數(shù)據(jù)可視化在高三生物復(fù)習(xí)教學(xué)中的實(shí)踐與思考

張丹 張蓓

[摘 要]數(shù)據(jù)可視化技術(shù)可以圖形或圖像的形式將抽象數(shù)據(jù)直觀地展示給分析者，將此技術(shù)應(yīng)用于高三生物復(fù)習(xí)教學(xué)，可以解決總體平均分掩蓋個(gè)體差異的問(wèn)題，減少課堂教學(xué)的盲目性，便于教師指導(dǎo)學(xué)生個(gè)性化備考，有效提高高三生物復(fù)習(xí)備考的精準(zhǔn)性。

[關(guān)鍵詞]數(shù)據(jù)可視化;高三生物;復(fù)習(xí)

[中圖分類(lèi)號(hào)]? ? G633.91? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]? ? A? ? ? ? [文章編號(hào)]? ? 1674-6058（2021）11-0084-03

在高三復(fù)習(xí)備考的過(guò)程中，每次考試都會(huì)生成大量的數(shù)據(jù)信息，這些數(shù)據(jù)信息對(duì)教師組織后續(xù)的教學(xué)及指導(dǎo)學(xué)生的復(fù)習(xí)具有重要的意義。數(shù)據(jù)可視化技術(shù)可以將數(shù)據(jù)信息以雷達(dá)圖、柱狀圖、圓餅圖等多種直觀圖形的方式呈現(xiàn)給教師，以便教師進(jìn)行考試質(zhì)量分析，避免了用平均分、優(yōu)秀率、及格率等單一指標(biāo)評(píng)價(jià)教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生能力而導(dǎo)致學(xué)生個(gè)體差異被掩蓋的弊端。在考試數(shù)據(jù)分析過(guò)程中，可視化圖像的快捷性和直觀性能更有效地幫助教師在高三復(fù)習(xí)教學(xué)中有的放矢，從而大大提高了高三學(xué)生復(fù)習(xí)備考的精準(zhǔn)性和有效性。

一、考試數(shù)據(jù)可視化的表現(xiàn)形式

從空間維度上來(lái)看，數(shù)據(jù)可視化可分為一維數(shù)據(jù)可視化、二維空間數(shù)據(jù)可視化和三維空間數(shù)據(jù)可視化。用于考試數(shù)據(jù)可視化分析的多為一維數(shù)據(jù)可視化圖表，主要有雷達(dá)圖、柱狀圖、圓餅圖、折線圖等。

1.雷達(dá)圖

雷達(dá)圖分析方法是一種多元數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)方法，它可將數(shù)據(jù)設(shè)定為某次測(cè)試中班級(jí)或?qū)W生的各題成績(jī)，教師通過(guò)各題得分的定量化對(duì)比，對(duì)教學(xué)效果及學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。圖1為某班在某次考試中生物學(xué)科各題成績(jī)的對(duì)比雷達(dá)圖。從圖中可知，本次考試中，該班第3題、第29題、第30題整體得分情況較好，第5題得分情況不理想。教師可針對(duì)得分不理想的題目進(jìn)行錯(cuò)因分析并調(diào)整講評(píng)和輔導(dǎo)策略。

2.柱狀圖

在對(duì)知識(shí)與能力的考試評(píng)價(jià)中，學(xué)生對(duì)選擇題不同選項(xiàng)的選擇傾向往往以柱狀圖的形式呈現(xiàn)。長(zhǎng)方形柱的高矮可以直觀地顯示出選擇不同選項(xiàng)的人數(shù)的多少，有利于教師對(duì)學(xué)生在考試中暴露出的問(wèn)題做出準(zhǔn)確的判斷，并根據(jù)各小題的得分率做出講評(píng)的決策。例如，某次考試第2題考查的知識(shí)點(diǎn)為細(xì)胞凋亡，圖2顯示大部分學(xué)生選擇了正確選項(xiàng)D，但是仍有近三分之一的學(xué)生選擇了B或C選項(xiàng)。錯(cuò)選的學(xué)生不能正確理解細(xì)胞凋亡的概念及其對(duì)生物體的意義，為此，教師通過(guò)細(xì)胞凋亡專(zhuān)題補(bǔ)償性訓(xùn)練為這些學(xué)生彌補(bǔ)知識(shí)漏洞。

3.圓餅圖

圓餅圖可用于展示學(xué)生群體在非選擇題中的得分情況。圓餅圖中不同扇形的面積占整個(gè)圓形面積的比例大小可反映出不同分?jǐn)?shù)段得分人數(shù)占總?cè)藬?shù)的比例，有利于教師及時(shí)獲悉學(xué)生對(duì)所考查知識(shí)的掌握情況。如圖3所示，某次考試第30題考查的知識(shí)內(nèi)容為免疫調(diào)節(jié)，滿分為9分。該班學(xué)生的得分多集中在4∽6分和2∽4分，說(shuō)明超過(guò)一半的學(xué)生不能有效提取題干信息，不能規(guī)范準(zhǔn)確地描述T細(xì)胞和效應(yīng)T細(xì)胞的作用。教師可對(duì)這部分學(xué)生進(jìn)行信息題的專(zhuān)題補(bǔ)償性訓(xùn)練，并通過(guò)量化訓(xùn)練強(qiáng)化鞏固免疫調(diào)節(jié)過(guò)程中各種重要細(xì)胞的作用。

4.折線圖

將學(xué)生的成績(jī)轉(zhuǎn)換成不同等級(jí)值繪制成的折線圖，可以反映出學(xué)生的學(xué)業(yè)水平隨考試次數(shù)增加而變化的趨勢(shì)。圖4為某學(xué)生從高一上學(xué)期到高三上學(xué)期共14次考試的生物成績(jī)走勢(shì)圖。從圖4可知，該生的生物成績(jī)良好，在第8檔上下波動(dòng)，存在連續(xù)取得幾次較好成績(jī)后出現(xiàn)成績(jī)下降的現(xiàn)象。在后續(xù)考試中，教師可對(duì)該生進(jìn)行心理疏導(dǎo)，使他的成績(jī)盡量穩(wěn)定在最佳水平。

二、基于數(shù)據(jù)可視化的精準(zhǔn)復(fù)習(xí)策略

1.利用數(shù)據(jù)可視化，提高講評(píng)課的有效性

利用數(shù)據(jù)可視化技術(shù)對(duì)學(xué)生答題行為的具體表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，及對(duì)學(xué)生的心理結(jié)構(gòu)或能力進(jìn)行有效推測(cè)，從而準(zhǔn)確掌握學(xué)生的學(xué)業(yè)水平和能力狀況，及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和調(diào)控課堂節(jié)奏，可以大大減少課堂教學(xué)的盲目性，提高學(xué)生復(fù)習(xí)的精準(zhǔn)性和有效性。

（1） 考情分析

一般地，對(duì)于得分率在30%至70%之間的試題進(jìn)行重點(diǎn)評(píng)析，得分率高于70%的試題可不講或少講;而對(duì)于得分率低于30%的試題，由于大部分學(xué)生對(duì)考查的知識(shí)點(diǎn)都沒(méi)有掌握，教師可選擇先冷處理，之后再進(jìn)行模塊突破。

[例題]將某種二倍體植物的花藥，含成熟花粉粒和花藥壁（體細(xì)胞），進(jìn)行組織培養(yǎng)，獲得50株再生植株，用適宜濃度的秋水仙素溶液誘導(dǎo)這些植株的染色體加倍，并種植成成熟植株。下列分析不正確的是（）。

A.培育成熟植株的遺傳學(xué)原理有染色體數(shù)目變異和植物細(xì)胞的全能性

B.某個(gè)成熟植株的不同細(xì)胞內(nèi)，染色體組的數(shù)目可能有八個(gè)或四個(gè)或兩個(gè)

C.50株成熟植株的基因型為純合子，自交后代不會(huì)發(fā)生性狀分離現(xiàn)象

D.某個(gè)成熟植株可能結(jié)實(shí)率低，與其他一些植株存在生殖隔離現(xiàn)象

從該題的柱狀圖（如圖5）分析可知，近一半的學(xué)生選擇正確，約三分之一的學(xué)生選擇D選項(xiàng)，同時(shí)B選項(xiàng)的選擇人數(shù)也不容忽視。初步推測(cè)近半的學(xué)生對(duì)染色體組及相關(guān)的植株倍性問(wèn)題存在理解障礙。

（2） 課前調(diào)查

讓選擇B、D選項(xiàng)的學(xué)生進(jìn)行錯(cuò)因分析，寫(xiě)出錯(cuò)選的原因，使講評(píng)有的放矢。經(jīng)過(guò)調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，這些學(xué)生不清楚“成熟花粉?！焙汀盎ㄋ幈凇钡膮^(qū)別，對(duì)這兩個(gè)結(jié)構(gòu)缺乏生物學(xué)認(rèn)知。

（3）課上講評(píng)

簡(jiǎn)要介紹花的結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生知道成熟花粉粒（成熟的生殖細(xì)胞）和花藥壁（體細(xì)胞）的細(xì)胞性質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)它們的染色體組數(shù)分析染色體加倍后的植株的倍性及其不同細(xì)胞可能的染色體組數(shù)、基因型等。學(xué)生討論交流，互相評(píng)價(jià)，完成對(duì)B、C、D選項(xiàng)的解釋。利用可視化數(shù)據(jù)了解答題傾向，明確錯(cuò)因，并進(jìn)行針對(duì)性講評(píng)，能極大地提高講評(píng)課的效率。