初中生的認知發(fā)展符合皮亞杰的認知發(fā)展理論。學生會就某一問題交流討論，試圖利用各種經(jīng)驗或收集材料作為證據(jù)，指向自己所認同的觀點。通過討論區(qū)的數(shù)據(jù)會發(fā)現(xiàn)，學生的學習方式有所不同：有的學生很少在討論區(qū)留言，但其前概念作業(yè)完成得不錯，這類學生喜歡獨立學習；有的學生熱衷于在討論區(qū)討論問題，受益于教師或同伴的指導，從而使自己的知識系統(tǒng)化。教師可對學生認知發(fā)展進行分析，在此基礎上，按照“組間同質(zhì)，組內(nèi)異質(zhì)”的原則，將學生在學習平臺上進行分組，以便建立課堂互助小組。

3.2.2 學習者學習風格分析 學習風格是指人們在學習時所具有的或偏愛的方式，即學習者在研究和解決其學習任務時，所表現(xiàn)出來的具有個人特色的方式。初中階段的學習以課堂學習為主要方式。在整個學習過程中，教師的教學風格必須與學生的學習風格相匹配，才能取得較好的效果。

教師在易加平臺點擊課程統(tǒng)計欄，即可查看各任務完成詳細情況和每個資源評價信息。其中視頻和文檔資源可查看完成比例，測驗資源可查看完成比例和答題情況統(tǒng)計。進入班級統(tǒng)計頁面，點擊班級概況中的柱狀圖，展開學生名單后，選擇某位學生，可進入學生統(tǒng)計頁面，頁面以學生為單位統(tǒng)計該學生的課程、作業(yè)、自主評測、學習行為情況和作業(yè)答題情況。學生的學習行為，包含遲交作業(yè)、遲交學習任務單、超過23∶00 學習情況發(fā)生次數(shù)及全班平均次數(shù)（圖4）。

圖4 學生提交詳情

根據(jù)易加平臺的數(shù)據(jù)分析，學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物視頻引起了學生極大的興趣，不僅觀看完成度為100%，還在討論區(qū)引起了學生極大的討論熱情。而文字資源則完成度較低。由此可見，學生對于需要多種知覺系統(tǒng)參與的任務較感興趣。無論在課前還是課堂，教師可合理利用各種有效技術手段，盡可能地調(diào)動學生所有的感官系統(tǒng)，激發(fā)學生強烈的求知欲和探究熱情。

另一項完成度高的作業(yè)是正方體的制作（模擬肺泡表面積），學生對動手操作任務興趣強烈。在生物學教學中，教師除了要認真完成規(guī)定實驗教學外，應盡可能開展模型制作等各種動手操作的活動。動手操作是學生自主探索、合作交流獲取知識的重要途徑，能激勵學生努力成為發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者。

在平臺的學習行為數(shù)據(jù)中，教師可分析學生遲交作業(yè)類型，遲交課前學習任務單類型和超過23∶00 學習的詳情。與上述學生感興趣的作業(yè)任務相反，這些類別的任務，一般是學生畏難怕做的。教師可具體問題具體分析，了解學生已有的學習風格，找到適合學生的學習方法，避免過多的無效教學環(huán)節(jié)，讓所有的學生學有所獲、學有所成。

3.3 教學內(nèi)容分析，提升活動適切度 根據(jù)前述學習需要和學習者分析，教師可對“人體的呼吸”一節(jié)教學內(nèi)容進行分析，選擇符合學生發(fā)展的教學內(nèi)容，通過適切的教學方法和策略，促進學生的認知發(fā)展。

3.3.1 適當安排各種活動 前述學習者分析發(fā)現(xiàn)，學生對于過多文字資料和枯燥知識點的呈現(xiàn)并不感興趣，而多種知覺參與的視頻觀看或動手實踐是學生較為喜愛的學習方式。學生通過具體和自發(fā)地參與各種活動，才能形成自己的認知。

在“人體的呼吸”一節(jié)的教學中，教師可在教學設計中貫穿多個不同形式的活動，通過豐富的環(huán)境刺激，為學生提供探索、合作和互動的機會。例如：“觀察豬肺實物視頻”能讓學生直觀感受肺的結(jié)構和功能；“制作防霧霾口罩”能保持學生的學習主動性，提高社會責任感；“感受針筒氣壓變化”能讓學生在尚無物理學基礎的前提下，直觀了解氣壓與體積的關系，進而理解肺內(nèi)氣體的變化；“制作胸廓模型”能使學生積極參與學習活動，學會合作與交流，幫助理解呼吸運動與胸廓變化的關系；“探究呼氣吸氣的氣體變化”促進學生認知的發(fā)展，防止錯誤概念的形成；“噴灑香水”能讓學生迅速直觀地理解擴散作用的概念。一系列活動的設計，使師生處于積極良好的教學互動環(huán)境中，發(fā)揮學生的主體性，實現(xiàn)核心素養(yǎng)發(fā)展的目標。

3.3.2 重視學生個體差異 前述學習需要分析和學習者分析發(fā)現(xiàn)，班級間差異和學生個體差異較大，教學需重視個別學生認知發(fā)展的具體情況，因材施教，加強個性化教育。

教師首先可對學生認知發(fā)展分析，按照“組間同質(zhì)，組內(nèi)異質(zhì)”的原則，將學生在易加互動平臺上進行分組，建立課堂互助小組?？煽紤]學生的性別、學業(yè)水平、能力傾向、個性特征、認知風格等方面的因素，為每位成員分配相應合適的角色，共同承擔小組責任［2］。在課堂學習中，通過小組協(xié)作，組內(nèi)成員優(yōu)勢互補，彌補學習個體認識的不足。

在同伴互助學習的同時，教師需要關注個性化差異。易加互動平臺的課堂實時教學互動，可幫助教師更好地實現(xiàn)個性化教學。例如，在學生完成練習后，平臺可進行實時統(tǒng)計和反饋，學生個人小題情況、個人總體答題情況、全班各題答題情況、全班總體正確率情況均能得到實時顯現(xiàn)，為教師了解學情提供科學依據(jù)。某些知識點，若個別學生掌握情況不佳，教師可個別指導，或提醒學生觀看教師上傳的微課等資料，進行針對性學習；若大部分學生均未掌握某些知識點，教師可根據(jù)學生的練習完成情況，適時增加學習資料，供學生自主學習。

3.3.3 建立學生新的圖式 圖式是人腦中已有的知識經(jīng)驗的網(wǎng)絡。學生的認知發(fā)展是以學生已有的認知結(jié)構為基礎的，圖式對新覺察到的信息會起引導、組合的作用。鑒于此，教師應該為學生提供略微高于他們現(xiàn)有思維水平的教學，使學生通過同化和順應過程達到平衡，從而幫助學生發(fā)展已有的圖式，并建立新的圖式。

前述學習需要分析發(fā)現(xiàn)，學生的原有認知水平中，極易混淆呼吸、呼吸運動、呼吸作用這幾個概念，而理解了這幾個概念，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系。在針對各概念設計活動的基礎上，教師可通過補充各種資料或模型，展現(xiàn)各概念間的邏輯關系。考慮到初中學生的認知特點，教師可通過各種可視化模型（圖5）呈現(xiàn)概念間關系，引導學生認識模型所反映的人體內(nèi)氣體交換的全過程，理解各個概念間的區(qū)別和聯(lián)系，逐漸形成以下科學概念：通過呼吸運動，實現(xiàn)了外界和機體的氣體交換；通過擴散作用，實現(xiàn)了血液和肺泡及組織細胞的氣體交換；人體細胞利用O2參與有氧呼吸作用，產(chǎn)生的CO2通過呼氣排出。

圖5 人體內(nèi)氣體交換全過程

4 結(jié)語

利用大數(shù)據(jù)時代下的信息技術，教師可高效、方便地進行教學前端分析。教師利用各類數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)作業(yè)的個性化布置，及時對學生作業(yè)和討論進行批改和點評，收集大量反饋數(shù)據(jù)，實現(xiàn)課前的診斷性評價和個性化輔導。同時，學生也可根據(jù)

反饋信息，自我監(jiān)測，自主學習。