基于大數(shù)據(jù)的高三物理復(fù)習(xí)課研究

劉 斌

(福建師范大學(xué)第二附屬中學(xué)，福建 福州 350015)

信息技術(shù)高速發(fā)展，數(shù)據(jù)的規(guī)模、維度、類型隨之增長，大數(shù)據(jù)成為極具價(jià)值的信息資產(chǎn)[1]。大數(shù)據(jù)技術(shù)指以云計(jì)算為支撐，快速分析海量數(shù)據(jù)并獲得有價(jià)值信息的技術(shù)。隨著科技的發(fā)展，教育教學(xué)模式不斷升級(jí)，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”成為社會(huì)熱點(diǎn)[2]。筆者所在學(xué)校于2016年參加“福建省中小學(xué)教師網(wǎng)絡(luò)空間”創(chuàng)建活動(dòng)。其中的“教學(xué)助手”融合大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、日常教學(xué)，利用“教材資源、課前導(dǎo)學(xué)、同步備課、互動(dòng)課堂、在線檢測、課后作業(yè)”等六大板塊將傳統(tǒng)的教學(xué)流程在電子化設(shè)備中同步實(shí)現(xiàn)，發(fā)揮了“精準(zhǔn)診斷作業(yè)、詳細(xì)分析數(shù)據(jù)、自動(dòng)整理錯(cuò)題”的作用，教師以“學(xué)”定“教”、精準(zhǔn)教學(xué)。高三物理教學(xué)的主要課型是復(fù)習(xí)課，重點(diǎn)是精準(zhǔn)測試、分析與診斷，基于大數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)的個(gè)性化和高效化。

1 課前精心準(zhǔn)備

普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(魯科版)《物理(必修2)》第5章《萬有引力定律及其應(yīng)用》需要識(shí)記的知識(shí)點(diǎn)多，物理模型繁多、復(fù)雜，傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，經(jīng)常出現(xiàn)學(xué)生課上都知道，課后記不住的情況。筆者利用“教學(xué)助手”安排了1節(jié)關(guān)于“萬有引力定律的應(yīng)用”的復(fù)習(xí)課，效果較好。

課前，教師收集、整理與學(xué)生學(xué)習(xí)行為相關(guān)的大數(shù)據(jù)[3]，利用“課前導(dǎo)學(xué)”板塊布置課前預(yù)習(xí)作業(yè)(見圖1)，學(xué)生登錄完成預(yù)習(xí)作業(yè)。教師實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)，及時(shí)反饋，并了解學(xué)生的認(rèn)知水平(圖2)，為備課打下良好的基礎(chǔ)。

圖1 利用“課前導(dǎo)學(xué)”板塊布置課前預(yù)習(xí)作業(yè)

圖2 課前預(yù)習(xí)作業(yè)完成情況

2 課中講評(píng)與歸納

2.1 環(huán)節(jié)1：師生共同分析，構(gòu)建知識(shí)體系

課上，教師展示學(xué)生出現(xiàn)的問題，學(xué)生進(jìn)行小組討論，并選出代表闡述本組的糾錯(cuò)過程。學(xué)生明確了本節(jié)復(fù)習(xí)課的主要目標(biāo)和方向——萬有引力定律的應(yīng)用在高考中的常見模型后，獨(dú)立審閱高考題(課前印好相關(guān)材料并分發(fā)給學(xué)生)，并用彩筆劃出有關(guān)萬有引力定律應(yīng)用的考查點(diǎn)：求天體質(zhì)量、密度問題，求天體運(yùn)行參量問題，衛(wèi)星變軌問題，同步衛(wèi)星問題，宇宙速度問題，雙星、多星問題等，翻閱最新的物理考試大綱進(jìn)行印證，深刻理解萬有引力定律的內(nèi)容，應(yīng)用萬有引力定律進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。

回歸課本，將知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)成線，認(rèn)真歸納常見的解決天體運(yùn)動(dòng)的方法(“自力更生”法、“借助外援”法)，自主構(gòu)建應(yīng)用萬有引力定律的知識(shí)體系尤為重要。課堂上，教師組織學(xué)生翻閱課本，分組討論萬有引力定律的內(nèi)容、利用萬有引力定律求解地球質(zhì)量和密度的過程、天體運(yùn)行的特點(diǎn)?；貧w教材，基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)、各類題型巧妙串聯(lián)，可以讓學(xué)生融會(huì)貫通，明確題目間的共通性和差異性。

2.2 環(huán)節(jié)2：精準(zhǔn)測試，有效分析學(xué)情

大數(shù)據(jù)在技術(shù)操作方面優(yōu)勢明顯，大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于課堂訓(xùn)練，可以在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到理想的分析效果[4]。結(jié)合高考考查點(diǎn)，教師利用“在線檢測”板塊布置10 min定時(shí)檢測，考查內(nèi)容是利用“自力更生”法和“借助外援”法快速解決天體質(zhì)量、密度問題，天體運(yùn)行參量問題。隨后，“教學(xué)助手”呈現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析報(bào)表(見圖3)。教師抽選答錯(cuò)學(xué)生，及時(shí)分析錯(cuò)誤原因。學(xué)生分組探討最佳解題策略。學(xué)生經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)、思考、解決問題的全過程，可以掃除知識(shí)盲區(qū)，充分體會(huì)學(xué)習(xí)的快樂。

圖3 “在線檢測”板塊的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析報(bào)表

3 課后鞏固與提升

基于大數(shù)據(jù)的“教學(xué)助手”打破了時(shí)空限制，為精準(zhǔn)備課、課堂教學(xué)錦上添花，為課后個(gè)別輔導(dǎo)、學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)提供了有力的數(shù)據(jù)支撐。

3.1 定位高頻錯(cuò)題，精準(zhǔn)分析錯(cuò)因

利用“課后作業(yè)”板塊布置課后鞏固練習(xí)，了解高頻錯(cuò)題并集中解答，強(qiáng)化學(xué)生薄弱知識(shí)和方法的訓(xùn)練。以平拋運(yùn)動(dòng)的題目為例，學(xué)生答題情況詳見圖4。

圖4 平拋運(yùn)動(dòng)題目的學(xué)生答題情況

若只考慮學(xué)生得分情況，教師可能會(huì)將主要問題推測為學(xué)生沒有掌握平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，若仔細(xì)分析選項(xiàng)的分析報(bào)表可以看出，真正的問題是審題素養(yǎng)，學(xué)生不能把題目中的文字轉(zhuǎn)化為物理情境并形成解題條件和要求，片面地理解為“如何讓小球飛得更遠(yuǎn)”?；诖髷?shù)據(jù)，高三物理復(fù)習(xí)課教學(xué)不再單純地以教師的主觀判斷為主，而是以數(shù)據(jù)說話，效果更佳。

3.2 追蹤學(xué)情，精準(zhǔn)進(jìn)行個(gè)性輔導(dǎo)

如圖5所示，利用“教學(xué)助手”大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，教師可以掌握班級(jí)的學(xué)習(xí)情況，及時(shí)改變教學(xué)策略，準(zhǔn)確地培優(yōu)輔差。

除此以外，教師還可以實(shí)時(shí)追蹤學(xué)生對高考考點(diǎn)的掌握情況(圖6)。

圖5 平拋運(yùn)動(dòng)整體知識(shí)的學(xué)生答題情況

圖6 “多體平拋”題型的學(xué)生答題情況

從具體知識(shí)點(diǎn)的掌握情況來看，如圖6所示的題型，學(xué)生基本沒有問題，可以一帶而過，如圖7所示的題型存在較大問題，在以后的復(fù)習(xí)尤其是第二輪復(fù)習(xí)中要重點(diǎn)學(xué)習(xí)。教師利用“教學(xué)助手”的數(shù)據(jù)分析，可以讓學(xué)生看到詳細(xì)的試題解析，清楚題目的來龍去脈，找到小知識(shí)點(diǎn)缺失的原因，理解鞏固小知識(shí)點(diǎn)。同時(shí)，學(xué)生可以在線重做錯(cuò)題，甚至可以導(dǎo)出錯(cuò)題打印保存。

利用“教學(xué)助手”，基于大數(shù)據(jù)分析，學(xué)生可以精準(zhǔn)學(xué)習(xí)，精確定位知識(shí)盲區(qū)，查缺補(bǔ)漏，鞏固知識(shí)，鍛煉學(xué)科思維，累積復(fù)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，提高高三物理復(fù)習(xí)效率。

圖7 “斜面上的平拋”題型的學(xué)生答題情況

4 結(jié)束語

分析數(shù)據(jù)、研究學(xué)情、定制方案、促進(jìn)優(yōu)化是教師追求的目標(biāo)[5]。利用大數(shù)據(jù)系統(tǒng)精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，學(xué)科教學(xué)由群體型教學(xué)轉(zhuǎn)向個(gè)性化教學(xué)。大數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，教師、學(xué)生、家長形成教學(xué)閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)家校共育。利用大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，探索信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)深度融合模式，可以實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下精準(zhǔn)教學(xué)與管理，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí)，快速提升學(xué)校教育信息化研究與應(yīng)用水平[6]。大數(shù)據(jù)系統(tǒng)提供了原始的、鮮活的數(shù)據(jù)，為反思教學(xué)、改進(jìn)教法提供了依據(jù)。教學(xué)中，合理地利用大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，教師可以了解教情、學(xué)情，精準(zhǔn)把控全局方向，為學(xué)生解題、反思贏得時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)精細(xì)化、個(gè)性化、高效化。