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读懂学生是因材施教的前提，而学业诊断则是读懂学生的重要途径。传统学业诊断耗时低效，是一种落后的模式。近年来，江苏省梅村高级中学通过采用光电技术、云端技术、大数据技术与传统教师批改相结合方式，开发出了“极课学业诊断系统”，主要依托极课大数据，使精准化教学、差异性教学、个性化教学成为可能。目前，这一系统已被全国上千所中小学校采用，并在一定程度上影响和推进了基础教育学业诊断的变革。2015年，该系统入选无锡市基础教育前瞻性试验项目。
项目起因
因材施教原则 因材施教是教育的基本原则。在江苏省校长培训班一次学习中，某专家报告强调了因材施教。茶歇时请教专家：中国哪所学校或哪个教师因材施教做得特别好，我想去取经。这位专家却回答不上来。前些日子，阅读《人民教育》中的一文“论因材施教”，作者指出，因材施教最早是孔子提出，孔子那个年代的教育形态实则为私塾制，该文最终得出结论：“在当今班级授课制条件下，要实现因材施教，简直是天方夜谭。”那么，在班级授课制环境下，如何实现因材施教呢？上海华东师范大学课程研究所所长崔允漷教授很有艺术地回答：你课堂上提问张三、提问李四，肯定是要经过思考的，学校开设针对学优生的提高课程及学困生的辅导课程、分层作业等都体现了因材施教的思想。班级授课制带有工业化、大生产的烙印，教师教学定位于大多数学生，比如是百分之七八十的学生能够接受。要在课堂教学中真正实现因材施教，确实是一个十分困难的事情。
学业诊断是因材施教的基础 如何在实际教学中最大限度地实施因材施教？笔者认为，实施因材施教的前提是教师要读懂学生。随着教学改革的不断深入，教师的教学研究正从《课程标准》的研读、教材教法的研究，逐步转向对学生的研究。而读懂学生的途径是学业诊断，课前的学情调查问卷、课堂上教师通过察言观色、师生互动来诊断学情，课后教师批改学生作业和试卷，通过文本和学生对话，实现对学情的诊断，并且这种诊断是教师工作中的高频事件。为了更好地了解学情，通常教师会作一些诊断分析。传统的诊断方法常常用笔画“正”字的方法，通过“正”字统计法，教师掌握了每道题的差错情况，这样自己心中就有一个标准。比如：超过20%的同学出错，下一节课就应该实施补救性教学。
传统学业诊断的弊端 几百年来，这种传统诊断方式未发生改变，教师为了按笔顺画“正”字耗费了很多时间。有数据统计表明：画“正”统计一个班的作业（以50人为样本），大约要耗时一个小时，而统计一个班级的考试卷耗的时间就更多。归纳来看，传统诊断方法存在的弊端有以下几个方面：一是“正”字统计法虽然是一种简单劳动，但它将耗费教师大量的时间；二是诊断的精准度低，教师虽然画“正”统计了出错学生的人数，但一般不会记录是哪些学生出错；三是诊断的跟踪性差，画“正”统计是点状诊断，缺乏对学生个体的线状跟踪分析，使诊断的教学价值大为降低。
学业诊断的变革 《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》对信息技术高度定位，指出“信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视”。2010年，江苏省启动基础教育百校数字化学习，要求“通过数字化，切实有效、方便快捷地实行学生学业成就的全面、即时、精确的过程性、多样性与多维性采集和评价，并且能及时反馈，促进教与学的改善，促进学生健康成长”。2011年以来，笔者所在的江苏省梅村高级中学以江苏省教育科学“十二五”规划课题《高中生学业诊断与评价改革的行动研究》为抓手，积极探索基础教育学业诊断的革新，学校创意、与公司合作，开发出“极课”系统，采集基础教学学业小数据，形成学业大数据库，基于大数据分析，实现因材施教。
项目架构
数据来源 基础教学学业数据包含国家课程实施中的作业、练习、考试数据，并涉及学生非智力因素，如调查问卷等数据。项目初始阶段，重点采集作业、练习、考试等数据，因为这些数据每天都在发生，与教师日常工作，学生每天学习紧密联系。
采集系统 采集系统分为硬件和软件两个维度。硬件采用AVISION虹光、佳能等阅卷仪，可以与传统网上阅卷硬件设备通用。软件系统融合了图像识别技术、云计算技术、互联网技术、云存储技术等多种现代技术。与传统网上阅卷最大的区别是，本系统可以不改变教师的批改习惯，通过教师先纸质批改，再扫描采集数据，因而卷面留有痕迹，这种痕迹也是一种教育资源，它不需要像网上阅卷那样必须依靠庞大的信息技术人员辅助，使数据采集很方便地融合到教师日常工作中。具体操作如下：
①学生二维码。为有效识别学生身份，为每个学生设计了二维码，每次作业、练习、考试、调查问卷，学生需在规定区域粘贴条形码，采用二维码识别身份后，可以支撑考试试场混编，数据采集时，系统将学生自动归并到相应班级。②标准化题卡。为便于机读采集学业水平数据，必须设计专门的答题卡。分作业和考试两种标准化的答题卡供教师选用（图一），教师只需将题目复制在相应的题号下，就能自动生成电子作业、练习或试卷，打印样稿后油印，印刷用纸就是学校平时印讲义的纸张。③双项细目表。对于作业、练习及考试卷，教师需制订双项细目表，含知识点、题型、分值、能级要求等。这样做，一方面有利于提升命题质量；另一方面，方便数据统计、多维度分析及错题本的生成。④批改方式。尊重教师传统批改习惯，客观题可以用自动采集，教师可以不批改；主观题可以打叉、打勾、划线、写批语等传统方式，但赋分及错误分类等需在对应框内做个记号。⑤扫描录入数据。批改好的纸质答题卡，通过扫描仪及极课教育软件将数据扫描录入到电脑，通常50份答题卡的扫描录入时间约为1分钟。录入的数据包含每个学生、每一个题目的得分情况等，数据采集的正确率超过99.99%。
反馈系统 数据反馈系统包含极课教师软件、极课学生软件和极课家长软件，这三种软件都分设计算机版和手机APP版。极课教师软件：通过模板形式，支撑教师十分方便地编制作业、练习、试卷、调查问卷，同时具有扫描采集数据功能，查看相关数据报表，跟踪薄弱学生，下载高频错题等多种功能。极课学生软件：具有查阅自己的作业、练习、考试，数据跟踪，教师的批改情况，下载自己的错题本，通过手机拍照上传假期作业等功能。极课家长软件：可让家长随时了解孩子在校的作业、练习、考试数据及跟踪情况。 数据应用
数据驱动式集体评讲 每次采集数据后，系统会提供一份诊断报告（图二），为高三物理一轮复习阶段性检测的诊断报告。该报告给出了每个选择题的正确答案、错误人数、高频错误选项；填空题的错误人数；计算题的得分率。而传统评讲作业或试卷，有些教师从头讲到尾，一方面没有重点，另一方面时间往往不够，评讲质量低。如若有了诊断报告，教师可以快速、精准定位评讲重点，提升评讲质量。这样，教师就可以依据一定的质量标准进行讲评。以50人样本为例，得分率临界值为70%，那么选择题、填空题错误超过15人的应该评讲，计算题得分率低于70%的应评讲。依据这样的标准，对诊断报告进行检索，教师很快找到符合标准的共有13处（如图框标注所示），这就是课堂评讲的重点；对于选择题评讲时，首先要评讲的是高频错误选项（如三角形标注处），双击该处可以查看是哪些学生出错了。这一功能，在传统手工统计诊断时几乎是不可能实现的。
数据驱动式个性化辅导 该系统具有强大的数据挖掘功能，可提供最新的学业成绩单，并能按照学号排序、从高分到低分排序、从低分到高分排序。教师可以快速查找学困生，判定是否实施数据驱动的个性化辅导。从长时段来看，学生个体接受教师个性化辅导的机会并不多，因此，教师在实施个性化辅导前应充分备课，主要包括：①查看学困生作答情况，分析作答错误的成因，系统数据采集过程中能够自动保存作答错误的图片（图三），使得这一工作变得非常简便。②查看学困生学业档案，实施动态跟踪，有些错误源于学生新课教学时对概念或方法未掌握，到综合练习或考试时出错，实施个性化辅导时必须帮助学生回到教学的原点，方能收到较好的效果。③查看学困生学业作业动态跟踪图线、考试跟踪图线，分析两种图线的差异性，有些学生作业质量不断上升，而考试成绩不断下降，这很有可能是平时作业缺乏独立思考引起的。④查看学业困难学生知识点掌握情况（图四），通过常态化采集作业、考试数据，系统自动生成学生较薄弱的知识点或方法图表，通过数据驱动，指导学生在今后的学习中应该注重对薄弱知识点或方法的学习。
数据驱动式个性化学习 一是整理错题本，学会知识管理。每个学生都是一个鲜活的个体，不同的学生经历着不同的学习过程，有着不同的学习体念，随着学业的不断积累，其自身的知识结构也不相同，尤其是知识和方法的缺陷不相同。通过极课大数据技术，常态化采集学生的学业数据后，系统自动记录着每个学生的这种缺陷。依据艾宾浩斯遗忘曲线理论，为了与遗忘作斗争，及时复习十分重要。每周一次或每月一次，学生们定期通过极课大数据系统下载自己的错题本并订正，学会知识管理，就是一种很好的个性化学习方式，错题重做的习惯即是一种很好的学习能力。二是个性化假期作业。假期作业是令学生和老师头疼的事情：一方面，学生需要做大量的统一的作业；另一方面，开学后教师又没有大量的时间来批阅这些作业，从而造成假期作业有些流于形式，作业效果不佳。如何解决这个问题呢？通过初步实践表明：利用极课大数据系统，下载学生个体的高频错题，实施错题重做，是最简单的一种方式；由此，每个学生的假期作业不再相同。另一种方式是通过极课大数据系统的超强计算功能，在题库中选择与学生薄弱知识点和方法对应的题目，通过推送的方式发给学生作为假期作业。为了弥补假期作业缺少教师即时辅导的缺陷，对于高频错题，教师在平时教学中可以通过制作微课的方式，上传到极课大数据系统供学生参考。
数据驱动式校本题库 在日常教学中，几乎所有的学科都需要配置一本同步练习册，以强化学生对知识的训练。然而现实中，有很多学校都在使用一样的同步练习册，这就造成了不同认知水平的学生在做同样的练习，练习的针对性较差。为了改变这种局面，部分学校着手建设适合本校学情的题库，通常的做法是：先购置一个题库软件，然后教师逐步将“看中”的题目添加在题库软件中，从而形成校本题库。这种题库的质量主要依赖于教师的专业眼光，是经验型的题库，或者说是一个“题堆”。通过极课系统，教师每次将作业或试卷进行采集，将题库建设工作与教师日常教学结合起来，经过一轮的教学实践，校本题库自然建成。这种题库带有属性，如每份作业、试卷、每个题目的难度、区分度等，在新一轮教学中，教师可以查看上一轮训练的相关信息，以便作取舍或修补，从而进一步提升教学的针对性。
社会效应
本项目从创意到成型，经历了近十年的研究，可谓十年磨一剑，极课产品于2014年初正式投放市场。近两年的时间内，先后辐射到北京十一学校、北京101中学、人大附中、南师附中、镇江第一外国语学校、上海建平中学、杭州二中等全国上千所知名学校，受到教育部门领导、教研人员、一线教师、家长和学生的高度好评。作为“极课”的发源地，江苏省梅村高级中学先后接待了来自广东、广西、山东、新疆、江苏、北京、上海、天津市等地的教育考察团60多个，近2000人；在“第六届全球华人探究学习创新应用大会”“全国普通高中多样化发展与考试制度改革研讨会”“首届基础教育大数据形成与应用研讨会”“江苏省数学专业委员会信息技术与数学学科高度融合研讨会”“无锡市普通高中优质特色发展研讨会”“苏州大学光电与能源技术部”等多个学术会议上，学校代表应邀作了学术报告；2016年3月10日，沈校长应邀出席国家教育行政学院春季论坛“互联网 教育治理”，与全国基础教育局长、督学分享该成果；江苏卫视、江苏省电教馆、无锡教育电视台、无锡日报、无锡新传媒等多家媒体，对梅村高中的“学业诊断”经验做了专题报道。
【本文素材取源于江苏省教育科学“十二五”规划立项课题“高中生学业诊断与评价改革的研究”。本项目入选2015年度无锡市基础教育前瞻性实验项目。】
（作者单位：江苏省梅村高级中学）
项目起因
因材施教原则 因材施教是教育的基本原则。在江苏省校长培训班一次学习中，某专家报告强调了因材施教。茶歇时请教专家：中国哪所学校或哪个教师因材施教做得特别好，我想去取经。这位专家却回答不上来。前些日子，阅读《人民教育》中的一文“论因材施教”，作者指出，因材施教最早是孔子提出，孔子那个年代的教育形态实则为私塾制，该文最终得出结论：“在当今班级授课制条件下，要实现因材施教，简直是天方夜谭。”那么，在班级授课制环境下，如何实现因材施教呢？上海华东师范大学课程研究所所长崔允漷教授很有艺术地回答：你课堂上提问张三、提问李四，肯定是要经过思考的，学校开设针对学优生的提高课程及学困生的辅导课程、分层作业等都体现了因材施教的思想。班级授课制带有工业化、大生产的烙印，教师教学定位于大多数学生，比如是百分之七八十的学生能够接受。要在课堂教学中真正实现因材施教，确实是一个十分困难的事情。
学业诊断是因材施教的基础 如何在实际教学中最大限度地实施因材施教？笔者认为，实施因材施教的前提是教师要读懂学生。随着教学改革的不断深入，教师的教学研究正从《课程标准》的研读、教材教法的研究，逐步转向对学生的研究。而读懂学生的途径是学业诊断，课前的学情调查问卷、课堂上教师通过察言观色、师生互动来诊断学情，课后教师批改学生作业和试卷，通过文本和学生对话，实现对学情的诊断，并且这种诊断是教师工作中的高频事件。为了更好地了解学情，通常教师会作一些诊断分析。传统的诊断方法常常用笔画“正”字的方法，通过“正”字统计法，教师掌握了每道题的差错情况，这样自己心中就有一个标准。比如：超过20%的同学出错，下一节课就应该实施补救性教学。
传统学业诊断的弊端 几百年来，这种传统诊断方式未发生改变，教师为了按笔顺画“正”字耗费了很多时间。有数据统计表明：画“正”统计一个班的作业（以50人为样本），大约要耗时一个小时，而统计一个班级的考试卷耗的时间就更多。归纳来看，传统诊断方法存在的弊端有以下几个方面：一是“正”字统计法虽然是一种简单劳动，但它将耗费教师大量的时间；二是诊断的精准度低，教师虽然画“正”统计了出错学生的人数，但一般不会记录是哪些学生出错；三是诊断的跟踪性差，画“正”统计是点状诊断，缺乏对学生个体的线状跟踪分析，使诊断的教学价值大为降低。
学业诊断的变革 《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》对信息技术高度定位，指出“信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视”。2010年，江苏省启动基础教育百校数字化学习，要求“通过数字化，切实有效、方便快捷地实行学生学业成就的全面、即时、精确的过程性、多样性与多维性采集和评价，并且能及时反馈，促进教与学的改善，促进学生健康成长”。2011年以来，笔者所在的江苏省梅村高级中学以江苏省教育科学“十二五”规划课题《高中生学业诊断与评价改革的行动研究》为抓手，积极探索基础教育学业诊断的革新，学校创意、与公司合作，开发出“极课”系统，采集基础教学学业小数据，形成学业大数据库，基于大数据分析，实现因材施教。
项目架构
数据来源 基础教学学业数据包含国家课程实施中的作业、练习、考试数据，并涉及学生非智力因素，如调查问卷等数据。项目初始阶段，重点采集作业、练习、考试等数据，因为这些数据每天都在发生，与教师日常工作，学生每天学习紧密联系。
采集系统 采集系统分为硬件和软件两个维度。硬件采用AVISION虹光、佳能等阅卷仪，可以与传统网上阅卷硬件设备通用。软件系统融合了图像识别技术、云计算技术、互联网技术、云存储技术等多种现代技术。与传统网上阅卷最大的区别是，本系统可以不改变教师的批改习惯，通过教师先纸质批改，再扫描采集数据，因而卷面留有痕迹，这种痕迹也是一种教育资源，它不需要像网上阅卷那样必须依靠庞大的信息技术人员辅助，使数据采集很方便地融合到教师日常工作中。具体操作如下：
①学生二维码。为有效识别学生身份，为每个学生设计了二维码，每次作业、练习、考试、调查问卷，学生需在规定区域粘贴条形码，采用二维码识别身份后，可以支撑考试试场混编，数据采集时，系统将学生自动归并到相应班级。②标准化题卡。为便于机读采集学业水平数据，必须设计专门的答题卡。分作业和考试两种标准化的答题卡供教师选用（图一），教师只需将题目复制在相应的题号下，就能自动生成电子作业、练习或试卷，打印样稿后油印，印刷用纸就是学校平时印讲义的纸张。③双项细目表。对于作业、练习及考试卷，教师需制订双项细目表，含知识点、题型、分值、能级要求等。这样做，一方面有利于提升命题质量；另一方面，方便数据统计、多维度分析及错题本的生成。④批改方式。尊重教师传统批改习惯，客观题可以用自动采集，教师可以不批改；主观题可以打叉、打勾、划线、写批语等传统方式，但赋分及错误分类等需在对应框内做个记号。⑤扫描录入数据。批改好的纸质答题卡，通过扫描仪及极课教育软件将数据扫描录入到电脑，通常50份答题卡的扫描录入时间约为1分钟。录入的数据包含每个学生、每一个题目的得分情况等，数据采集的正确率超过99.99%。
反馈系统 数据反馈系统包含极课教师软件、极课学生软件和极课家长软件，这三种软件都分设计算机版和手机APP版。极课教师软件：通过模板形式，支撑教师十分方便地编制作业、练习、试卷、调查问卷，同时具有扫描采集数据功能，查看相关数据报表，跟踪薄弱学生，下载高频错题等多种功能。极课学生软件：具有查阅自己的作业、练习、考试，数据跟踪，教师的批改情况，下载自己的错题本，通过手机拍照上传假期作业等功能。极课家长软件：可让家长随时了解孩子在校的作业、练习、考试数据及跟踪情况。 数据应用
数据驱动式集体评讲 每次采集数据后，系统会提供一份诊断报告（图二），为高三物理一轮复习阶段性检测的诊断报告。该报告给出了每个选择题的正确答案、错误人数、高频错误选项；填空题的错误人数；计算题的得分率。而传统评讲作业或试卷，有些教师从头讲到尾，一方面没有重点，另一方面时间往往不够，评讲质量低。如若有了诊断报告，教师可以快速、精准定位评讲重点，提升评讲质量。这样，教师就可以依据一定的质量标准进行讲评。以50人样本为例，得分率临界值为70%，那么选择题、填空题错误超过15人的应该评讲，计算题得分率低于70%的应评讲。依据这样的标准，对诊断报告进行检索，教师很快找到符合标准的共有13处（如图框标注所示），这就是课堂评讲的重点；对于选择题评讲时，首先要评讲的是高频错误选项（如三角形标注处），双击该处可以查看是哪些学生出错了。这一功能，在传统手工统计诊断时几乎是不可能实现的。
数据驱动式个性化辅导 该系统具有强大的数据挖掘功能，可提供最新的学业成绩单，并能按照学号排序、从高分到低分排序、从低分到高分排序。教师可以快速查找学困生，判定是否实施数据驱动的个性化辅导。从长时段来看，学生个体接受教师个性化辅导的机会并不多，因此，教师在实施个性化辅导前应充分备课，主要包括：①查看学困生作答情况，分析作答错误的成因，系统数据采集过程中能够自动保存作答错误的图片（图三），使得这一工作变得非常简便。②查看学困生学业档案，实施动态跟踪，有些错误源于学生新课教学时对概念或方法未掌握，到综合练习或考试时出错，实施个性化辅导时必须帮助学生回到教学的原点，方能收到较好的效果。③查看学困生学业作业动态跟踪图线、考试跟踪图线，分析两种图线的差异性，有些学生作业质量不断上升，而考试成绩不断下降，这很有可能是平时作业缺乏独立思考引起的。④查看学业困难学生知识点掌握情况（图四），通过常态化采集作业、考试数据，系统自动生成学生较薄弱的知识点或方法图表，通过数据驱动，指导学生在今后的学习中应该注重对薄弱知识点或方法的学习。
数据驱动式个性化学习 一是整理错题本，学会知识管理。每个学生都是一个鲜活的个体，不同的学生经历着不同的学习过程，有着不同的学习体念，随着学业的不断积累，其自身的知识结构也不相同，尤其是知识和方法的缺陷不相同。通过极课大数据技术，常态化采集学生的学业数据后，系统自动记录着每个学生的这种缺陷。依据艾宾浩斯遗忘曲线理论，为了与遗忘作斗争，及时复习十分重要。每周一次或每月一次，学生们定期通过极课大数据系统下载自己的错题本并订正，学会知识管理，就是一种很好的个性化学习方式，错题重做的习惯即是一种很好的学习能力。二是个性化假期作业。假期作业是令学生和老师头疼的事情：一方面，学生需要做大量的统一的作业；另一方面，开学后教师又没有大量的时间来批阅这些作业，从而造成假期作业有些流于形式，作业效果不佳。如何解决这个问题呢？通过初步实践表明：利用极课大数据系统，下载学生个体的高频错题，实施错题重做，是最简单的一种方式；由此，每个学生的假期作业不再相同。另一种方式是通过极课大数据系统的超强计算功能，在题库中选择与学生薄弱知识点和方法对应的题目，通过推送的方式发给学生作为假期作业。为了弥补假期作业缺少教师即时辅导的缺陷，对于高频错题，教师在平时教学中可以通过制作微课的方式，上传到极课大数据系统供学生参考。
数据驱动式校本题库 在日常教学中，几乎所有的学科都需要配置一本同步练习册，以强化学生对知识的训练。然而现实中，有很多学校都在使用一样的同步练习册，这就造成了不同认知水平的学生在做同样的练习，练习的针对性较差。为了改变这种局面，部分学校着手建设适合本校学情的题库，通常的做法是：先购置一个题库软件，然后教师逐步将“看中”的题目添加在题库软件中，从而形成校本题库。这种题库的质量主要依赖于教师的专业眼光，是经验型的题库，或者说是一个“题堆”。通过极课系统，教师每次将作业或试卷进行采集，将题库建设工作与教师日常教学结合起来，经过一轮的教学实践，校本题库自然建成。这种题库带有属性，如每份作业、试卷、每个题目的难度、区分度等，在新一轮教学中，教师可以查看上一轮训练的相关信息，以便作取舍或修补，从而进一步提升教学的针对性。
社会效应
本项目从创意到成型，经历了近十年的研究，可谓十年磨一剑，极课产品于2014年初正式投放市场。近两年的时间内，先后辐射到北京十一学校、北京101中学、人大附中、南师附中、镇江第一外国语学校、上海建平中学、杭州二中等全国上千所知名学校，受到教育部门领导、教研人员、一线教师、家长和学生的高度好评。作为“极课”的发源地，江苏省梅村高级中学先后接待了来自广东、广西、山东、新疆、江苏、北京、上海、天津市等地的教育考察团60多个，近2000人；在“第六届全球华人探究学习创新应用大会”“全国普通高中多样化发展与考试制度改革研讨会”“首届基础教育大数据形成与应用研讨会”“江苏省数学专业委员会信息技术与数学学科高度融合研讨会”“无锡市普通高中优质特色发展研讨会”“苏州大学光电与能源技术部”等多个学术会议上，学校代表应邀作了学术报告；2016年3月10日，沈校长应邀出席国家教育行政学院春季论坛“互联网 教育治理”，与全国基础教育局长、督学分享该成果；江苏卫视、江苏省电教馆、无锡教育电视台、无锡日报、无锡新传媒等多家媒体，对梅村高中的“学业诊断”经验做了专题报道。
【本文素材取源于江苏省教育科学“十二五”规划立项课题“高中生学业诊断与评价改革的研究”。本项目入选2015年度无锡市基础教育前瞻性实验项目。】
（作者单位：江苏省梅村高级中学）