大數(shù)據(jù)技術(shù)下基于精準(zhǔn)預(yù)習(xí)的高中物理精準(zhǔn)教學(xué)探討
——以“向心加速度”為例

祝令健 沈旭東

(浙江省吳興高級(jí)中學(xué) 浙江 湖州 313000)

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》提出 “……培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力.通過(guò)多樣化的教學(xué)方式，利用現(xiàn)代信息技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生理解物理學(xué)的本質(zhì)……”[1]，新課標(biāo)不但對(duì)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力提出了要求，而且還提到應(yīng)該發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，對(duì)教學(xué)活動(dòng)起到一定的推動(dòng)作用.

浙江省教育廳在《浙江省教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中提出，要堅(jiān)持“技術(shù)支撐和引領(lǐng)教育現(xiàn)代化”的理念，促進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，推動(dòng)教育變革和創(chuàng)新.

浙江省教研室決定成立中小學(xué)大數(shù)據(jù)研究聯(lián)盟，2018年11月，我校與新華書店和科大訊飛合作，引進(jìn)智慧課堂系統(tǒng)，全面實(shí)施平板教學(xué).

1 精準(zhǔn)預(yù)習(xí)及其必要性

課前預(yù)習(xí)一般是指在教師講授新課之前，學(xué)生對(duì)所要講授的內(nèi)容做一個(gè)預(yù)先的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備，以取得更好的課堂學(xué)習(xí)效果.精準(zhǔn)預(yù)習(xí)，是相對(duì)于傳統(tǒng)的無(wú)指導(dǎo)的預(yù)習(xí)形式而言的，它是一種在教師指導(dǎo)下的高效預(yù)習(xí)形式.精準(zhǔn)預(yù)習(xí)相比于傳統(tǒng)預(yù)習(xí)更有針對(duì)性，反饋更精準(zhǔn)、快速，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提高及課堂教學(xué)的指導(dǎo)意義更大.精準(zhǔn)預(yù)習(xí)有3個(gè)主要特征：預(yù)習(xí)內(nèi)容的精準(zhǔn)性、預(yù)習(xí)檢測(cè)的精準(zhǔn)性和預(yù)習(xí)反饋的及時(shí)精準(zhǔn)性.

大數(shù)據(jù)下的精準(zhǔn)預(yù)習(xí)可以解決傳統(tǒng)預(yù)習(xí)缺乏檢測(cè)監(jiān)督機(jī)制的問(wèn)題，使得學(xué)生的預(yù)習(xí)情況在教師面前一目了然，使教師對(duì)學(xué)生自學(xué)能力的提高有了一個(gè)有力的抓手.大數(shù)據(jù)下的精準(zhǔn)預(yù)習(xí)可以解決學(xué)生預(yù)習(xí)盲目性的問(wèn)題.傳統(tǒng)的預(yù)習(xí)往往是學(xué)生簡(jiǎn)單地閱讀教材，學(xué)生閱讀教材時(shí)也是走馬觀花，毫無(wú)思考的過(guò)程.在大數(shù)據(jù)下的精準(zhǔn)預(yù)習(xí)，教師已經(jīng)提前給學(xué)生設(shè)置好了預(yù)習(xí)內(nèi)容的學(xué)習(xí)目標(biāo)，推送了相關(guān)的學(xué)習(xí)資料及檢測(cè)練習(xí)，使得學(xué)生的預(yù)習(xí)能有的放矢.

2 大數(shù)據(jù)技術(shù)支持下精準(zhǔn)預(yù)習(xí)的實(shí)施流程

精準(zhǔn)預(yù)習(xí)主要有制作學(xué)習(xí)目標(biāo)，根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)制作素材，向?qū)W生分享、推送素材、學(xué)生預(yù)習(xí)并提交反饋，教師依據(jù)反饋，進(jìn)行精準(zhǔn)教學(xué)幾個(gè)步驟.基于精準(zhǔn)預(yù)習(xí)的內(nèi)容、檢測(cè)和反饋幾個(gè)方面，設(shè)計(jì)了精準(zhǔn)預(yù)習(xí)的實(shí)施方案，并作出精準(zhǔn)預(yù)習(xí)操作流程，如圖1所示.

2.1 精準(zhǔn)預(yù)習(xí)素材的制作及推送

預(yù)習(xí)內(nèi)容的精準(zhǔn)性要求教師依據(jù)教輔教材將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)梳理.再依據(jù)學(xué)情制定出詳細(xì)可操作的學(xué)習(xí)目標(biāo)，給學(xué)生預(yù)習(xí)提供精準(zhǔn)的方向.首先制定學(xué)習(xí)目標(biāo)，教師首先查看課程標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)科指導(dǎo)意見、教輔教材及學(xué)情梳理得出本節(jié)主要的學(xué)習(xí)目標(biāo).在學(xué)習(xí)目標(biāo)的指引下，教師收集制作適合學(xué)生自學(xué)的學(xué)習(xí)素材，如PPT、微課、圖片、視頻、動(dòng)畫等資源和學(xué)習(xí)目標(biāo)一起通過(guò)平板班級(jí)空間發(fā)布分享給學(xué)生，給學(xué)生提供足夠的學(xué)習(xí)條件，以供學(xué)生預(yù)習(xí)時(shí)選擇使用.這樣，可以避免學(xué)生預(yù)習(xí)的盲目性，讓學(xué)生的預(yù)習(xí)具有一定的針對(duì)性.以“向心加速度”這節(jié)課為例，針對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)，制作了適合學(xué)生學(xué)習(xí)的PPT、一個(gè)推導(dǎo)向心加速度表達(dá)式的微課以及參考筆記，如圖2所示.

圖2 班級(jí)空間分享資源操作截圖

在精準(zhǔn)的制定學(xué)習(xí)目標(biāo)及給學(xué)生推送相關(guān)學(xué)習(xí)資源的基礎(chǔ)上，要有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)行檢測(cè)，題目與學(xué)習(xí)目標(biāo)的針對(duì)性越強(qiáng)越好.所選擇發(fā)送的題目根據(jù)課型而定，如概念、規(guī)律及物理學(xué)史的新課預(yù)習(xí)檢測(cè)以選擇題為主.

如“向心加速度”一節(jié)，設(shè)置了5個(gè)學(xué)習(xí)目標(biāo)，針對(duì)這5個(gè)學(xué)習(xí)目標(biāo)和推送的學(xué)習(xí)資源，設(shè)置了7個(gè)不同難度層次的選擇題和一個(gè)簡(jiǎn)答題.向心加速度的方向和大小是本節(jié)課的核心內(nèi)容，所以針對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)③和目標(biāo)④各設(shè)置了兩道不同層次的題目.如，針對(duì)目標(biāo)③，設(shè)置了難度不同的3和4兩題，而針對(duì)目標(biāo)④，設(shè)置了難度不同的5和6兩題.

2.2 精準(zhǔn)預(yù)習(xí)的反饋

大數(shù)據(jù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)之一就是精準(zhǔn)快速，學(xué)生在預(yù)習(xí)完相應(yīng)的內(nèi)容之后，在作業(yè)平臺(tái)中完成檢測(cè)并提交，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)處理學(xué)生提交的數(shù)據(jù).教師端能實(shí)時(shí)顯示學(xué)生作業(yè)的提交情況及已經(jīng)提交學(xué)生的作業(yè)情況，能馬上得到學(xué)生預(yù)習(xí)情況的反饋.

如按時(shí)提交的人數(shù)、遲提交的人數(shù)和未提交的人數(shù)，以及優(yōu)秀、良好、及格的人數(shù)都可以實(shí)時(shí)顯示出來(lái).學(xué)生本節(jié)預(yù)習(xí)檢測(cè)的整體掌握情況，優(yōu)秀率、良好率、及格率與不及格率都可以直觀地顯示出來(lái).還可以查看學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握的詳情，每道題目都可以查看得分率情況，如圖3所示.

圖3 學(xué)生預(yù)習(xí)檢測(cè)各題得分率情況截圖

通過(guò)反饋可以看出，學(xué)生通過(guò)預(yù)習(xí)可以較好掌握的題目有第2題、第5題和第6題.第1題、第3題和第4題學(xué)生不能通過(guò)預(yù)習(xí)很好的掌握.針對(duì)錯(cuò)誤較多的題目，如第4題，將這個(gè)題目點(diǎn)開，可以看到學(xué)生的錯(cuò)誤主要集中在選項(xiàng)A和選項(xiàng)D上.這樣，對(duì)學(xué)生預(yù)習(xí)情況的分析更為具體和精準(zhǔn).如圖4所示.

圖4 選擇題4答題情況截圖

這種反饋不僅讓教師及時(shí)獲得班級(jí)學(xué)生關(guān)于某個(gè)問(wèn)題的大致掌握情況，而且可以分析出學(xué)生對(duì)此問(wèn)題的錯(cuò)誤思維主要集中在哪些方向.以大數(shù)據(jù)為技術(shù)支持的學(xué)生預(yù)習(xí)，就給教師留有足夠的時(shí)間根據(jù)學(xué)生預(yù)習(xí)的情況進(jìn)行精準(zhǔn)備課和課堂準(zhǔn)備.真正做到讓課堂教學(xué)有的放矢.

3 基于精準(zhǔn)預(yù)習(xí)的精準(zhǔn)課堂教學(xué)

精準(zhǔn)教學(xué)是一個(gè)系統(tǒng)，不是教學(xué)過(guò)程中一個(gè)動(dòng)作.精準(zhǔn)預(yù)習(xí)的實(shí)施，是實(shí)現(xiàn)課堂精準(zhǔn)教學(xué)的前提，是精準(zhǔn)教學(xué)系統(tǒng)的一部分，沒(méi)有精準(zhǔn)預(yù)習(xí)的精準(zhǔn)教學(xué)是不完整的精準(zhǔn)教學(xué).同時(shí)，精準(zhǔn)預(yù)習(xí)也不是目的，是為精準(zhǔn)教學(xué)服務(wù)的.整個(gè)精準(zhǔn)教學(xué)的實(shí)施過(guò)程，大致可以分為課前、課中和課后3個(gè)過(guò)程.大數(shù)據(jù)技術(shù)下基于精準(zhǔn)預(yù)習(xí)，筆者設(shè)計(jì)了精準(zhǔn)教學(xué)實(shí)施流程，如圖5所示.

圖5 精準(zhǔn)教學(xué)實(shí)施流程圖

課前：有了精準(zhǔn)預(yù)習(xí)的數(shù)據(jù)，根據(jù)學(xué)生預(yù)習(xí)檢測(cè)的反饋情況，教師對(duì)學(xué)生通過(guò)預(yù)習(xí)能夠基本掌握的知識(shí)點(diǎn)和內(nèi)容及不能掌握的知識(shí)點(diǎn)和內(nèi)容有了一個(gè)比較清楚細(xì)致的了解.依據(jù)預(yù)習(xí)反饋情況，教師適時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)目標(biāo)及學(xué)習(xí)重難點(diǎn).針對(duì)新調(diào)整的學(xué)習(xí)目標(biāo)及學(xué)習(xí)重難點(diǎn)，準(zhǔn)備相應(yīng)的教學(xué)資源及課堂練習(xí)，并對(duì)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì).

課中：根據(jù)教學(xué)設(shè)計(jì)，展開教學(xué)活動(dòng)，針對(duì)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)或講授或演示.及時(shí)對(duì)相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行課堂練習(xí)，通過(guò)大數(shù)據(jù)及時(shí)反饋，如果正確率比較高，只是極個(gè)別學(xué)生做錯(cuò)，那么就可以進(jìn)行下一個(gè)知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí).如果正確率不高或者本知識(shí)點(diǎn)是本節(jié)的重難點(diǎn)，則需要換一個(gè)角度再進(jìn)行講授或演示，直到課堂練習(xí)的正確率相對(duì)較高.

課后：教師根據(jù)學(xué)生預(yù)習(xí)反饋及課堂的練習(xí)反饋布置有針對(duì)性的課后作業(yè).然后根據(jù)作業(yè)反饋及課堂教學(xué)反饋再結(jié)合預(yù)習(xí)反饋，有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)別輔導(dǎo).

如“向心加速度”一節(jié)，根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)反饋情況，學(xué)習(xí)目標(biāo)由原來(lái)的5個(gè)調(diào)整為3個(gè)，并且將課堂教學(xué)的重點(diǎn)確定為“對(duì)向心加速度意義的理解”及“向心加速度表達(dá)式的理解與應(yīng)用”.

根據(jù)教學(xué)設(shè)計(jì)完成向心加速度物理意義的教學(xué)之后，向?qū)W生推送一道習(xí)題進(jìn)行課堂互動(dòng).學(xué)生提交的情況可以在屏幕上實(shí)時(shí)顯示出來(lái)，如圖6所示.

圖6 課堂上學(xué)生實(shí)時(shí)提交情況截圖

當(dāng)提交人數(shù)達(dá)到一定要求之后，教師可以點(diǎn)擊“打開報(bào)告”，查看學(xué)生答題的正確率及詳細(xì)情況.點(diǎn)開“打開報(bào)告”詳情如圖7所示.從學(xué)生答題的情況可以看出，個(gè)別學(xué)生對(duì)向心加速度的物理意義及相關(guān)問(wèn)題掌握還不是很牢固，需要進(jìn)一步講解及鞏固.另外，課后還可以回頭查看“課堂實(shí)錄”，對(duì)個(gè)別做錯(cuò)的學(xué)生或者是沒(méi)有進(jìn)行及時(shí)提交的學(xué)生，課后可以進(jìn)行個(gè)別交流.教師從另外一個(gè)角度重新對(duì)此知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解之后，又給出第二個(gè)針對(duì)此知識(shí)點(diǎn)的題目.學(xué)生提交之后正確率達(dá)到了92%.說(shuō)明學(xué)生對(duì)向心加速度的物理意義問(wèn)題已經(jīng)有了進(jìn)一步的理解和掌握.如圖8所示.

圖7 第1題學(xué)生解題情況結(jié)果反饋截圖

圖8 第2題學(xué)生解題情況結(jié)果反饋截圖

通過(guò)第2題的答題情況可以看出，學(xué)生對(duì)向心加速度已經(jīng)掌握牢固，課后就不需要對(duì)類似題型進(jìn)行練習(xí).只需要課后對(duì)3位錯(cuò)誤的學(xué)生進(jìn)行個(gè)別輔導(dǎo)即可.所以，大數(shù)據(jù)下的精準(zhǔn)課堂教學(xué)對(duì)課后作業(yè)的布置也具有重要的指導(dǎo)意義，避免了學(xué)生大量精力的浪費(fèi).

智慧課堂系統(tǒng)，不單單是對(duì)選擇題的反饋及時(shí)快速，還可以對(duì)計(jì)算題進(jìn)行及時(shí)的點(diǎn)評(píng)，讓學(xué)生及時(shí)了解到自己的解題過(guò)程中存在的問(wèn)題.如，在向心加速度這節(jié)課中，教師在對(duì)學(xué)生知識(shí)掌握情況進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，用了一個(gè)計(jì)算題跟學(xué)生進(jìn)行互動(dòng).發(fā)布時(shí)教師選擇讓學(xué)生拍照提交，學(xué)生解答完畢，進(jìn)行拍照提交后，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生一起查看學(xué)生們的答題情況，并且可以及時(shí)對(duì)答題情況進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，如圖9所示.

圖9 計(jì)算題學(xué)生解題情況教師及時(shí)講解點(diǎn)評(píng)截圖

通過(guò)這樣的點(diǎn)評(píng)，讓學(xué)生能及時(shí)清楚在解題方面的問(wèn)題，包括知識(shí)掌握的問(wèn)題和解題規(guī)范的問(wèn)題，都可以在課堂上達(dá)到直觀清晰的掌握.

向心加速度這節(jié)是承前啟后的一節(jié)，向心加速度是學(xué)生較難理解和掌握的概念.但是經(jīng)過(guò)基于精準(zhǔn)預(yù)習(xí)的精準(zhǔn)教學(xué)之后，學(xué)生對(duì)相關(guān)的概念和內(nèi)容有了較為準(zhǔn)確的掌握.學(xué)生也普遍反映，這樣的教學(xué)過(guò)程，使得學(xué)習(xí)過(guò)程更為具體和清晰，哪些知識(shí)已經(jīng)掌握、哪些還沒(méi)有掌握清楚都一目了然，也知道課后應(yīng)該朝著哪些方向努力，使得學(xué)習(xí)更加積極主動(dòng).

4 小結(jié)

教學(xué)的過(guò)程包括預(yù)習(xí)、課堂教學(xué)、課后作業(yè)與輔導(dǎo)幾個(gè)過(guò)程.精準(zhǔn)預(yù)習(xí)是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)教學(xué)的前提，沒(méi)有精準(zhǔn)預(yù)習(xí)就不能實(shí)現(xiàn)教師對(duì)學(xué)情的精準(zhǔn)把握，就無(wú)法精準(zhǔn)確定課堂教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)重難點(diǎn).基于精準(zhǔn)預(yù)習(xí)的課堂教學(xué)才能實(shí)現(xiàn)真正的精準(zhǔn)教學(xué).

精準(zhǔn)的課堂教學(xué)情況的反饋又為學(xué)生課后作業(yè)的布置提供了重要依據(jù)，僅需要布置學(xué)生勉強(qiáng)知道但是掌握不是很牢固的知識(shí)點(diǎn)，這樣做可以使學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)盡量做到學(xué)習(xí)效率的提高.如果教師精力允許，在布置作業(yè)時(shí)還可以針對(duì)不同情況的學(xué)生布置更有針對(duì)性的作業(yè)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的作業(yè)布置，進(jìn)一步提升教學(xué)的效率.另外，教師在一節(jié)課及相關(guān)作業(yè)都已經(jīng)完成的情況下，可以再次翻查學(xué)生預(yù)習(xí)情況反饋、課堂教學(xué)過(guò)程中課堂練習(xí)的反饋數(shù)據(jù)及課后作業(yè)的反饋數(shù)據(jù)，這就可以精準(zhǔn)地圈定課后輔導(dǎo)對(duì)象并進(jìn)行精準(zhǔn)課后輔導(dǎo).

綜上所述，大數(shù)據(jù)技術(shù)支持下的精準(zhǔn)預(yù)習(xí)可以及時(shí)反饋學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，使教師及時(shí)準(zhǔn)確地把握學(xué)生在預(yù)習(xí)、課堂及作業(yè)的情況，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)監(jiān)控與指導(dǎo)，不再對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況停留在憑經(jīng)驗(yàn)的估計(jì)和猜測(cè).