教育大數(shù)據(jù)背景下“掌握學(xué)習(xí)”理論在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用①
——以“曲線運(yùn)動(dòng)”單元教學(xué)為例

(1. 江蘇省無(wú)錫市立人高級(jí)中學(xué),江蘇 無(wú)錫 214000;2. 江蘇省無(wú)錫市教育科學(xué)研究院,江蘇 無(wú)錫 214000)

1 引言

布盧姆的掌握學(xué)習(xí)理論是基于“人人都能學(xué)好”的思想指導(dǎo)下,把學(xué)生個(gè)體需求和教學(xué)相結(jié)合,讓多數(shù)人取得成功。掌握學(xué)習(xí)理論充分肯定了學(xué)生的情感、態(tài)度、價(jià)值觀等非智力因素,尊重并發(fā)展每一位學(xué)生。以掌握學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)的高中物理教學(xué)目標(biāo)就是培養(yǎng)學(xué)生掌握學(xué)科知識(shí),養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度和品質(zhì),提高科學(xué)探究能力。掌握學(xué)習(xí)理論更為長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義是培養(yǎng)學(xué)生走向社會(huì)、主動(dòng)發(fā)展、終身學(xué)習(xí)的能力。本文以“曲線運(yùn)動(dòng)”單元教學(xué)為例,以“掌握學(xué)習(xí)”理論為指導(dǎo),輔以教育大數(shù)據(jù)平臺(tái)軟件及時(shí)反饋、分析、矯正,從而達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。

2 教學(xué)實(shí)施

2.1 學(xué)情分析

人教版高中物理必修2“曲線運(yùn)動(dòng)”單元由“曲線運(yùn)動(dòng)”“平拋運(yùn)動(dòng)”“實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng)”“圓周運(yùn)動(dòng)”“向心加速度”“向心力”“生活中的圓周運(yùn)動(dòng)”等7節(jié)內(nèi)容構(gòu)成。

學(xué)生在本章學(xué)習(xí)過(guò)程中存在以下困難:(1) 在思維上,學(xué)生從研究直線運(yùn)動(dòng)到曲線運(yùn)動(dòng),從一維的直線運(yùn)動(dòng)到通過(guò)兩個(gè)維度的直線運(yùn)動(dòng)的合成來(lái)研究曲線運(yùn)動(dòng),思維跨度大、有難度；(2) 在生活經(jīng)驗(yàn)上,對(duì)于“紅蠟塊的合成運(yùn)動(dòng)”“小船渡河”等問(wèn)題缺少生活經(jīng)驗(yàn),難以支撐對(duì)物理規(guī)律的深刻理解；(3) 在解題習(xí)慣上,學(xué)生停留在直線運(yùn)動(dòng)中，對(duì)于圓周運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)、最高點(diǎn)問(wèn)題常習(xí)慣用受力平衡處理,對(duì)于豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)的最小速度的隱含條件不敏感,從而很難運(yùn)用圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)對(duì)生活中的現(xiàn)象做出進(jìn)一步的分析、建模、解釋。

2.2 制訂教學(xué)目標(biāo)

針對(duì)學(xué)情,筆者對(duì)“曲線運(yùn)動(dòng)”這一單元分層制訂了教學(xué)目標(biāo)。面對(duì)全體學(xué)生,以基礎(chǔ)性目標(biāo)為掌握標(biāo)準(zhǔn)，提高性目標(biāo)則作為已掌握學(xué)生的擴(kuò)展目標(biāo)，根據(jù)基礎(chǔ)性目標(biāo)進(jìn)行一系列的課堂教學(xué)設(shè)計(jì),逐步優(yōu)化課堂教學(xué)，以下為“曲線運(yùn)動(dòng)”的教學(xué)目標(biāo)分層。

基礎(chǔ)性目標(biāo):(1) 知道曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)以及條件；(2) 掌握運(yùn)動(dòng)合成與分解的方法；(3) 認(rèn)識(shí)平拋運(yùn)動(dòng)一般規(guī)律；(4) 了解描述圓周運(yùn)動(dòng)的各個(gè)物理量以及聯(lián)系；(5) 了解車(chē)轉(zhuǎn)彎問(wèn)題、拱形橋問(wèn)題、航天器中的失重現(xiàn)象、離心現(xiàn)象；(6) 能用牛頓第二定律分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。

提高性目標(biāo):(1) 會(huì)運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解解決關(guān)聯(lián)速度問(wèn)題；(2) 會(huì)運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)解決斜拋問(wèn)題以及斜面上的平拋問(wèn)題、平拋的臨界問(wèn)題；(3) 會(huì)運(yùn)用動(dòng)力學(xué)方程分析豎直面上圓周運(yùn)動(dòng)綜合性問(wèn)題；(4) 會(huì)運(yùn)用動(dòng)力學(xué)方程分析水平面內(nèi)有關(guān)連接體的臨界問(wèn)題。

2.3 制訂教學(xué)反饋系統(tǒng)

把單元基礎(chǔ)性目標(biāo)具體分解到每一節(jié)的教學(xué)過(guò)程中,根據(jù)教學(xué)目標(biāo)制訂三級(jí)反饋體系。

以課堂教學(xué)為第一級(jí)反饋,例如在“曲線運(yùn)動(dòng)”這一節(jié)中要以學(xué)生知道曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)、曲線運(yùn)動(dòng)的條件為基礎(chǔ)性目標(biāo)，進(jìn)行課堂教學(xué)。課后運(yùn)用教育大數(shù)據(jù)平臺(tái)軟件編制針對(duì)性的課時(shí)作業(yè),設(shè)置90%準(zhǔn)確率為掌握標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)用教育大數(shù)據(jù)平臺(tái)軟件進(jìn)行作業(yè)批改以及反饋(如表1),對(duì)于沒(méi)掌握的學(xué)生及時(shí)矯正后運(yùn)用教育大數(shù)據(jù)平臺(tái)軟件給予同類(lèi)型、同難度材料作為二次作業(yè)。

表1

以單元教學(xué)為第二級(jí)反饋,例如以“曲線運(yùn)動(dòng)”單元基礎(chǔ)性目標(biāo)為參照,運(yùn)用教育大數(shù)據(jù)平臺(tái)軟件編制針對(duì)單元的測(cè)試作為形成性測(cè)試,根據(jù)其結(jié)果作出診斷性評(píng)價(jià)。給未掌握的學(xué)生矯正性材料，學(xué)習(xí)后再次進(jìn)行平行性測(cè)試。給已掌握學(xué)生擴(kuò)展性材料學(xué)習(xí),當(dāng)多數(shù)學(xué)生都達(dá)到掌握的標(biāo)準(zhǔn)后再進(jìn)入新單元的學(xué)習(xí)。例如關(guān)于“平拋運(yùn)動(dòng)”內(nèi)容,擴(kuò)展性材料是讓學(xué)生通過(guò)小組合作來(lái)探究發(fā)排球過(guò)網(wǎng)且不出界的方案,并且寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)讓學(xué)生避免了枯燥做題,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的樂(lè)趣,培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

以單元組教學(xué)為第三級(jí)反饋,運(yùn)用教育大數(shù)據(jù)平臺(tái)編制合適的單元組測(cè)試作為“總結(jié)性測(cè)試”,給未掌握的學(xué)生再次矯正的機(jī)會(huì),給已掌握的學(xué)生再次擴(kuò)展的機(jī)會(huì)。

這三級(jí)反饋的關(guān)系是層層遞進(jìn)的關(guān)系,第二級(jí)反饋具有較強(qiáng)的矯正功能。從課時(shí)教學(xué)到單元教學(xué)再到單元組教學(xué),教師注重信息的反饋,適時(shí)調(diào)整教學(xué),與傳統(tǒng)教學(xué)相比它給學(xué)生第二次機(jī)會(huì),讓大多數(shù)學(xué)生都能掌握。

2.4 制訂矯正手段

傳統(tǒng)矯正手段可以是小組合作學(xué)習(xí)、教師個(gè)別輔導(dǎo)、教師集體授課，其缺點(diǎn)是比較耗時(shí)。筆者制定的矯正手段是：教師利用教育大數(shù)據(jù)平臺(tái)軟件錄制教學(xué)糾正視頻，它既不占用已掌握學(xué)生過(guò)多的合作幫助時(shí)間，也不占用教師過(guò)多的個(gè)別輔導(dǎo)時(shí)間,提高了學(xué)習(xí)效率。

2.5 制訂形成性測(cè)試

以基礎(chǔ)性目標(biāo)為指導(dǎo),運(yùn)用教育大數(shù)據(jù)平臺(tái)題庫(kù)編制兩份相同難度、相同題型、相同質(zhì)量的形成性測(cè)試題,一份在課堂教學(xué)中使用,一份作為補(bǔ)救性矯正材料使用。

例如“曲線運(yùn)動(dòng)”單元測(cè)試的兩份試卷的兩道題,對(duì)于題目的選擇設(shè)計(jì)雖然表述不同,但是所用解題方法還是一樣的。

圖1

A卷題:如圖1所示，兩個(gè)質(zhì)量不同的小球,被長(zhǎng)度不等的細(xì)線懸掛在同一點(diǎn),并在同一水平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng),則兩個(gè)小球的( )。

A. 運(yùn)動(dòng)周期相等

B. 運(yùn)動(dòng)線速度相等

C. 運(yùn)動(dòng)角速度相等

D. 向心加速度相等

B卷題:兩根長(zhǎng)度不同的細(xì)線下面分別懸掛著小球,細(xì)線上端固定在同一點(diǎn),若兩個(gè)小球以相同的角速度,繞共同的豎直軸在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則兩個(gè)小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的相對(duì)位置關(guān)系示意圖正確的是( )。

圖2

3 結(jié)語(yǔ)

無(wú)論是教師為“掌握”而教還是學(xué)生為“掌握”而學(xué),最終目的不只是掌握學(xué)習(xí)的內(nèi)容,更重要的是激發(fā)學(xué)生內(nèi)驅(qū)力，激發(fā)自己“想學(xué)”,并在教師的指導(dǎo)下掌握學(xué)習(xí)的方法,讓學(xué)生知道學(xué)什么、怎么學(xué)、學(xué)得怎樣,通過(guò)教育大數(shù)據(jù)平臺(tái)軟件形成數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)自己的不足并加以矯正。

當(dāng)下,對(duì)于教育大數(shù)據(jù)平臺(tái)的研究、開(kāi)發(fā)、使用是一個(gè)教育教學(xué)熱點(diǎn)問(wèn)題。教育大數(shù)據(jù)平臺(tái)軟件的確提高了教學(xué)效率,但是筆者認(rèn)為教育大數(shù)據(jù)平臺(tái)僅僅是教學(xué)輔助的手段,如何讓平臺(tái)得到有效使用,關(guān)鍵在于教師對(duì)教學(xué)的設(shè)計(jì)、應(yīng)用、修改、反思。