基于大数据背景下的高中物理精准教学研究_陈文.pdf

第 44 卷 第 1 期 广西物理 GUANGXI PHYSICS Vol.44 No.1 2023227基于大数据背景下的高中物理精准教学研究陈文（福建省龙岩第一中学，福建龙岩3640000）摘要：大数据时代的到来推动了高中物理教学的精准化、智能化、高效化，但也对高中物理教师的技术应用能力、流程组织能力等提出更高要求。文章以大数据时代为背景，简要分析高中物理精准教学的必要性，重点结合实际教学经验，从备课精准化、教学指导精准化、教学评价精准化三大方面阐述大数据背景下的高中物理精准教学实施策略，以供参考。关键词：大数据；高中物理；精准教学；教学评价中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-7551(2023)01-0227-030引言大数据技术在教学应用中的常态落地，是贯彻落实教育信息化的重要途径。大数据背景下，高中物理精准教学迎来新的契机，教师可以利用大数据的海量资源、数据分析方法等优化教学模式、改进教学流程。但在教学实践中发现，大部分物理教师虽然意识到大数据技术应用的必要性，但因缺乏技术应用能力，导致大数据技术与物理课堂的融合程度较低，无法为学生提供精准化的学习指导。为此，如何依托大数据环境实现高中物理精准教学已经成为物理教育工作者亟需思考、解决的问题。1大数据背景下高中物理精准教学的必要性大数据背景下，高中物理教学获得了强大的技术、资源支持，教学空间更加广阔，教学途径更为多元。但与此同时，教师开展物理教学面临的挑战也更加严峻。当前大部分教师缺乏大数据意识，在教学中倾向于从自身教学经验、主观判断出发，未能全面、深入且个性化地掌握不同学力水平的学生在知识储备量、物理技能水平等方面的差异性，导致其在选择教学资源时难以涵盖学生所需的不同知识，在教学中也会出现知识点重复讲解、漏讲、粗讲的情况。不仅如此，现阶段高中物理教学理念较为滞后，部分教师将教材作为中心，忽视学生的主体性地位，未能通过满足学生多元化需求以调动其参与物理学习活动的积极性。种种教学现象表明当前物理教学中大数据技术、信息环境与物理课堂的融合度较低，存在无效教学，且课堂教学效率有待提升。而在大数据技术的支持下实施高中物理精准教学，从学生基本学习情况、个性需求出发，精准化采集教学过程相关数据，准备针对性拓展资源与练习，在教学中精准把握指导时机并针对性评价学生学习成效，是提升物理教学效率、促进学生个性学习的必然选择1。2基于大数据背景下的高中物理精准教学实施路径2.1以学定教，备课精准化备课是高中物理教学的前端环节，需要教师根据高中物理新课标要求与物理学科的特点，结合高中生阶段性特征、个性化需求以及学习基本情况选择合适的教学组织方式、教学活动形式，从而保证学生有效学习。大数据背景下，高中物理教师需要利用大数据技术深入研究课表、教材、学情与课程实施，跳出对物理课程的“经验”认知，以数据为驱动把握好课标的“大格局”，对教材内容、教学目标、教学方法进行“对接式”研究，并通过立体化、结构化的归纳、梳理，让备课思维外显，在此基础上精准化整合物理知识、设计教学过程，引入拓展性资料帮助学生理解物理概念、推导物理原理，精准化准备练习以帮助学生巩固课堂所学知识，体验收稿日期：2022-12-17通讯作者：第 44 卷 第 1 期 广西物理 GUANGXI PHYSICS Vol.44 No.1 2023228物理知识在个领域中的而实际应用价值，以此确保物理教学符合课程标准2。例如在教学 力的分解 一课前，教师可以借助大数据平台，如极课大数据、大数据精准教学平台等梳理历年高考题目，分析题目中所涉及到的“力的分解”相关知识、考察深度、题目类型等，结合考题分析结果确定本节课重要知识点。与此同时，利用大数据技术采集教学过程数据，包括考试数据、作业数据等，采用关联度分析法、模糊数据法等构建学生物理学习能力维度图片，更加精准地了解学生在物理学习中的优劣势智能，例如有的学生概念理解能力较强，但图例分析能力较差；有的学生知识点记忆能力较强，但知识运用能力较差等。通过数据采集与分析把握好学生共性问题与个性特征，结合知识难度确定哪些知识需要精讲，哪些知识可以由学生自主学习。对于 力的分解，需要教师与力的合成相结合，以图像指导学生进行力的分析，着重讲解求已知力的分力方法。通过精准备课以剔除教学活动中的无效教学环节，实现课堂效率提升良性发展。2.2有的放矢，教学指导精准化2.2.1以预习前测数据确定教学出发点预习是学生初步感知新知识的过程，也是学生自主学习的重要途径。大数据背景下，预习不仅可以帮助学生快速进入良好的学习状态，压缩课堂上的理论知识讲授时间，还能够为精准施教提供数据支持。具体的操作流程为：联系学生所学的物理知识，在新旧知识间建立关联，由旧知识顺势引出新知识将新课中的基本知识点录入到极课大数据系统中，系统自动识别内容并匹配测试题教师借助大数据技术、信息技术、多媒体技术等制作集图文、视频于一体并包含前测题目的导学案并发送给学生，学生对照教材预习并记录下自己的预习难点，学生可在大数据平台上提交导学案，经过智能化批改后总结学生共性问题，教师则将此类问题作为教学重点并选择与之相适应的教学指导方法。例如在教学 电动势 一课知识时，教师录入知识点后极课大数据系统会自动化输出题目，包含电源与电动势两大探究维度。学生在课前自主完成题目并上交，大数据系统会实时化处理所采集到的信息并输出可辅助教学的数据。通过大数据技术的运用，教师可以直观了解到学生预习中存在的主要问题为：对电动势概念的理解存在偏差，难以掌握电流、做功与能量变化过程。在预习前测与前测数据分析的基础上，教师进一步确定教学出发点，即揭示电动势的物理意义，提醒学生分析电动势大小的影响因素、内外电路的关系3。2.2.2以课堂反馈数据助力教学优化调整课堂是高中物理教学的主阵地，也是教学数据的集中地。学生对物理课堂的参与度、回答问题的频率、课堂检测正确率、小组合作学习效率等都是精准教学所能运用的过程性数据。当代高中生思想活跃，对新鲜事物有着强烈的好奇心、求知欲，一成不变的教学活动形式、流程以及“照本宣教”的教学方法都不符合高中生年龄与思想特点，加之现阶段高中物理教学重在突出物理学科的实践性、联系性，要求教师在教学中引入与生活、社会、自然等各领域相关的资源，为学生创造充足的实践机会，原本僵化、枯燥的教学方式已经难以满足学生需求，并且背离新课标改革理念。因此在大数据背景下，高中物理教师需要以课堂反馈数据助力教学优化调整，敏锐捕捉当代高中生感兴趣的话题、问题，在对其加以延伸、补充与扩展后形成新资源，并根据学生在课堂上的反映优化教学活动组织形式4。例如在教学 加速度与力、质量的关系 一课前，教师可以制作调查问卷用以了解学生感兴趣的新科技、对物理教学的意见等，通过对问卷数据的整理、分析把握好当前高中生乐于接受的教学模式，如项目式教学模式。在调查基础上教师围绕教学目标重新组织教学活动：首先从生活中挖掘“项目课题”设计显示加速大小的装置，通过重点问题的情境化、生活化以激发学生兴趣；其次，借助多媒体展示生活中关于加速度的现象或案例，如在饮料瓶上打孔并将其从高处抛下，利用手机视频“慢放”功能捕捉水不喷出的瞬间。再如站在体重秤上快速下蹲，通过大数据软件的“双屏同传”功能展示体重秤示数变化等。通过生活案例的引入揭示客观现象背后的物理规律，帮助学生理解加速度大小的影响因素；再次将学生划分为多个“项目”小组，请各小组自选“项目课题”，研究竖直与水平方向上加速度的测量方式。同时为各小组提供指导；最后，各小组展示项目成果，交流项目研究经验，教师做出补充完善。从学生视角出发，利用大数据思维精选教学方法，在调动学生学习积极性的同时吸引学生互动参与学习活动，充分发挥学生创造力，不仅可以实现精准教学，而且能够显著提高学生学习能力、科学素养。2.2.3以评促学，教学评价精准化评价是提升教学质量、促进学生发展的重要手段，能够发现前一段时间内教学设计是否合理、知识讲解是否存在遗漏、学生学习效果是否达到预期。为发挥教学评价的多元化功能，高中物理教师要基于大数据背景实现教学评价的精准化。首先，借助大数据进行横向对比。教师应当注重采集学生学习过程数据，包括作业批改结果、考试结果等，利用大数据系统挖掘考试成绩所反映出的学生在知识掌握程度、学习理解能力、思第 44 卷 第 1 期 广西物理 GUANGXI PHYSICS Vol.44 No.1 2023229维品质等方面的差异性，通过横向分析对学生进行科学分层，结合不同层次学生特点为其提供指导；其次，利用大数据分清主次、高效讲解考试题目。在考试后教师可以利用大数据系统采集各题得分率、错题率等数据，帮助学生归纳错题类型，找出题目做错的根本原因。针对学生共性问题可以通过录制微课的方式进行讲解。针对学生个性问题则可以引导学生通过结对帮扶加以解决；最后，丰富评价方式。当前高中物理教学中学生的学习方式主要为独立学习、小组合作学习，针对不同学习方式教师需采用不同的评价方法。针对独立学习，教师可以借助大数据系统向学生发送自评清单，用以评价学生对物理概念的理解程度、物理知识运用的灵活性等。针对小组合作学习，可以在大数据平台上制作小组互评清单，用以评价小组合作学习效率、学生对小组合作学习的贡献率、小组交流与讨论频次等。3结语大数据时代的到来对高中物理教学产生了深远影响，为顺应时代变革、提升教学质量，高中物理教师要积极探索大数据技术与物理教学的契合点，秉承以学定教、精准施教的理念丰富教学资源、优化教学活动形式，从而有效提升高中物理课堂教学质量。参考文献1 柯西.大数据背景下高中物理课堂精准教学的策略研究 J.天天爱科学(教育前沿),2022(07):55-57.2 郭燕.大数据和微课如何在高中物理教学中实现精准教学 J.智力,2022(14):115-118.3 居远志.基于大数据背景的高中物理精准实验教学分析 J.数理化学习(教研版),2021(10):53-54.4 施学军.大数据支持下的高中物理精准教学研究 J.中学物理教学参考,2020,49(27):63-64.（上接第198页）针对 A 层次学生设计开放型物理作业，采用跨学科整合方法，请学生自主探究 I-U 图像内蕴藏的数学知识，分析斜率代表的含义，并写一篇简短的调查报告。在完成作业中学生综合调动已有的物理与数学知识经验，运用实验探究、图像分析等多种思维方式，契合 A 层次学生思维活跃的特点，并满足 A 层次学生深入探究需求。2.5物理作业评价分层初中物理教学中学生所处层次并非一成不变，而是随着学生学习的逐渐深入而发生改变，这就需要教师通过作业的分层评价以反映学生的学习进步，为学生科学分层、作业分层设计提供评价依据。仍以 欧姆定律的应用 分层作业设计为例，教师需要结合分层作业设计目标评价每一层次学生的作业完成质量，与此前的作业评价结果进行对比分析，若学生达到上一层次的标准，便可以对学生进行重新分层；若学生难以达到上一层次的标准，则需要加强对学生的技能训练，通过作业分层设计对学生知识体系进行查漏补缺，促进学生朝着更高层次跃迁。3结论初中物理教学中分层作业设计能够充分发挥作业的多元化功能、促进学生全面和谐发展并激发学生反思重构意识。在设计分层作业前，教师要通过多种途径全面采集学生信息，把握学生共性与个性特点并对学生进行科学分层。在此基础上针对不同层次学生的特点保证作业总量、作业难度、作业形式分层，根据作业分层评价结果以考查学生进步程度，重新划分学生层次以提高学生学习能力。参考文献1 庄少海.分层作业在初中物理教学中的应用 J.文理导航(中旬),2023(03):10-12.2 张宗义.“双减”背景下的初中物理作业设计策略 J.河南教育(基教版),2023(01):81.3 雷天喜.初中物理“双减”下的作业布置探究 J.安徽教育科研,2022(36):83-85.4 王永鹏,陈健.基于核心素养下的初中物理作业分层管理策略 J.学周刊,2023(03):61-63.