化学数据分析方法
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化学数据分析方法范文第1篇
化学是研究物质的组成、结构、性质和变化的一门自然学科。研究分析与推理判断的重要方法和主要依据之一，是通过实验测定某些数据或物质本身已具有的一些性质数据如键能、电负性、熔点、沸点等进行综合分析、科学处理达到研究的目的。随着高中新课程改革的不断深入，化学教学与工农业生产和人类生活的联系越来越紧密，定量实验与定量分析的教学内容得到广泛关注。因此，表格数据分析频繁地出现在各类化学参考资料上，一年一度的高考已非常看重这类试题。例如广东省2007年化学高考题8道大题中，表格数据题占两题，分数值18分。我收集的8套07年全国化学高考题，其中七套有独立的表格数据分析题，说明此类题在高中化学教学中已占有显要地位，越来越受到化学教师亲媚。
1表格数据分析题的特点、作用与分类
表格数据分析题，顾名思义，就是将物质的某组数据以表格的形式呈现，根据表格中数据提供的信息对数据进行分析处理按其内在联系抽象成知识与规律，进而达到解决问题的题型。数据一般是通过化学实验实测的，也可以是教科书、参考书、文献中提供的物质的性质数据，如溶解度、熔点、沸点、密度等。这类题目主要考查学生对数据的灵活运用和分析处理的能力。因此，通过数据分析题的练习，能培养学生分析与处理数据的科学素质。表格数据分析题的分类，目前主要从两个方面：一是根据题解的目的要求可分为(1)探究物质的结构类； (2)测定某组分的含量类； (3)优选混和物分离方法类； (4)寻求某种性质变化规律类；(5)综合计算类等。二是依据数据的性质或数据的产生，分为(1)实测数据类。该类数据一般通过化学实验或科研方法实际测定， 主要是求解物质的组成或含量， 或寻求物质性质变化规律; (2)物质的溶解度或溶度积常数(Ksp)类。利用物质的溶解度不同制取新物质或分离混和物； (3)物质的熔点、沸点、密度类。探求制取物质的方案或探寻用物理原理分离物质的方法； (4)物质固有的性质数据(如键长、键能、键角、电负性、电离能等)类。这类数据题一般设计为探讨物质的性质，诸如物质的稳定性、氧化性、还原性等; (5)化学平衡与化学反应速率类。主要设计成和化学反应速率快慢和化学平衡移动有关的计算和判断题； (6)数学建模类。将某组数据设计成数学计算题模式，用数学方法求解。本文偏重于从数据的性质和数据产生方面的分类，并进一步探讨常规解法。
2表格数据分析题的解法
2.1排序分析法
揭示物质某种变化关系，或依据某种变化推理求解的表格数据分析题，一般采用数据排序分析法。
例1. pKa常用于表示物质的酸性强弱，pKa的数据越小，物质的酸性越强。已知卤素原子对饱和脂肪酸的酸性影响具有相似性。25℃时一些卤代饱和脂肪酸的pKa数据值如下：
可见，25℃时卤素原子对卤代饱和脂肪酸的酸性影响有(写出条)
(1)___________, (2)__________。
结合上述数据和规律判断，Cl2CHCOOH的pKa的数值范围为______。
解：以相似的结构进行分类排序。
①以氟代乙酸的F原子数由多到少排列
②以Cl原子离羧基的距离由近及远排列
③按一卤代乙酸中卤素原子F、Cl、Br、I顺序排列
根据上述三种不同排列，很容易得出卤素原子对饱和脂肪酸的酸性影响的三大规律：
①含有相同卤素原子的卤代乙酸的酸性随卤素原子的个数的增多而增强；
②卤素原子离羧基越远，一卤代同种饱和脂肪酸的酸性越弱；
③一卤代乙酸的酸性按F、Cl、Br、I的顺序依次减弱。
根据上述三种不同排列，很容易推出Cl2CHCOOH的pKa的值为0.65～2.86或1.24～2.86。
［点评］排序分析法解表格数据题的关键，在于审题时挖掘出数字中隐藏的规律。再依据规律排序，即可得出结论。
2.2比较分析法
利用物质的熔点、沸点、密度、溶解度(或溶度积)等系列数据编制的试题，大都为求解分离混和物组分的方案和设计物质的制备方案。其解法，一般都直接对比分析数据，从数据的差异中寻找解答方案。
例2.金属钾、金属钠、氯化钾和氯化钠四种物质在不同压强下的沸点如下表：
工业上制取金属钾不采用制取金属钠的电解方法，而采用相对较简单的置换法，为什么？_____，在制取过程中，为了提高原料的转化率，可以采取的措施是_____，当反应的温度升至900℃时，该反应的平衡常数可以表示为____。
解析：利用高沸点难挥发的物质制备低沸点易挥发的物质，是物质制备一条重要的原理，表中提供的四种物质的沸点差异较大，如果将反应的温度控制在770℃(钾的沸点)以上，890℃(钠的沸点)以下，用钠就可以置换出钾。工业上就是利用这一原理来制取金属钾。Na(l)+KCl(l)=NaCl(l)+K(g)-Q
钠置换氯化钾中的钾的反应是吸热反应，在制取钾的过程中保证钾为气态，其他物质为液态的前提下，为提高原料的转化率，应使平衡尽可能地向正向移动。根据勒沙特列原理，可以适当升高温度，降低压强或将钾蒸气及时不断的从体系中移出，即可达到目的。
［点评］分析对比试题提供的有关物质的熔沸点、密度、溶解度、溶度积和离子沉淀的pH值等数据，能解答除杂提纯物质的方案和制取新物质的方案。世界级化工巨匠侯德榜，就是对比分析NaCl、NaHCO3、Na2CO3的溶解度差异，发明了举世触目的侯氏制碱法。运用分析对比数据解题的关键，在于寻找出系列数据中的特殊数据，分析特殊数据的特点，以特点着手设计解题方案。
2.3综合计算法
测定物质的组成或某种组分的含量、中和滴定测定待测溶液的浓度等数据分析试题，一般运用综合计算方法求解。
例3.实验室常用甲醛法测定(NH4)2SO4样品中氮的质量分数，其反应原理为：
4NH4++6HCHO3H++6H2O+(CH2)6N4H+
［滴定时， 1mol(CH2)6N4H+与1mol H+相当］然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。
某化学兴趣小组用甲醛法进行了如下实验：
步骤I 称取样品1.500g。
步骤II将样品溶解后完全转移到250mL容量瓶中，定容，充分摇匀。
步骤III 移取25.00mL样品溶液于250mL锥形瓶中，加入10mL 20%的中性甲醛，加入1-2滴酚酞试液，用NaOH标准溶液滴定至终点。
滴定的结果如下表：
若NaOH标准溶液的浓度为0.1010mol・L-1，则该样品中氮的质量分数为____。
解析：根据题给信息可以推断nN=n(NH4+)
n(NaOH)。三次滴定所用NaOH溶液的体积分别为：20.28mL、19.99mL、20.01mL。分析三次滴定所用NaOH溶液的体积，第一次所用去的体积比第二次多0.29mL，比第三次多0.27mL。均大于0.10mL。第二次滴定所用NaOH溶液的体积比第三次多出0.01mL，少于0.10mL，根据中和滴定规定，每次测定体积不得相差0.10mL，第一次测定的NaOH溶液的体积20.28mL为无效数据，只能用第二次与第三次测定的体积的平均值20.00ml计算，所以
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nN=0.1010mol・L-1×20.00ml×10-3=0.00202mol
样品中氮的质量分数为
(0.00202mol×14g・mol-1×10/1.500g)×100%=18.85%
［点评］用综合计算方法解数据分析题，其关键的一步，通过分析找出有效数据，撇弃无用数据的干扰，然后按其相关运算法则综合计算。
2.4图象分析法
坐标图像与数据本为一体。坐标图像就是依据坐标绘制而成的，而图像上任意一点都包含有关联的系列数据。因此，有些数据题完全可以转换成坐标图像解答，更容易，更直观。
例4.工业上通常把溶液中存在的CO32-和HCO3-的总浓度称为总碱度。水中碱度的控制成为碳酸钠软化水处理法的关键。从理论上分析，碳酸在水中一般以3种形式存在，即H2CO3(CO2)、HCO3-、CO32-。根据平衡理论，不同pH的溶液中碳酸存在的形态与含量是不同的。下表数据是在不同pH时测定的碳酸存在的形态及相对含量。
(1)当溶液的pH约为______时，c[H2CO3(CO2)]=c(HCO3-)；当溶液的pH约为______时， c(HCO3-)= c(CO32-)。
(2)为了保证某化工生产系统不产生结垢现象， 要求 c(Ca2+) ≤ 0.3mol/L 。已知在该温度下 Ksp(CaCO3)=3.03×10-9。 则体系中C(CO32-)的取值范围为____；当水样中总碱度为10mmol/L时，在溶液pH为11时，该水样能否保证不结垢？理由是___，此时溶液中存在的阴离子浓度从大到小顺序为____(不考虑其它阴离子)。
解析：该题解答的最佳方案，就是将提供的数据绘制成坐标图。根据表格中提供的数据绘制成坐标图如下：(纵坐标表示H2CO3(CO2)、HCO3-、CO32-相对百分含量)
(1)从图中可知，当溶液 pH 约为6.2时c[H2CO3(CO2)]=c(HCO3-)；约为10.3时c(HCO3-)=c(CO32-)；
(2)c(CO32-)≥1.01×10-5mol/L；能；因为pH=1时，从图像上可知，CO32-占碳元素含量的50%以上，其浓度为CO32-最低浓度(1.01×10-5mol/L)的500倍以上，足以保证CaCO3沉淀， 即 Ca2+ 有效去除； c(CO32-)> c(HCO3-)>c(OH-)
例5.以下是一些烷烃的沸点数据：
请根据上述数据变化趋势，推测己烷的沸点可能是______。
A. 61.2B. 67.3C.69.0 D.80.4
解析：随着分子量的递增，烷烃的沸点呈现有规律性的递变趋势。若以烷烃的相对分子质量对沸点作图，即可以绘出下列曲线图。
“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文”
从图中可以看出，随着碳原子数增加，烷烃沸点升高的幅度在逐渐减小。这与每增加一个CH2基团，其相对分子质量的增加在整个分子中所占的比重(CH2/CnH2n+ = 14/CnH2n+2)
下降的趋势相一致。因此，若以戊烷和庚烷的沸点的中点作参考，己烷的沸点应在中点偏上一点的位置(见下图)。据此判断，己烷的沸点为69℃。
［点评］化学变化符合于自然变化的普遍规律―量变引起质变。因此，很多化学数据的变化存在某种似乎于自变量因变量的函数关系，依据这种关系就能作出数据的变化图像；并且，有些试题单从提供的数据难以直接推算，只能依靠曲线的变化分析推得。因此，具备这两种特点的试题最好采用此法求解。这种方法在编制曲线图时比较麻烦，但是，曲线图使很多试题解法变得简单、直观，而且有些试题离开这种解法是很难求出结果的。
2.5数学建模法
一些化学数据的变化就隐含一种(甚至几种)数学关系，如将这种数学关系提升抽离出来， 建立近似数学模型来解题，使其试题更易被学生理解接受。
例6.下表数据是1mol气态(或折算为气态)烷烃，在25℃，1.01×105Pa条件下，燃烧生成液态水和气态的二氧化碳时所放出的热量。请你根据这些数据推测燃烧1mol辛烷所释放的热量_____kJ/mol
解析：表中提供烷烃系列的燃烧热，显然是随着分子中C原子数的增加而增加。根据量变质变的哲理，可以猜想，烷烃燃烧热的变化是依烃分子组成中CH2基团数的增加有规律的等量变化。
根据猜想，计算分子组成中每增加一个CH2基团的燃烧热的变化值如下表：
根据计算，燃烧热的增量从乙烷开始近似为一定值，猜想正确。由此可以建立近似数学模型―等差数列。其热值计算公式为：
Q=1560.7+(n-2)×658.0=244.7+658.0n(n表示C原子)
依据该公式辛烷燃烧热Q=244.7+658.0×8=5508.7kJ。
［点评］将表格数据题转换成数学计算题用数学方法求解的关键，在于能否分析再升华抽出数据中隐秘的数学问题，并建立数学模型，只要数学模型建立起来了，问题也就解决了。
表格数据题的解法常用的还有极值讨论法、数轴分析法、补充数据法等。由于篇幅所限，在此就不一一细说了，读者可自行总结归纳运用。
参考文献：
[1]江敏.新专题教程.第三版.有机化学基础[M].华东师范大学出版社.
化学数据分析方法范文第2篇
应用统计专业学位的设立是为了适应现代统计事业发展对应用统计专门人才的需要而设置的，它的培养目标主要是让学生掌握扎实的理论基础和系统的专业知识和技能，具备数据采集、整理、分析和开发的能力，能够从事统计调查咨询、数据分析等“应用型”统计专门人才[5]110-111。然而，在大数据环境下实现的数据分析已不再局限于某一类特殊的行业统计分析需要，各行各业的运作发展都越来越依赖于大数据环境的存储、计算、统计分析与决策。对于多样化的大数据集，其所涉及的内容和知识结构必然是不同学科的交叉应用。大数据时代的数据分析专业人才的培养目标并不仅仅是传统的数据收集、整理与分析，而是需要掌握能适应大数据特点的新的研究方法和独立分析的能力，能很好地融会贯通其他专业的知识内涵，成为真正意义的专业大数据分析人才。然而传统的统计学人才培养目标和教学模式并不符合社会对大数据分析专业能力的要求。参考和借鉴文献[6-7]8-9,226提出来的一些建议，笔者探索从以下几个方面对人才培养目标和教学培养模式进行改革：（一）走出校园，深入社会，挖掘并归纳出社会用人单位对数据分析专业职位技能和能力素质要求，进而制定符合社会需求的人才培养目标，以市场需求为导向更好地指导教学实践活动。为了更好地为用人单位输送符合大数据时代需求的专业数据分析人才，尝试对高年级学生的培养方案设计中考虑以岗位需求为标准灵活调整和制定相应的培养目标和内容。（二）参考国外本科生专业人才培养的先进理念，引入“协作式”培养模式，大力支持大型企业与高校合作或高校与高校合作培养复合型和开发型人才。各个高校、企业可以发挥各自专业特长来实现合作，高校的不同专业之间也应该加强沟通和协作，例如在制定应用统计专业数据分析人才培养方案及实施过程中，可以以统计学科所在的学院为主导，让计算机学科、经济、金融及管理学科等相关学院协作参与完成[8-9]60-64。（三）总结教学过程存在的不足，探索新的知识学习和能力培养的创新模式。目前的教学活动主要以老师独立授课，学生被动接受知识为主的方式，培养过程计划性强，缺乏弹性，培养的评价也过于单一。在本科生培养中可以引入课程学习、导师指导和科学研究三个阶段，考虑采用导师指导与集体培养相结合的方式，一门专业课程的讲授不再局限于单个老师完成，在培养方案中考虑主题分组方式，鼓励授课教师根据自己的专业特点和知识背景共同参与一门课程的教学活动。多名教师协同工作的模式可以取长补短，在大数据分析的实际案例设计及课程内容上都更加贴近实际需求，产生更好的教学效果[6]8-9。
二、基于大数据分析的特点科学构建课程体系
大数据背景下，人们可以通过互联网、数据库以及各种通信工具获得海量数据，人们日常生活、学习和工作的各类事物都可以实现信息化，世界几乎是由各种信息和数据所构成的。大数据的特点可以归结为四个V,数量大（Volume）、类型繁多（Variety）、价值密度低（Value）、速度快时效高(Velocity)[6]8-9。大数据的真正意义不在于能提供庞大的数据量，而是对海量的数据进行专业的处理和分析，并从中获取用户关注的信息。结合当前互联网应用中大数据本身的特点，从大数据中挖掘出重要知识并对之深度学习和分析的工具和方法也应与时俱进地发生改变，传统的统计方法和统计分析工具已无法满足大数据分析的需要。然而，在大多数高等院校中，统计学专业人才培养的课程体系并没有考虑社会的实际应用需求，仍然停留在以传统的统计模型框架为主导的课程体系设置，本科生教育的主要专业课程包括：数学分析、高等概率论与数理统计、应用随机过程、回归分析和多元统计分析等[10]248-249，这些课程内容和知识结构还不足以满足大数据时代对数据分析专业人才知识结构的要求，课程体系设置中缺少能有效整合的数据分析能力培养模块[11]66-68。因此，有必要针对各类院校师生各自的专业特点和学科基础，分层次、分阶段地展开课程体系改革。（一）参考国内外先进高校大数据分析专业的课程设置，结合本校的师资和专业结构特点采取灵活的策略制定课程计划，在实施学分制改革的高校中各类学生可以在学业导师指导下实施符合学生自身特点的课程学习方案。（二）以大数据分析人才需求驱动的课程体系改革要考虑市场的行业需求变化、大数据应用中跨学科的特点。素质好的数据分析人员不仅仅要具备专业的数据分析能力，还应该对具体数据中涉及的学科知识有较好的储备，能将不同行业的专业知识与数据分析紧密关联起来，实现大数据分析的效用最大化。此外，在充分借鉴国内外大学成功经验的基础上，课程设置应该与学生的学术倾向和基础能力紧密结合，注重基础课程教育的同时强调文理渗透，同时要兼顾学生的兴趣与学习的联系，在课程体系的设置中需要增设一些多领域、跨学科的选修课程，如经济学、金融学、保险学、管理学和会计学等。因此，校内跨学科或高校与高校之间联合培养是实现跨学科课程建设的有效方法之一。（三）科学构建课程体系的主要思路还包括根据大数据时代需求，对专业必修和专业选修课程在课程时间、顺序及内容等方面进行改革。专业必修课程重点内容为统计学和计算机科学的交叉部分，在讲授统计基础理论（如多元统计、决策树、时间序列等）课程基础上设置大数据案例分析课程，在案例分析过程中让学生实际操作企业当前应用的大数据计算平台[6]8-9，从而增强学生大规模分布式计算技能。为提高学生的实际动手和二次开发能力，专业选修课程需更多地开设与数据挖掘及面向数据的编程语言相关的课程，如数据挖掘算法、C++、Java和Python等课程，强化学生的数据挖掘和分析能力。
三、基于协同创新的理念开展实践教学改革
近几年，随着应用型、创新型人才培养目标的提出，学校越来越重视和加强对各类专业人才实践教学能力的培养，以“数据分析”为方向的专业人才需要运用统计分析软件对数据进行分析和决策，其实践教学的重要性更是不言而喻。然而，在大数据被广泛应用的时代背景下，高等院校中的实践教学仍然是培养高层次“大数据分析”人才的薄弱环节，实践教学教材及内容不规范、教学方法单一、软硬件的更新以及师资储备等方面都存在着一些问题[12]96-97。例如以模型驱动为主的实践教学模式已不适应大数据时代的要求，大数据时代数据是海量且复杂的，用简单的SPSS、Eviews为主的软件教学已无法处理大数据[5]110-111。因此，学习其他知名高校构建的协同创新的理念，结合财经类院校的统计学科及人才培养的特点，开展实践教学改革[13]248-249。对“数据分析”专业人才实践教学改革，笔者的建议如下：（一）根据协同创新理念，解决实践教学环节存在的实验教材（教学内容）缺乏实用性的问题，一方面可以参考企业对数据分析师、调查分析师资格认证相关培训教材，开发实用性强的《数据分析》实践教材，另一方面学校可以和企业或其他高校定期举办交流座谈会，面向企业需求甄选实践教学内容。（二）高素质的师资队伍对人才的培养无疑起着至关重要的作用，在提高指导教师理论和实践能力方面，借鉴协同创新联合培养的模式可以有效充分地利用企业、学校的各方面师资资源。例如北京大学、中国科学院、中国人民大学、中央财经大学、首都经济贸易大学5所高校已经与政府部门和产业界签署了联合培养大数据分析应用人才的合作协议[14]。广东财经大学也可以参照类似联合培养的做法，和广东其他高校、政府和企业合作。一方面企业或政府可以利用自身的资源为高校提供人才培养实习基地，并且引荐相关的技术人员聘为校外实习导师，指导学生在实习实践中建立以问题为导向，以项目为牵引的运作机制，让学生能够理论联系实际，切身体会数据分析的商业操作体系。另一方面，由于高校的专业教师缺乏社会实践的机会和经验，高校应该制定政策鼓励并推荐相关专业教师走出学校、走进企业，密切与企业合作交流，从而更进一步地提高教师对复合型专业学位人才培养的能力[15]29-32。（三）为了激发学生的学习热情，减少对实践操作的畏难情绪，实验课程的教学方法也需要探索创新性实践教育模式。教学过程可以考虑灵活的制定团队教学计划、案例实战分析、模拟实训等多样化的方式，减少单一的课堂内容讲授，在理论和实践教学环节中积极调动学生的主观能动性，提供更真实的企业大数据应用环境，并以学生为主完成实际案例分析。此外，基于不同的授课对象的特点，老师在教学过程中也要适当考虑学生的兴趣和需求，随时调整实验教学策略[9]。
化学数据分析方法范文第3篇
研究了近几年各省(市)的化学高考卷,以及对比2007-09年浙江等10个课改实验区高考卷(化学部分)的高考题,感觉几年来高考化学实验命题有如下四个特点。
1.考查力度略有增加
以2009年的高考实验题为例,实验题在整个浙江卷中占总分的36%,比以往略有增加;占江苏卷51.7%。当然,在实验题中并不是所有的内容都是考实验方面的,所以真正实验方面的分值会略少于统计分值。但依然比较可观,总体上考查的力度有较大的增加。
2.呈现形式丰富多变
近年以来,实验题在呈现形式上丰富多变,有数据、表格、装置图等形式,也有流程图、文字表述、化学方程式等内容。
3.试题来源选材广泛
近年来课改卷实验题的选材大多来自于实际情境,内容波及了诸如医药、材料、环境和能源等领域。这些实验题情境多变,强调了绿色化学概念,所考查的内容基础、实在,能够帮助考生认识科学、技术、社会与环境之间的相互关系,让考生学会从化学视角去分析问题和解决问题,符合了“重视理论联系实际,关注与化学有关的科学技术、社会经济和生态环境的协调发展”的能力要求。
4.三类题型增加较多
传统的考题有:(1)对教材实验的直接截取改编;(2)对教材实验进行加和;(3)对教材实验进行“拆一拆、组一组”;(4)对教材实验设计不足“评一评、改一改”;(5)对教材实验试题“拓一拓”。这些考题在2007-09年的高考中依然占有一定的市场,但有下降的趋势。而(1)探究性实验题;(2)数据分析归纳型实验题;(3)新增的实验、新增的知识等三类题型增加较多。
二、化学实验复习策略
因为大家对高考实验题的命题原则――“源于教材,略高于教材”,复习中应注意的――“重视双基、注重规范、强化创新”等都了然于胸,这个老话题不易讲出新意。结合2007-09年化学高考实验命题的特点,若从具体操作层面,可提出化学实验复习如下的一些策略。
1.归纳总结、对比分析
学好化学不光需要扎实的基本功,还需要对各个知识善于归纳总结、对比分析。如:
(1)实验知识的对比分析:①哪些仪器可直接加热?哪些可间接加热?哪些不能加热?②计量仪器中,仅有一条刻度线的有哪些?有“0”刻度线的有哪些?大读数在上的有哪些?小读数在上的有哪些?等等。
(2)实验仪器的对比分析:
①气体体积的测量装置
②防倒吸的安全装置
2.关注热点、兼顾全面
实验考查中的热点多次反复出现,显示双基不可替代的重要作用。在历年的高考中反复出现的一些知识点和题型构成了高考的热点。
热点1:热点知识:
(1)常考仪器的正确操作使用;(2)重要的操作技能;(3)物质的检验与分析:离子、有机官能团的检验分析等;(4)实验条件构建与分析。如物质制备条件(干燥、无氧、温度),物质检验中的实验条件(酸性、碱性、加入顺序),物质分离的实验条件(萃取、分液、蒸发、蒸馏等)。
热点2:热点题型
(1)探究性实验题
2009年课改实验区化学Ⅱ卷实验题的设计更具发展性与创新性,尤其卷中探究性试题的考查力度整体较往年有所增加。除山东卷外,广东、海南和宁夏等其余八套卷中每一套卷均不同程度地设置了探究性试题,且这些探究性试题所赋的分数及比例普遍高于非课改区卷。考生要解答好这类题除思路清晰外,还应具备较强的语言表达能力和严谨的逻辑思维能力。
(2)数据分析归纳型实验题
数据分析归纳型问题自2005年以来的高考化学试题中,每年都有,成为考试热点。题目往往给出一定的实验记录,要求从实验数据出发,观察数据、分析数据,找出定量规律,建立数学模型,进而从物质内部结构做出解释。这是化学研究问题常用的一种方法,要求学生有较强的逻辑思维、信息转换能力。可以预期,在今后很长一段时间的高考化学试题中,这类试题还将肯定会出现。
浙江省2009年的27题是其中比较成功的好题之一:
超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,化学方程式如下:
2NO+2CO■2CO2+N2
为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表:
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
(1)在上述条件下反应能够自发进行,则反应的ΔH________0(填写“>”、“
(2)前2s内的平均反应速度v(N2)=________。
(3)在该温度下,反应的平衡常数K=________。
(4)假设在容器中发生上述反应,达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是________。
A.选用更有效的催化剂B.升高反应体系的温度
C.降低反应体系的温度D.缩小容器的体积
(5)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。
①请在空格中填入剩余的实验条件数据。
②请在给出的坐标图中,画出上表中的三个实验条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图,并标明各条曲线的实验编号。
这类考题中提供的原始材料大多数是以数据、图表、公式、图像等表示的。它们各有优点:数据、图表具有直接性,公式表示具有严密性,图像表示则有直观性和形象性。这就要求学生观察数据、图表,进行数据分析处理、发掘其中的隐含信息,学会将数据、图像、信息转换为文字信息,将文字、数据信息转换成图像信息,以具备较强的信息转换能力。
热点3:新增的实验、新增的知识
苏教版教材,尤其是其中的《实验化学》新增了许多新的实验及操作,如层析、热过滤等,也增添了不少新知识。这些新增的知识、操作和实验为高考实验题提供了很好的新的素材,必须引起高度的关注。例如09福建卷25题【实验二】――探究镀锌薄铁板上的锌的质量分数和镀层厚度该考题几乎就是《实验化学》中“镀锌铁片厚度的测定”这一实验的重现。
新增的操作有:减压过滤、热过滤的基本原理、特点、方法、仪器的组成及操作关键,与普通过滤相比有何异同点?有何优点?纸层析的基本原理、方法及操作(支持物、固定相、流动相、显色反应)结晶――大晶粒生成的条件,倾析法,电子天平的操作方法。
新增知识有:焓变和熵变说明常见化学反应的方向、化学平衡常数计算、绘制滴定过程中的pH变化曲线、沉淀溶解平衡的应用、测定有机化合物元素含量、相对分子质量的一般方法、物理方法确定有机化合物的结构、控制实验条件的方法、物质定性研究和定量分析的基本方法。
毕竟高考不是我们命题,所以我们强调关注重点、热点的同时,要学会舍弃,更应强调注重全面,不能去押宝,要根据学生的水平找到一个合适的平衡点。
参考文献
[1]夏宾.2009年浙江省新课程化学高考中几个值得关注的问题.网络文章.
[2]赵宇.探究展“个”性开放展“人”性.网络文章.
作者单位:
化学数据分析方法范文第4篇
[关键词]煤矿 水文地质管理信息系统 开发 应用
中图分类号：M72 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）10-0228-01
在我国煤矿勘探、开采过程中，积累了极其丰富的水文地质资料，对于这些资料信息的处理具有多样化的方法。当前，煤矿生产效率和质量不断提高，矿井水文地质资料信息量也在相继增长。但是，在这种情况下，我国煤矿在资料信息管理中没有形成统一性和规范性，由于资料信息多而杂，决策人员只能根据自身经验和主观判断来分析和研究相关资料信息，直接影响煤矿的安全。随着计算机技术不断发展，其在各行业领域应用越来越广泛，煤矿行业也不例外，结合现代化技术手段将煤矿水文地质资料信息进行综合分析研究，建立水文地质管理信息系统，这样不仅能够提供资源利用率，还便于煤矿管理者提供决策依据，同时提供煤矿水文地质管理工作水平，使其更加科学化、系统化以及规范化，从而保证矿井防治水害工作的有效性，提高矿井生产效率和安全质量。
一、煤矿水文地质管理信息系统的设计原则
根据煤矿水文地质管理信息系统开发的实际情况，矿井水文地质信息管理系统的开发过程中应采用渐增的形式，在此基础上，要充分表现出煤矿水文地质信息管理系统的先进性、新颖性以及实用性，因此必须遵循相应的设计原则：
第一，遵循系统实用性原则，结合煤矿生产实际情况，避免琐碎且无用的功能设计，为用户提供切实有效的服务功能，保证系统是数据输送与录入的便捷性；
第二，人性化原则，根据用户对象进行界面设计，尽量采用中文界面，这样能够使操作者更快的掌握其实际操作方法，以此提高系统的实用性；
第三，先进性的原则，系统可以应用多种高新技术成果，如集成技术、可视化技术等。从而实现多个系统的集成及可视化操作，实现系统资源共享；
第四，延伸性原则，系统设计不能仅用于现阶段需求，对未来发展各项功能及实际应用的需求要有一定的延伸性，保证系统设计及应用符合煤矿事业长远发展及后期项目实施的连续性，提高系统的灵活性；
第五，规范化、标准化原则，系统设计及构造措施应充分结合煤矿行业及相关行业的规范化标准。同时，遵循数据采集、信息形式、信息内容以及信息存档、信息传递等各方面的制度化、规范化、标准化以及系统化。
二、煤矿水文地质管理信息系统的开发
根据煤矿水文地质资料信息录入、查询、图像、输出等全过程的实际运行情况，将系统分为三大模块：数据库模块、数据分析及动态模块、输出模块。
数据库模块：在煤矿水文地质资料信息分析和研究的基础上，建立煤矿水文地质数据库，这是整体系统的基础。根据煤矿水文地质工作的实际需要，主要采集矿区水文地质、气象条件、矿井、抽水、历史开采以及防治等方面的数据信息。数据库的检索查询时（是）整体系统的核心，用户选定查询文件名后，根据数据库的中文名字段，由用户自行操作、组合、查询及导出内容。利用相关查询算法得出结果，这种方式操作灵活、查询效率高、查询结果准确，使用这一部分模块可将相关数据信息进行打印或在界面浏览。
数据分析及动态模块：该模块能够让煤矿水文地质工作者和生产管理决策人员直接应用数据库量化分析矿井水害特征，从而为煤矿安全生产、防治水害及矿区资源合理利用提供科学的决策依据。该模块主要是通过系统软件进行各种图形绘制，使其与矿井水害相关的动态曲线及图像信息综合在一起，形成一个数据分析及动态成图体系，当数据库信息改变，相应的图形也会发生改变，从而帮助决策人员及时、准确、有效的分析和预测矿井识海的动态特征，为提高煤矿安全提供强有力的支持。
数据输出模块：这部分模块是为了满足煤矿生产管理规范化、标准化以及有效化需求所设置的，其能够将数据库中所有的资料信心进行打印输出。该模块开发是利用动态报表进行数据输出，当数据库中数据信息增加，其实时数据报表的记录数量也会增加。
三、煤矿水文地质管理信息系统的应用
（一） 水化学样品分析
本文通过对某煤矿矿井地下水化学样品进行分析，应用煤矿水文地质管理信息系统的数据分析处理模块，对数据库中存储的50水化学样品进行Q型聚类分析。分析过程中，模拟统计量可以采用斜交距离系数，根据数据信息的变量情况好不同聚类方法，对其进行20次聚类分析。然后通过多次分析对比以及检验，确定采用该种分析方法研究该煤矿水化学特征的具体方案为：50各水化学样品中含有多重阴阳离子、矿化物、硬度等多个变量指标。
在该结果中，可以将该煤矿深层水和浅层水分成不同类型的水化学特征，从而使煤矿水文类型划分更加科学化、合理化，以此为防治煤矿水害提供有效的科学依据。从整体分析情况来看，对该煤矿矿井水系统水化学特征的分析与研究，得出的结果与实际相符。
（二） 水量预测及评价
对煤矿矿井下的涌水量进行预测和计算的方法有很多，例如数值法、分析法、解析法等。本文结合煤矿水文地质管理信息系统的数据分析及动态绘制模块，对该煤矿矿井下的涌水量进行探讨和研究。
经实践和统计表明，对于很多裂缝含水层充水的矿井来说，在建井及开采期，随开采面积的增加，矿井涌水量逐渐增加；当矿井涌水量增加至一定程度时，其就会逐步趋于稳定。但是，如果有大量水源涌入，就会出现重复现象。
在本文研究的某煤矿矿井地下水系统中，矿井地层岩水主要是太灰水和奥灰水，在相关数据分析中，因矿井扩充，导致地下水系统失衡，进而导致地层基岩裂缝水向矿井涌入，经水文观测矿井水位下降较慢，涌入水源的排放量增大。随着当前矿井开拓及开采规模不断扩大，矿井地下水渗漏及水位升降基本趋于稳定状态，经水文观测实时动态水位较平缓。涌水量与排放量基本持平，但是由于钻孔作业，导致矿井涌水量不断增加。
四、结语
煤矿水文地质管理信息系统具有诸多优势和优点，其系统功能强大、整体结构简单、操作灵活。整个系统可以划分为三大模块，即数据库模块、数据分析及动态绘制模块以及数据输出模块。该系统应用于煤矿水文地质工作中，对煤矿水文地质进行全面、系统的综合分析和数据处理提供了有效的技术支持，同时为煤矿生产管理者和决策人员进行决策提供有科学合理的决策依据。总体来说，应用煤矿水文地质管理信息系统对煤矿水文地质资料信息进行管理，并结合系统分析、计算以及处理功能为煤矿安全生产提供科学化、合理化以及规范化的技术工具，该系统的建立对促进煤矿水文地质工作具有极其重要的意义。
参考文献
[1]耿，杨飞，万鹏，等.GIS技术在矿井水文地质领域的开发与应用[J].中国科技博览，2010（18）.
[2]孙莹洁，田蒲源，计炜.基于MapObjects的矿井水文地质信息系统设计与实现[J].桂林理工大学学报，2011（1）.
化学数据分析方法范文第5篇
关键词：有机化学、抽样测试、数据、分析、难点、易错点
【分类号】G633.8
《学困生的原因与对策》的第一阶段是对学生学情分析，找出学生对所学教材知识点的理解、掌握情况，以及得失分率，易错题的整体分析。这项工作的突破口首先得从《有机化学》抽样试卷给学生做一做，然后作学生学情分析。
一、 抽样测试与数据分析。
1.抽样试卷数据统计。对学生进行有机化学抽样检测，为了不耽搁学生、老师们的宝贵之间，我们利用高二级学生晚自习的时间做了《有机化学》学情抽样测试，一共做了五个班，依次为高二（2）班、高二（4）班、高二（8班）、高二（9）班、高二（10）班，发下去的试卷总共约有260份，然而学生上交回来的试卷约有250份，我们利用周末的时间对试卷进行了批改，并统计分析了所得数据如下表：
2.先看一看数据的有效性，注意数据的取舍。高二（10）班是普通班，其平均分远高于其余三个班，偏离了平均值（这可能是学生课后有了一定的准备），舍去。另外，高二（9）班上交卷人数较少，仅有28份，参考价值少些，可以舍去。余下的三个班：高二（2）班、高二（4）、高二（8）班平均分相差不大，平均分有一定的梯度，这与班级分班的梯度吻合：高二（2）尖子班，高二（4）次尖子班，高二（8）普通班。以至于高二（2）、（4）、（8）三个班所测数据属于有效数据，予以保留，可以作出有效的数据分析。
3.数据分析。可以看出有效数据的三个班为：高二（2）班、高二（4）、高二（8），简单分析数据可知：三个班平均分依次为29.78分、23.52分、22.83分，再次取平均值为：25.38分，即我校学生在有机化学考试中大约只拿到25.38%，其得分之难，难以想象。纵观分析今年来的理综高考化学科的有机化学知识考点较难的分，据相关报道在高考有机化学知识点分值30分左右，然而，得分还不到10分，即有机化学知识点分值学生还拿不到其30%，这此次分析数据相当吻合，具有较强的有效数据分析性。总体可看出：
①学生得分十分困难，拿不到有机化学分值的30%。
②及格人数较少，甚至寥寥无几，可谓惨也，一败涂地。
③高分不高，高分人数十分的少。三个高二（2）班、高二（4）、高二（8）班最高分依次为81、42、40，及格人数只有高二（2）班2人：81分和63分。即高分不高，高分人数十分的少，可用“罕见”二字形容。为何学生考下来一塌糊涂呢？是试卷难了吗？难在哪儿？易在哪儿？还是地处黔西南州的县份学生生源素质的问题？等等问题我们来逐一分析。
二、 试卷分析。
1.试卷分值与难易设置。试卷设置为100分制，这样有助于分析得分比例。试卷难易设置是按高考比例设置：即容易题、中等题、难题比例依次为：3：5：2，即容易题占30%，中等题占50%，难题占20%。从学生得分来看，学生得分约为有机化学试卷分值的25.38%，即容易题比例分值都还拿不到。
2.试卷学生得分与失分统计：
3.学生所做试卷的得分与失分分析：
①学生对基本概念理解不透彻，以至于喜欢做容易得分的直观题（不需要拐外抹角，一眼就可看出答案的试题）；稍微转弯的带有主观考虑的就比较头疼，这类题很不容易得分。例如，相对容易得分的题有第1题（物理性质）、4题（简单记忆的化学性质）、8题（单一性质）、9题（单一比较推理题）。相对较难得分的题有：第3题不仅考查到同分异构体的概念，还考查到其书写，还需知道常见的概念，如，同系物、加成反应、取代反应
②学生的动手计算能力较差。第5题涉及到物质的量、阿伏伽德罗常数的计算，得分较少，可以说此题是失分的。
③图像、数据分析综合能力较差劲，有待于平时的训练提高。第7题是图像、数据分析题，不仅会看图，会找出关键的数据，而且还要根据题目的要求对图像和数据进行计算、综合分析之后进行正确的判断、解答。这类题目是单纯的考知识点，而是对学生的观察能力、计算能力、综合分析能力的整体考查，这类题目对学生能力的要求较高。
④有机物的命名及同分异构体的写法，是学习有机化学所必须要掌握的，要能根据所学规律、方法敢于大胆的猜想、创新写出可能存在的各种结构，是难点、弱点，也是高考的一个常考点。在第10小题学生得分较低，分值10分却只能得【三个班再取分均值（1.76+1.42+4.51）/3=】2.56分，即只得到该题25.6%。
⑤信息推断题目对学生而言较难，是失大分值的。譬如，此试卷的第11、12题信息推断题学生基本不会做，找不到头绪，一头雾水，究其原因是学生不会运用基础知识结合题目题目所给信息综合考虑找出突破口，要想突破此瓶颈除了加强学生对基础知识的掌握，还需要讲究方法――抓住有机物的结构，特别是官能团，还有实验。有机推断试题在高考试题中是常常出现的，高考分值也比较大，大约20分左右，究其推断所给信息都是结合有机物的结构还有实验信息条件。
⑥实验题目是学生最怕的，丢分较多，得分较少。化学是一门以实验为基础的自然科学，许多化学原理都来至于实验，或者说来至于现实生活劳动中总结的经验；反过来许多化学原理又可指导现实的生产、生活，相辅相成，相互促进，密不可分。但就中国的国情而言，中小学实验基础的建设是一个大的问题，实验的开展又是一个更大的问题，开展的次数就屈指可数，甚至寥寥无几，从而学生对实验的观察、动手、动脑、综合分析判断等能力的培养较为欠缺，学生实验分数不言而喻的教低了。在试卷的第13题是一个实验题，对学生可以说是失分的，其不仅考到基础知识――实验的原理，还考到创新――实验的设计。实验的设计主要有四步骤――发生装置、除杂装置、收集装置、尾气处理装置，四步骤都是灵活多样的，不是一层不变的，需要学生做出理性的判断、创新的设计。第13题考查到溴苯的制取，其溴苯制取原理等相关知识在高一必修2就已经学过了，高二选修5《有机化学基础》再次提到，教材中实验装置与此次试卷题目装置不一样，学生较难倒了。
实验题失分的教训要引起我们师生共同的警觉，平时多培养学生的实验能力，例如上课时尽可能的做一做课堂演示实验，尽可能让学生参与进来，甚至可以让学生动动手；此外，如果条件允许的话，实验课应该尽可能开展起来，这样有助于实验能力的培养。
4. 学生素质对所做试卷结果分析。
此次有机化学抽样测试结果让人颇感失望，但也道出实情，我们要正确面对我们学校的学生，要实事求是，从根源出发，以便对症下药，药到病除。
首先，学生生源素质良莠不齐，整体素质不好。贵州的经济发展较为落后，文化教育也就随之滞后，县城中学的文化教育也就更逊色的多。县城高中学生的生源主要来自于乡镇学校，甚至乡村学校，其教育条件较为薄弱，别说实验，甚至有的参考资料都难找到，学生学习与各方面的素质培养也就欠缺得多了。譬如，学生实验而言，问了一些学生连常见的化学仪器都不知道，更不要说实验操作了。
化学数据分析方法范文第6篇
关键词：智慧课堂；雨课堂；学习数据分析
中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2017）10-0014-04
移动互联技术迅速发展及其在教育教学中的应用，推动了新一轮课堂教学的创新与变革，传统课堂向数字化、智能化课堂发展。随着智慧教育理念的提出及发展，信息技术环境下智慧课堂的构建成为教育技术界越来越关注的研究热点。
一、智慧课堂的概念及其意义
不同视角下对于“智慧课堂”有不同定义，这里从信息化视角来理解“智慧课堂”的概念。从实际开发和应用来看，“智慧课堂”可以定义为“以建构主义学习理论为指导，利用‘互联网+’时代的大数据、移动互联、云计算等新技术构建的信息化、智慧化、高效互动的课堂。”它应用“云+端”服务方式，通过智能推送、动态学习数据采集和即时分析，实现基于数据的教学决策、实时全面的教学评价、全过程的交流互动、个性化的资源推送，从而变革和改进课堂教学的结构和模式。智慧课堂是信息技术和教育教学深度融合的产物，也是翻转课堂发展的新体现、新趋势。
在大数据时代背景下，传统课堂教学面临新的挑战和机遇，利用学习数据分析来改进教学行为是变革传统课堂的有效手段。国内外许多教育机构和部门都十分重视教育数据挖掘和学习分析技术的应用，2012年美国国家教育部了《通过教育数据挖掘和学习分析促进教与学》的报告；2016年4月，清华大学与学堂在线共同正式对外了一款免费线上教学工具――雨课堂，它通过微信服务号连接师生的智能终端，实现对课前-课上-课后教学全过程的动态学习数据收集和分析，雨课堂的推出为智慧课堂构建提供了环境和技术支持。
利用雨课堂构建基于学习数据分析的智慧课堂，适应教育信息化和大数据背景下的学校课堂教学改革创新的需求，具有重要的现实意义和价值：
1.有助于实现个性化、高效互动的课堂
大数据背景下基于学习数据分析的智慧课堂，变革了传统课堂教学结构和模式，从以教师为中心的知识传授为主转向以学生为中心的能力培养为主，从“先教后学”转变为“先学后教、以学定教”。课外，学生自主移动学习，师生交流互动，教师依据课前预习数据反馈，进行个性化指导，同时设计有针对性、个性化的课堂教学；课堂上，师生一起协作探究解决问题、完成学习任务，将课堂时间的运用发挥到极致。这种课堂内外的教与学能够提高学生学习自主性、积极性，实现师生之间的更多互动，在某种程度上活跃了课堂氛围，从而达到高效的课堂教学。
2.有助于实现全过程多元化的学习评价体系
智慧课堂利用大数据和云计算技术，对学生的课前-课中-课后学习全过程进行动态、实时记录和统计反馈，从而能够更全面、客观、真实地对学生学习情况及教学效果做出评价。这种全过程多元化的学习评价方式，一方面对学习活动起到引导作用，利于对学生进行个性化的指导；另一方面，帮助教师改进教学策略，使教学活动的开展更有效地促进学生的学习。
3.有助于丰富和发展智慧课堂的理论和实践，推动课堂变革和创新
将雨课堂应用于传统课堂教学中，探索基于学习数据分析的智慧课堂模式，并在具体课程教学中开展实践，这为智慧课堂的研究提供了参考，为一线教师开展混合式、翻转课堂教学提供借鉴。同时，引起教师关注并尝试运用新技术进行教学改革实践，推动传统课堂的变革和创新。
二、雨课堂支持下的智慧课堂构建
1.雨课堂支持下的智慧课堂架构
在对雨课堂特点及其功能研究基础上，构建基于雨课堂的智慧课堂架构（如图1所示）。雨课堂是应用于PowerPoint中的一个插件，采取“云+端”的服务方式，通过云计算、云存储和云服务等为课前-课中-课后教学的各个环节提供信息技术支持。教师只需要会PPT和微信就可以快速便捷地部署智慧课堂。在学生端，雨课堂提供课前预习自测、课内“不懂”按键、弹幕和随堂测试等功能，帮助学生预习、巩固知识并反馈学习情况；在教师端，可以推送PPT课件、分享链接和微课视频、测试、统计和反馈学生学习数据，帮助教师及时把握学生学习情况、学习效果以及学习轨迹。雨课堂支持下的智慧课堂打破了传统课堂的围墙，具备实时动态学习数据的采集和即时分析功能，实现了智能、高效的教学交互与反馈，改变了传统课堂的教学方式。
2.基于全过程学习数据分析的智慧课堂教学模式
智慧课堂的核心理念是用数据改变教育，学习数据是客观真实地反映教学过程、教学效果的重要依据。实时、客观、全面反映当前教学状态，是一线教师的迫切需求，传统课堂上教师面对几十位学生，很难及时准确地把握每位学生的学习情况、有效调控教学进程。智慧课堂基于学习数据分析，使课堂教学从依赖于教师的教学经验及直观判断转向依赖于学习数据的分析反馈，用数据说话，依靠客观、实时的学习数据对教学情况进行判断和调整教学策略，实现智慧、高效的课堂。
在χ腔劭翁锰氐恪⒓芄寡芯康幕础上，同时结合雨课堂的技术特性，设计基于全过程学习数据分析的智慧课堂教学模式（如图2所示）。课前，通过推送预习资料，进行预习情况统计分析和检测，深化学情分析，优化教学设计；课中，通过“不懂”按键、发送弹幕、随堂测验，进行即时学习数据分析和反馈，调整教学策略和教学进程；课后，通过作业数据统计分析，进行针对性指导，推送拓展学习资料，实现个性化学习。雨课堂的技术支持对课前-课中-课后整个学习过程提供实时动态学习数据采集、分析和智能推送。
三、智慧课堂应用实例
利用雨课堂开展智慧教学的准备工作非常简单，教师只要安装好雨课堂插件，然后在手机微信里关注雨课堂后，进入我的课程页面点击“我要开课”即可创建课程和班级，创建成功的班级对应有专属的二维码和邀请码，教师可以通过班级QQ群或微信群告知学生，学生扫码或输入邀请码进入班级，这样便快捷地完成了智慧课堂的部署。
下面以高校公共基础课《计算机应用基础》中的“计算机网络”一课为例，具体阐述雨课堂支持下的智慧课堂教学实施过程。
1.课前环节
（1）预设教学目标和内容
教师根据之前对于课程内容及学生情况的学情分析后，预设本次课的教学目标，确定教学内容（如表1所示）。
（2）预习资料和预习反馈
教师利用PowerPoint中的雨课堂插件将上课PPT课件快速转换成可以随时推送的微课课件，同时还可以轻松插入慕课视频（如计算机网络MOOC视频）和网络视频（如局域网组建），在预习内容最后添加了客观题作为课前预测。微课制作完成后，教师将预习课件生成并推送到手机，在手机微信端点开收到的推送后预览课件并针对性对每页添加语音讲解，最后至班级。全班学生收到推送课件后，随时随地进行移动学习、完成预测并即时得到自动评分，另外，学生可以“报告老师”提出预习中的疑问或想法。教师也可以实时查看到已预习学生人数、预测题各题答题情况，浏览学生反馈并和他们进行课前互动交流。
（3）优化教学设计
教师在手机端实时看到的学生整体预习情况统计以便第一时间掌握学生课前预习情况，随时记录教学设计与备忘等，根据课前预习反馈，深化学情分析，明确教学重点和难点，优化教学设计，以便精准教学。如课前预测题答题情况的统计我们发现大部分学生对于网络协议、网络地址的理解有一点困难，需要课堂中对这些问题重点解决；个别学生给老师的报告中反映出学生对于计算机网络的认识只在表层，引发我们思考如何让学生更深层次地理解计算机网络和设计教学。
同时，教师通过邮件获取课前每位学生预习情况统计详细数据（如每位学生观看页数、观看的页面、预习时长、预测题评分统计），精确掌握每位学生的预习情况和学习行为，以此作为一对一个性化指导以及过程性评价的依据。
2.课中环节
（1）开启授课，进入课堂
教师开启雨课堂授课后，手机微信端即刻收到推送并点击推送信息，等待学生进入；学生用微信扫码或输入邀请码签到进入课堂，教师可邮件得到课堂情况统计详细数据了解学生的到课情况。等所有学生扫码完毕后教师点击开始上课，手机变遥控器控制课件的播放，学生端同步接收到课件。
（2）课程导入，分享与展示
教师将课前做的投票调查结果分享给学生，课前调查统计发现89%的学生之前极少接触计算机网络方面的知识。同时将预习情况反馈给学生，使学生之间有比较和定位，使他们做好课堂学习的心理准备。教师从“什么是计算机网络？”、“网络的功能是什么？”这几个问题入手进行提问，学生分享观点，展现课前自学成果，通过学生互评，教师展示本次课的教学内容和目标，进而展开更深层次内容的学习。
（3）精讲与拓展
教师根据教学目标并依据直观的学习数据进行针对性教学，学生在听课中发现有不明白的内容可以随时点“不懂”第一时间反馈给老师，老师能实时看到课件中每页“不懂”的人数，及时知道学生学习情况，并调整教学策略。如授课中发现在讲解网络地址时有很多学生对“子网掩码”都不懂，教师就以实际的一个操作演示进行说明，使学生有了进一步的理解。课间，教师开启“弹幕”功能，让学生把自己的想法都弹到屏幕上和大家一起分享，实现了师生之间、生生之间的课堂互动，活跃了课堂气氛。
最后，教师介绍计算机网络前沿知识进行拓展，并下达新的学习探究任务，如物联网、电子商务等大家感兴趣的话题，教师为学生分组并设计组织学习活动，学生开展小组协作探究学习，进行互动讨论。
（4）实时测评和反馈
学生完成学习探究任务后，教师把随堂测验推送到学生手机端，学生当堂完成并提交后，能即刻看到得分及答案，教师也会即时得到统计数据（如每位学生的得分、成绩分布、各题答题情况），还可以通过邮件获取试题统计详细数据来准确把握每位学生的学习情况，以便课后的个性化指导。另外，教师将分数分布公布至大屏幕，让学生清楚意识到自己在班里的水平，有助于课后的复习巩固。这个阶段是检验课堂教学效率的有效手段。
（5）总结点评
教师通过“不懂”、“弹幕”、随堂测评得到的实时反馈，对知识点进行总结和点评，对重难点补充讲解，对共性问题进行答疑。学生在及时得到教师的点评和总结后，对所学的新知识进行巩固内化。
3.课后环节
（1）课后讨论和投票、拓展学习
为了让学生结合所学网络知识并联系实际展开思考，教师课后作业（“大家一直都在说IPv4的地址不够用了，但IPv6推出至今，并未得到广泛应用。为什么会这样，到底是什么原因？我们还需要IPv6吗？”），学生“报告老师”阐述各自的想法，教师可以和学生互动交流探讨问题并个性化指导，从而学生可以深化知识的学习，培养了探究能力。同时，教师还可以投票，调查了解学生对于课程内容、教学方法、效果等方面的反馈。
另外，教师通过推送和分享链接方式给学生推送课后拓展材料，如网络信息安全、Internett学应用、组网案例等，学生根据自己的兴趣和能力有选择地自主学习。学生也可以随时点击查看每次上课课件，重点复习课堂中点“不懂”和收藏的内容，实现个性化学习。
（2）总结改进
教师依据学生课堂的学习情况、课后讨论及投票情况，对教学全过程进行回顾与总结，记录下教学设计，从而来优化教学方案、改进教学策略。
四、结束语
雨课堂支持下的智慧课堂模式基于混合学习理念，应用“云+端”设备，将移动技术与教学深度融合，直接、动态、即时的全过程学习数据，详实记录了课前-课上-课后教学全过程，整个教学过程的教学数据转换为改进教学的决策依据，使教师的教学决策从以经验驱动转变为以数据驱动，“用数据说话”，展现了教师基于学习数据分析的教学机智。同时，智慧教学的模式融自主学习、协作学习和探究学习于一体，能培养学生独立探究、合作沟通和创新能力，实现了课堂内外多渠道的交流互动，充分调动学生的积极性，从而提高课堂教学效率，促进教学效果。
当然，这种智慧课堂模式在不同学科教学中的应用，将存在新情况、新问题，有待研究者们根据教学实际去思考、更新和发展。笔者也将在目前对于智慧课堂研究基础上继续进行应用研究，积累实践教学经验，从而不断改进和完善。
参考文献：
[1]孙曙辉，刘邦奇，李新义.大数据时代智慧课堂的构建与应用[J].中国信息技术教育，2015（13）：112-114.
[2]孙曙辉，刘邦奇.基于动态学习数据分析的智慧课堂模式[J].中国教育信息化，2015，（22）：21-24.
[3]卞金金，徐福荫.基于智慧课堂的学习模式设计与效果研究[J].中国电化教育，2016，（2）：64-68.
化学数据分析方法范文第7篇
关键词：氧化铁氧化铜 盐垢
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
电厂中的热力设备一旦发生结垢和腐蚀，将严重的危害热力设备的安全、经济运行。为了了解垢和腐蚀产物的成分和形成原因，必须对它们进行详细、准确的分析，提供可靠的数据，以便正确的采取防止结垢和腐蚀的措施或进行有效的化学清洗。
在对陡河发电厂250MW发电机组的垢样进行各项测定时发现，当进行各项的独立测定结束后，在最后对分析结果（百分含量）的总和进行校正时，发觉偏差较大（＞100%）。经过反复排查试验后，最后锁定在氧化铁和氧化铜的测定数据中，以下重点介绍垢样中氧化铁、氧化铜含量测定的具体方法及应注意的事项。
实验方法：
1.氧化铁的测定方法：
吸取待测试液VmL，注入250mL锥形瓶中，补加蒸馏水到100mL，加10%磺基水扬酸指示剂1mL，徐徐地滴加氨水（1+1）并充分摇动。中和过量的酸至溶液由紫色变为橙色（PH值约为8）时，加2mol/L盐酸溶液1mL（PH值为1.8～2.0）加0.1%邻啡罗啉5mL，加热到70℃左右，趁热用EDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色变为浅黄色（铁含量低时为无色），即为终点（滴定完毕时溶液温度应在60℃左右）。
2.氧化铜的测定方法：
2.1工作曲线的绘制
取铜的标准液（浓度为100μg/ml）10ml，将其稀释成100ml（浓度为10μg/ml）。绘制工作曲线时将稀释后的铜标准溶液（浓度为10μg/ml）称为铜工作溶液。
分别于一组50mL容量瓶中，按下表数据加入铜工作溶液，加水20mL，20%柠檬酸2mL，准确地加0.01%中性红指示剂1滴，以氨水（1+1）中和至溶液由红色变为黄色（PH值为8），然后加PH值为9的硼砂缓冲溶液10mL，加0.5%双环己酮草酰二腙3mL，以高纯水稀释至刻度，摇匀，于分光光度计上测其吸光度，绘制工作曲线。
铜的含量范围及选用的波长和比色皿长度
绘制的工作曲线及含量表见下表
注：本次试验所用的分光光度计为755B分光光度计。
所得铜工作方程为：
Y = -0.0078 + 0.774c
所得铜工作曲线数据见下表：
755B分光光度计铜工作曲线表
2.2试样的测定
取待测试液VmL（显色液的最终体积小于50mL），注入50mL容量瓶中，以测定工作曲线同样的步骤显色，测定吸光度，于工作曲线上查氧化铜的质量。
铜、铁相互干扰试验：
1.垢样中铜含量对铁含量测定的影响
1.1浓度较高时的试验：
取铁标准溶液（浓度为100μg/ml）30ml，分别加入不同提及的铜标准溶液（浓度为100μg/ml），然后按上述氧化铁的测定方法用0.005mol/L的EDTA(滴定度为T=0.3003mg/ml)滴定，滴定结果见下表：
由上表中所得数据分析，铁含量的值类似于抛物线。
1.2浓度较低时的试验：
由于浓度较高时的测定结果，铜含量的多少确实对铁的测定产生影响，分析可能是由于铜、铁的浓度较大，因此，本次试验将铜、铁的浓度降低。
取铁标准溶液（浓度为100μg/ml）6ml，分别加入不同提及的铜标准溶液（浓度为100μg/ml），然后按上述氧化铁的测定方法用0.005mol/L的EDTA(滴定度为T=0.3003mg/ml)滴定，滴定结果见下表：
由上表中所得数据分析，当铜、铁的浓度相对降低后，铜的含量对铁含量的测定基本无影响。
2. 垢样中铁含量对铜含量测定的影响
取铁和铜的标准液（浓度为100μg/ml）10ml，将其稀释成100ml（浓度为10μg/ml）。取稀释后的铜标准溶液（浓度为10μg/ml）3ml，分别向其中加入稀释后的铁标准溶液（浓度为10μg/ml），所加体积及测定结果见下表：
由上述所得数据分析，铁的含量对铜的浓度的大小测定基本无影响。
三．结论
化学数据分析方法范文第8篇
关键词：互联网+教育；大数据技术；极课大数据；个性化学习；教学评价
当我们还没有来得及弄清什么是信息化数字化的时候，大数据时代已然来临。互联网+教育、大数据、云计算等已成为近年来教育流行的关键词之一，各行各业特别是教育界都已经意识到它的重要性与未来发展的潜能，谁能率先收集、挖掘并利用大数据，谁就将抢占未来教育的先机。
现代大数据是在平常学习过程中实时采集，这类大数据在教育中的应用有其最重大的意义，更能“让我们走进每一个学生的真实世界”。而且这样的大数据不仅能真实地帮助我们分析群体状况，而且能分析到更微观、个体化的学生在课堂中的参与度与达成度，有利于调整我们的教育行为，实现“以学生为本”的个性化教育。
教育过程中的大数据挖掘与利用，潜力巨大。如何在教学过程中采集大数据，并进行大数据分析，根据大数据分析来指导或调整我们的教学策略，已成为我校的重要课题之一。我们试图通过学生每一次的练习、测试或评价，不仅仅从卷面总分进行统计与分析，还需通过技术手段，耐心地统计与分析每一大题的得分，每一小题的得分，每一题选择了什么选项，花费了多少时间，甚至是学生在分析解题过程中的每一个细节，在练习过程中学生是否修改过选项、做题的顺序是否有跳跃，审题过程中是否存在潜在的困难、复核试卷所花费的时间长短，纠错过程中涂改了哪些题目等等。这些信息的价值远比试卷的卷面总价值要大得多。如何采集这些数据？极课大数据系统就是较好的实用平台之一。
我校自2014年开始试用极课大数据系统，目前已在数学、语文、英语、物理、化学、生物、政治等学科试用。极课系统能支持海量题库在线组卷，也能支持自编新题进行平时测试与大型考试，在不改变老师常规阅卷方式的前提下，实现大数据的收集与分析。可实现根据学生作答结果形成集高频错题集、薄弱知识点、错因分析、成绩变化曲线、学生层次分析等学情分析，个性化制定提高学生成绩的学习方案，真正实现个性化学习的需求。极课大数据致力于提高教学效率、减轻学生的学业负担，实现将大数据、云计算与我们的教学过程相融合，根据课堂练习、段考评价等有针对性地提供学生的个性化作业与辅导，能减轻教师的工作量，为每一个学生建立起符合学生个性化需求的网络服务。
极课大数据系统基本要求不高，只要一台阅卷仪和一台能上网的电脑。数据采集步骤也不复杂，共分三步：
第一步试卷制作。我们可以从自带的资源库现场编制试卷，也可以将编写好的Word子稿直接导入，系统会为每份试卷或作业纸生成相应的二维，便于系统在扫描时认别。自动生成的答题卷或作业纸中会在每小题或大题中增加定位点及老师打分的评价栏。答题卷或作业纸印刷后学生可与正常的试卷一样进行练习或答题，只是增加一个张贴学生个人信息的二维码过程。选择题与正常的涂卡方式一样，用2B铅笔正常涂写。
第二步阅卷。阅卷分两步，第一步老师手工阅卷，第二步机器扫描结分。答题结束后，老师与平常批阅作业方式一样，可以给予必要的批注等，其中增加一项工作，就是根据实际答题情况，在相应的得分评价栏用红笔做相应的标识。标识的方式可以是|―/√×等，可以是加分，也可以是减分，如果涂写出错，可以重新在正确的位置加重涂写，极课系统通过程序设定的图像算法，以笔墨较重的为准进行智能化判断。老师手工阅卷结束后，即可以班级为单位进行扫描结分。扫描读卷速度很快，一般以50张/分钟进行边扫描阅卷边进行图像识别分析。如果出现学生涂写错误计算机系统会报警，人工进行干预识别。
第三步数据分析。扫描结束后，所有的学生作业图像版及分析采集的数据，全部在极课系统中进行分类存贮，并上传到云平台上，在同一时段内不管你在单位还是在家里，都可以通过网络登陆到极课系统上。可以是手机APP，也可以是PC客户端，可以是微信学生端，也可以数据下载后在QQ群内进行交流分析。极课系统带有自主的智能识别及多维数据分析系统，可以极大地方便老师进行数据统计与质量分析，可以查出一类得分率较高的题号题型及答错学生的具体情况，甚至能调出每一位错题的原图，有利于分析学生错误所在。
使用极课大数据系统采集数据，至少有以下几方面的优势：
1.速度更快捷。平时我校基本上都是选择题一张卡，非选择题一张纸。卡与纸分别进行电脑扫描阅卷与手工批阅结分。有时因为个别学生涂卡有误无法识别时，需要从众多的卡片中找出相应的学生答题卡，再进行手工批阅，然后再将两者对应并相加，再进行统计。最终也只能统计到总分，如果要累积到各小题和大题，花费的时间则更长。通过多次试用，可以在老师不改变正常阅卷方式的前提下，又能在批阅过程中了解整体情况，对学生作业进行个别批注，批阅结束后五分钟内就能出结果，所以说批阅的速度明显更快了。（以“溴、碘的提取”作业为例，扫描后系统反馈的信息如图所示，图一：班级分数段分布图――总体了解班级情况。图二：从全年级采集数据，得出各小题的难易度、区分度和得分率，了解学生对知识点的总体掌握情况，指导后续阶段的学习并改进老师的出题质量。图三：各班级的小题得分详情，有助于老师改进教学。图四：具体题目的班级解答情况，并可以知道具体是哪些学生选择的某个选项，指导教师课堂教学和对学生的个别辅导。）
2.数据更准确。每次的作业或测试的原始数据都不断积累，并保存下来，经过分析就会得到每位学生不同时期、不同学习内容、不同知识点的学习情况，可以使数据更准确。
3.分析更全面。有效地利用这些信息，教师对自己的教和学生的学都会有更加科学的认识。教师可以通过大数据分析发现自己在教学中的不足，及时反馈，加强辅导，并在今后的教学过程中加以改进。学生通过大数据分析，随时调出自己答题情况并与全班同学进行比较，发现自己的某些知识点的不足，加强训练，反馈纠正，查漏补缺。
4.保存更真实。所有的原题，每个学生每次训练的试卷，每次的质量分析整体情况与个体评价，每一小题的解答过程原样等，都保存在数据库中，可以在今后分析与纠正，甚至整理成错题集，供其他学生平时参考。
5.个性化更强。通过长期的大数据积累，学生在大型考试或复习时，就可以把平时每次测试的错误点进行整理列出，形成个性化的复习或学习方案，在复习或考试的过程中保证平时做对的试题继续做对，平时做错的试题不再出错。
6.指导更得力。教师能够看到每一小题的正确率，甚至能查看每个选项都有哪些学生选择了。对某些特定的知识点，能同时了解到班级整体情况与学生个体情况，在课堂讲解时更有针对性。对年级分析来说，不仅能比较不同层次的班级答题情况，也能比^不同教师所教班级的知识点教学情况，让教师对自己的教学效果有更清晰的评价，正确指导我们的教学。
7.管理更高效。通过大数据分析，可以分析每一位学生从高一入学到高三比较的整体情况，也有利于帮助学校在教学督导方面有针对性地督查或指导老师在教学过程存在的薄弱环节，有利于青年教师的培养与成长，也有利于学科组内老师相互学习，听课研课，共同提升。
大数据的应用不仅适合平时的学科测评与分析，在教学过程中也能得到充分的体现。有人统计：一名学生从小学入学到大学毕业，各类可供分析的量化数据基本容量不会超过1MB，其中包括个人与家庭基本信息，学校与教师相关评价，各阶段的考试成绩，身高体重等生理素质数据，借书信息及银行保险及医疗信息等。而大数据的分析则完全是另一种层面的技术。例如，在一节45分钟普通课堂中，一个学生所产生的全息数据约有5-10GB，而其中可归类、标签，并进行分析的量化数据约有50-80MB，这相当于传统数据领域中积累几万年的数据量总和。数据量越来越大，而分析则越来越复杂。我们不仅需要运用云计算技术，甚至需要采用Mathematica、Matlab、Maple等各类软件来进行处理，并实现数据可视化。这需要专业知识及专业人才来处理，包括现代数学或计算机工程领域，需要极强的专业知识及个人的天赋与灵感。我相信在不久的将来，将会有更多的有效方式来进行大数据的采集、分析与应用，并对我们的教育教学提供更有效的指导与信息反馈。
参考文献：