大数据建模高考化学
各位领导，专家和高三化学同仁，大家下午好！
昨天我们听取了周业虹、夏建华两位专家高三复习和备考建议，上午又观摩了两堂老师的复习课，这些从理论上和课堂实践层面，给我们高三化学复习提供了理论引领和课堂实践的示范，这些为我们搞好针对全国卷的高考复习指明了方向！
近年来，我们工作室从一线教师的角度，为提高复习教学的针对性和有效性进行思考、实践和探索，我们提出了用“大数据建模高考化学”的方法来加强高三化学复习，其成果形成了三篇系列文章《大数据揭秘高考化学》以连载的形式，发表在《中学化学教学参考（上半月刊）》2016年第8、9、10期上，同时也把这三篇文章，分享给了各位老师；我们的研究一直受到马红艳老师的支持和指导，做为一种研究高考复习多元化的方法，从另一个侧面做为对传统精典高考复习策略的补充，更重要的是马老师一直倡导我们“一线教师要积极主动地去研究高考，优化复习策略”。以此为目的，推荐我们在大会上做一个简短的分享。我的交流分三个方法：
一、用大数据的思想研究高考，实现研究方法上的变革
二、研究高考试题的方法以及对复习的指导作用
三、抓考试重点和热点的教学策略
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一、用大数据的思想研究高考，实现研究方法的思维变革
“大数据”这个词越来越为大众所熟悉,用大数据的思想研究高考大家可能还比较陌生；下面我们通过一个例子来说明：
1.例：用大数据的方法研究高考英语词汇与学习（百度觅题）
《英语高考词汇大纲》要求学生在高考中要至少掌握3500个词汇量。对一个学习能力不强的学生，我们就要用抓重点的方法来学习。那么，什么是重点和热点呢？（老师们可以想一想，那一些老师就会认为，我们就该翻一翻大纲，先归纳一下教材中的生词表，再开会讨论一下?）
百度觅题用了这样一个方法，它通过对全国近五年来高考试卷进行数据分析，根据词汇出现的频率进行量化排队，发现占试卷约80%的核心高频词约有500个，并以图视的形式展现每个核心词汇的重要程度和考查概率。
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以此解决重点词汇的确认，并预测这500个高频词也是下年考试的重点。他们还将高频单词加入“高考例句”进行学习，使得学生在记忆单词的同时，也针对高考进行了训练。
这个例子在此值得关注的是：这种研究高考重点和热点词汇的方法，弱化了考试理论指导，而是直接源于高考考试本身的客观存在来进行研究，研究中不需要进行更多的主观干预。（也就是说不需要我们坐在一起讨论，那些词汇重要与不重要）。
2. 用大数据的思想研究高考
是基于：它认为近年来的高考试题与《高考考纲》之间，不管有着多么复杂或隐秘的内在规律，只要在高考试卷中呈现的知识和考试题型，就应该是《高考考纲》的要求，大量高考试题的集合更是对《高考考纲》要求最直接和最完善的承载体。高考试题反映出高考命题专家们对高考内容和目标的掌控，并通过试卷的考型和考法外显出来；大数据研究高考的方法就是通过挖掘这些试题承载的信息来达到研究目的。
大数据研究高考的方法注重的是以高考试题为数据（信息）源，通过对数据信息的分析和挖掘，从而明确高考所需的知识与能力。
传统的研究高考的方法与大数据思想研究高考的方法，过程简单表示见图1。
图1 两种研究方法的过程简单表示
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两种方法互为补充，如果我们能在高考复习教学中，既用高考理论进行指导，又能用大数据的方法关注细节，就能够更好在搞好高三化学复习。
我们采用了类似于例子中《研究英语词汇的方法》来研究高考化学。
二、研究高考试题的方法以及对复习的指导作用
高三化学老师，肯定要做高考试题和研究高考试题，怎么研究高考试题才更为有效呢？我们提出了用“三步分析法”来研究高考化学试题，即“一拆分、二重整、三建模”。
一步：拆分——有效纯化高考试题信息（挖掘数据）
（研究事物，首先要做到纯化问题，正如我们研究化学物质是研究纯净物，而不是混合物一样）；我们提出的“拆分高考化学试题”不同于传统的对试题的分类，它是对高考试题进行更深层次的探究，选择题细致到选择项，填空题细致到每一个填空甚至一个关键的表达叙述等。根据其知识点、考型或考法的不同，从原试题中拆分出来，形成一个个单一的数据信息，并对这些数据信息源分别进行记录和整理。（见文章：对2013年四川理综化学11题拆分）
二步：重整——归类重组拆分后的高考试题，实现对高考知识与能力要求的重整（加工数据）
对拆分后的试题信息进行归并重组上，把相同的知识点，或解法技巧相近的拆分试题进行归类重组，形成重整试题。
高考重整试题的特点：
（1）明确“考什么”和“考多少”：重整试题出现的“频度”，反映出它在考试中的考查“热度”，从而实现对“重点知识的考查”，从定性分析走向定量描述。
（2）明确“怎么考”：每组重整试题，解法特征突出，能把“以能力测试为主”的考试要求，具体表现为通过哪些考型和解题方法来测试能力。
（3）明确“考试的变化趋势”：用动态的方式分析不同年份的重整试题，有利于预测考试的动向和淘汰出陈旧题型。
如：近五年没有出现：①甲醇造假酒。②等质量混合不同物质的量浓度的硫酸溶液，判断其浓度。??
昨天上午周老师也讲到山西假酒案的事，所以他认为不会再考，我们一线老师，不可以了解那么多的内幕，但我们仍然可以用大数据的方法分析考到它的可能性小，所以两种方法的结果是一致的，这也从另一个侧面说明，大数研究事物，只知道结果是什么，而不知道结果的为什么。
全国卷比四川卷新出现的考察内容（可能被忽略的细节）：
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因为是高三研讨会，写几条：
化合价的标注；无机物质的命名（如NaClO2）；物质的分类[酸式盐:N2H6(HSO4)2， NaH2PO2 (是“正盐”或“酸式盐”的判断)]；两性氢氧化物的写法与原理[AlO2-—Al(OH)4-， Cr(OH)4-];外界条件改变对多个反应平衡体系的同时影响??
三步：建模——为重要的考试题型建摸，寻求能力培养的有效途径（解释数据）
高考对于能力的考查是通过考察有效的解题能力来实现的,对重要的重整试题进行建模，探究有序性的解题策略，是培养学生能力的有效途径。
与时俱进，对新出现的考型建模，以适应不断变化的高考，这样才能走在高考研究的前列。
例如：上午冷丹老师的这堂课，用调溶液pH的方法，从量变的角度来研究氢氧化铝的两性，既符合科学规律，也符合考查能力的要求。
例如：[14年安徽，T13] 室温下，在0.2 mol·L－
1 Al2(SO4)3溶液中，逐滴加入1.0 mol·L
－1 NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如下图，下列有关说法正确的是( )
A．a点时，溶液呈酸性的原因是Al3＋水解，离子方程式为：Al3＋＋3OH－
B．a－b段，溶液pH增大，Al3＋浓度不变
C．b－c段，加入的OH－主要用于生成Al(OH)3沉淀
D．d点时，Al(OH)3沉淀开始溶解 Al(OH)3
如果我们认真研究氢氧化铝的滴定曲线，就会发现一个新的问题。这个滴加的折线图，原来该这样画。
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如果命题老师注意到这个科学性问题，那种“加碱生成氢氧化铝折线图”，考到的可能性将会越来越小。
再如：分步反应与总反应的平衡常数的转换关系
[14年山东，T29] 研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应： 2NO2(g)＋NaCl(s)
2NO(g)＋Cl2(g)
4NO2(g)＋2NaCl(s)NaNO3(s)＋ClNO(g) K1 ΔH1＜0 (Ⅰ) 2ClNO(g) K2 ΔH2＜0 (Ⅱ) 2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数K＝______(用K1、K2表示)。
K12答案： K2
K12【解析】(1)反应可用(Ⅰ)×2－(Ⅱ)得到，所以其平衡常数K＝。 K2
这种类似于用盖斯定律的方法，来得出总反应的平衡常数，可能是一个方向（如：Ka×Kh=Kw）
以上两个例子，也是昨天上午周老师讲到，这说明，两种研究高考的方法能达到殊途同归的结果，这也为我们的研究增强了信心。
在研究中，我们把近五年来的近100套高考试题，全部进行这种研究，做得非常的辛苦！我们不但对高考试题的解法进行建模，而且还对教学中学生反映出来的思维障碍进行“建模”分析，原创“建模”100多个，通过对学生进行有序的解题思维能力的训练和培养，能够很好地解决学生解题时无从下手，思维混乱，答题不规范和坠入陷阱等问题。
三、抓考试重点和热点的教学策略
前面提到过：近五年没有出现：甲醇造假酒。等质量混合不同物质的量浓度的硫酸溶液，判断其浓度等考题。于是可能老师就要说：这五年都没有考，接下来的高考是不是就一定不考！万一考到了怎么办？这是不是算是一种教学失策！谁来负责，你郭老师是不是要承担责任！我明确表示：如果真的考到了，我肯定不会负责！。
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我们研究用大数据预测高考的发展趋势，是对考试方向和可能考到概率大小进行的预测。不是准确地回答“考”与“不考”这种非此即彼的结论。我们用了“二八定律”来有效地把握重点事件发生的大概率。
二八定律与高考化学中的大概率
二八定律认为：在任何一组东西中，最重要的只占其中一小部分约20%，其余80%尽管是多数，却是次要的。从统计学上来说，精确的80%和20%不太可能出现，实际上是强调小部分重要因素对整个事物的决定作用。
对二八定律，大家并不陌生，如社会80%的财富掌握在20%的人手中。下面探讨“二八定律”在高考化学考试中的几个存在。
3.1 高考核心考点与总考点的二八定律
高考试卷中考查的80%的核心知识、约占总考点的20%。
20% 知识点
图1：高考知识考点与考试卷面分数体现“二八定律”的关系
高考化学试卷以“7+3+X”的结构考查，由于题量少，考查内容多、连主干知识尚难于完全覆盖，更难于考到冷和偏的知识及知识细节，纵观近年来的高考试题，大多数稍偏一点的知识都会以信息的形式给出，由此可见一斑。
前面例子中的“百度觅题”3500个高考词汇中，核心词汇只有500个左右，基本符合二八定律。
3.2 高考试题变化与稳定中的二八定律
年年高考试题保持相对稳，适度创新，其中，呈现“稳”的考试题型约占80%，“变”的考试题型约占20%。
高考试卷中的“稳”与“变”是辩证的统一，传统优秀的高考试题（或题型）是经过高考实际检验，有着很好质量指标的试题，大量传承这些高质量的试题，整卷质量才能得到保证，这就自然表现出大多数试题的“稳”。
3.3 高考试题难易程度的二八定律
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高考试卷的编制要尽可能符合教育测量理论对难度和区分度的要求，控制容易题、中等难度题和难题三种试题的分值比例大致为 3:5:2。如果把容易题与中等难度的试题分值加在一起，约占全卷总分的80%，难题只占20%。
3.4大数据建模高考化学复习策略
高考试题遵循的“二八定律”中的“二与八”、“重点与非重点”，只是一个可能性的大与小，而不是一个精确的界线，相当于“度”的划分，在高考复习教学与训练中，超越了这个“度”，就会走向低效甚至无效。针对大多数中等程度的学校和学生，我们建议用“二八定律”确立的方法来进行复习： （1）知识：抓80%的高考核心高频考点。
（2）能力：抓常见考型的过手训练。
（3）难度：放在中等难度的训练上。
（4）时间：用80%的复习时间花在高考80%的分数范围。
做到不随意拓展知识范围，不脱离高考的知识和考型去求新求异。常见常考的基础题目，才是我们大多数学生可以企及的。考试中，用熟练的基础部分的高得分率，来弥补难题的失分。
（这也是想回答案前面讲的“那个万一考到”的问题！有得必有失，关键是算总账！） 用大数据的思想研究高考是我们的一种新的尝试，由于可以借鉴的东西少，加之我们研究的水平有限，错误之处难免，乐于得到同仁的指正，同时更愿意与更多的教师一起讨论。
期待着老师们的观注与参与！ 谢谢！
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