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数据可视化在高三生物复习教学中的实践与思考

2021-04-28张丹张蓓

中学教学参考·理科版 2021年4期
关键词:高三生物数据可视化复习

张丹 张蓓

[摘 要]数据可视化技术可以图形或图像的形式将抽象数据直观地展示给分析者,将此技术应用于高三生物复习教学,可以解决总体平均分掩盖个体差异的问题,减少课堂教学的盲目性,便于教师指导学生个性化备考,有效提高高三生物复习备考的精准性。

[关键词]数据可视化;高三生物;复习

[中图分类号]    G633.91        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058(2021)11-0084-03

在高三复习备考的过程中,每次考试都会生成大量的数据信息,这些数据信息对教师组织后续的教学及指导学生的复习具有重要的意义。数据可视化技术可以将数据信息以雷达图、柱状图、圆饼图等多种直观图形的方式呈现给教师,以便教师进行考试质量分析,避免了用平均分、优秀率、及格率等单一指标评价教学质量和学生能力而导致学生个体差异被掩盖的弊端。在考试数据分析过程中,可视化图像的快捷性和直观性能更有效地帮助教师在高三复习教学中有的放矢,从而大大提高了高三学生复习备考的精准性和有效性。

一、考试数据可视化的表现形式

从空间维度上来看,数据可视化可分为一维数据可视化、二维空间数据可视化和三维空间数据可视化。用于考试数据可视化分析的多为一维数据可视化图表,主要有雷达图、柱状图、圆饼图、折线图等。

1.雷达图

雷达图分析方法是一种多元数据评价方法,它可将数据设定为某次测试中班级或学生的各题成绩,教师通过各题得分的定量化对比,对教学效果及学生的学习情况进行综合评价。图1为某班在某次考试中生物学科各题成绩的对比雷达图。从图中可知,本次考试中,该班第3题、第29题、第30题整体得分情况较好,第5题得分情况不理想。教师可针对得分不理想的题目进行错因分析并调整讲评和辅导策略。

2.柱状图

在对知识与能力的考试评价中,学生对选择题不同选项的选择倾向往往以柱状图的形式呈现。长方形柱的高矮可以直观地显示出选择不同选项的人数的多少,有利于教师对学生在考试中暴露出的问题做出准确的判断,并根据各小题的得分率做出讲评的决策。例如,某次考试第2题考查的知识点为细胞凋亡,图2显示大部分学生选择了正确选项D,但是仍有近三分之一的学生选择了B或C选项。错选的学生不能正确理解细胞凋亡的概念及其对生物体的意义,为此,教师通过细胞凋亡专题补偿性训练为这些学生弥补知识漏洞。

3.圆饼图

圆饼图可用于展示学生群体在非选择题中的得分情况。圆饼图中不同扇形的面积占整个圆形面积的比例大小可反映出不同分数段得分人数占总人数的比例,有利于教师及时获悉学生对所考查知识的掌握情况。如图3所示,某次考试第30題考查的知识内容为免疫调节,满分为9分。该班学生的得分多集中在4∽6分和2∽4分,说明超过一半的学生不能有效提取题干信息,不能规范准确地描述T细胞和效应T细胞的作用。教师可对这部分学生进行信息题的专题补偿性训练,并通过量化训练强化巩固免疫调节过程中各种重要细胞的作用。

4.折线图

将学生的成绩转换成不同等级值绘制成的折线图,可以反映出学生的学业水平随考试次数增加而变化的趋势。图4为某学生从高一上学期到高三上学期共14次考试的生物成绩走势图。从图4可知,该生的生物成绩良好,在第8档上下波动,存在连续取得几次较好成绩后出现成绩下降的现象。在后续考试中,教师可对该生进行心理疏导,使他的成绩尽量稳定在最佳水平。

二、基于数据可视化的精准复习策略

1.利用数据可视化,提高讲评课的有效性

利用数据可视化技术对学生答题行为的具体表现进行评价,及对学生的心理结构或能力进行有效推测,从而准确掌握学生的学业水平和能力状况,及时调整教学内容和调控课堂节奏,可以大大减少课堂教学的盲目性,提高学生复习的精准性和有效性。

(1) 考情分析

一般地,对于得分率在30%至70%之间的试题进行重点评析,得分率高于70%的试题可不讲或少讲;而对于得分率低于30%的试题,由于大部分学生对考查的知识点都没有掌握,教师可选择先冷处理,之后再进行模块突破。

[例题]将某种二倍体植物的花药,含成熟花粉粒和花药壁(体细胞),进行组织培养,获得50株再生植株,用适宜浓度的秋水仙素溶液诱导这些植株的染色体加倍,并种植成成熟植株。下列分析不正确的是()。

A.培育成熟植株的遗传学原理有染色体数目变异和植物细胞的全能性

B.某个成熟植株的不同细胞内,染色体组的数目可能有八个或四个或两个

C.50株成熟植株的基因型为纯合子,自交后代不会发生性状分离现象

D.某个成熟植株可能结实率低,与其他一些植株存在生殖隔离现象

从该题的柱状图(如图5)分析可知,近一半的学生选择正确,约三分之一的学生选择D选项,同时B选项的选择人数也不容忽视。初步推测近半的学生对染色体组及相关的植株倍性问题存在理解障碍。

(2) 课前调查

让选择B、D选项的学生进行错因分析,写出错选的原因,使讲评有的放矢。经过调查后发现,这些学生不清楚“成熟花粉粒”和“花药壁”的区别,对这两个结构缺乏生物学认知。

(3)课上讲评

简要介绍花的结构,让学生知道成熟花粉粒(成熟的生殖细胞)和花药壁(体细胞)的细胞性质,引导学生根据它们的染色体组数分析染色体加倍后的植株的倍性及其不同细胞可能的染色体组数、基因型等。学生讨论交流,互相评价,完成对B、C、D选项的解释。利用可视化数据了解答题倾向,明确错因,并进行针对性讲评,能极大地提高讲评课的效率。

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