基于“互聯(lián)網(wǎng)+”高中物理智慧課堂教學(xué)初探

夏發(fā)泉

【摘要】本文通過(guò)作者在高中物理課堂教學(xué)的多年實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的課堂教學(xué)存在無(wú)法精準(zhǔn)地掌握學(xué)生的學(xué)前、學(xué)后的學(xué)情，并且對(duì)課堂教學(xué)的效果和檢測(cè)不能及時(shí)的反饋，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的精準(zhǔn)教學(xué)。為了解決傳統(tǒng)課堂教學(xué)的不足，筆者在2016年至2019年在學(xué)校智慧校園建設(shè)的推動(dòng)下，做了高中物理智慧課堂教學(xué)的初步探究。并且形成了基于互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下物理學(xué)科教學(xué)，探究了智慧課堂背景下的學(xué)生課前預(yù)習(xí)模式、課堂教學(xué)模式、試卷講評(píng)模式等在大數(shù)據(jù)分析下的物理智慧課堂教學(xué)的開(kāi)展形式和學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)的快速提升。

【關(guān)鍵詞】智慧課堂;課前預(yù)習(xí)模式;互動(dòng)式課堂教學(xué);精準(zhǔn)教學(xué)分析;個(gè)性化教學(xué)

一、問(wèn)題的提出背景

智慧是生物所具有的基于神經(jīng)器官一種高級(jí)的綜合能力，與智力不同，智慧表示智力器官的終極功能，智慧使我們做出導(dǎo)致成功的決策，有智慧的人稱(chēng)為智者。智慧課堂是指利用校園內(nèi)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)以及科學(xué)規(guī)范的管理對(duì)課堂內(nèi)的學(xué)習(xí)、教學(xué)、科研、管理和生活服務(wù)有關(guān)的所有信息資源進(jìn)行整合、集成和全面的數(shù)字化，以構(gòu)成統(tǒng)一的用戶(hù)管理、統(tǒng)一的資源管理和統(tǒng)一的權(quán)限控制。側(cè)重于學(xué)生在課堂內(nèi)利用移動(dòng)設(shè)備端通過(guò)Wifi接入校園網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)，方便的獲取學(xué)習(xí)資源，教師利用多媒體教學(xué)設(shè)備連接無(wú)線網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)隨地查看學(xué)生的學(xué)習(xí)情況、完成備課及進(jìn)行科研工作。其核心無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的的課堂利用，實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化教學(xué)。

基于動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析，智慧課堂從依賴(lài)于存在教師頭腦中的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)向依賴(lài)于對(duì)海量教學(xué)數(shù)據(jù)的分析。采用現(xiàn)代化的分析工具和分析方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工、挖掘和分析，據(jù)此進(jìn)行教學(xué)決策，依靠數(shù)據(jù)精準(zhǔn)地掌握學(xué)情和調(diào)整教學(xué)策略。智慧課堂教學(xué)中采取動(dòng)態(tài)伴隨式學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，即貫穿課堂教學(xué)全過(guò)程的學(xué)習(xí)診斷與評(píng)價(jià)，并可根據(jù)需求實(shí)時(shí)反饋評(píng)價(jià)結(jié)果，包括課前預(yù)習(xí)測(cè)評(píng)和反饋、課堂實(shí)時(shí)檢測(cè)評(píng)價(jià)和即時(shí)反饋、課后作業(yè)評(píng)價(jià)和跟蹤反饋，從而實(shí)現(xiàn)了即時(shí)、動(dòng)態(tài)的診斷分析和評(píng)價(jià)信息反饋，重構(gòu)形成性教學(xué)評(píng)價(jià)體系。在教學(xué)資源的載體形式上是多樣化的，包括電子文檔、圖片、影視、語(yǔ)音、PPT等多種樣式的資源;在資源推送方式上也是多樣的，既包括自動(dòng)推送、人工推送等方式，也可以采取自主訂閱學(xué)習(xí)資源，滿(mǎn)足學(xué)習(xí)者富有個(gè)性的多樣化學(xué)習(xí)需要。

傳統(tǒng)高中物理課堂無(wú)論是新授課還是復(fù)習(xí)課，大致分為課前、課中、課后三個(gè)環(huán)節(jié)，教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容安排的需要，課前給學(xué)生布置預(yù)習(xí)、或者以導(dǎo)學(xué)案的模式引導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)教師課堂將要講授的內(nèi)容，至于學(xué)生預(yù)習(xí)任務(wù)完成的情況如何？教師只能通過(guò)抽查或批改導(dǎo)學(xué)案的形式粗略的了解學(xué)生課前預(yù)習(xí)的完成情況和質(zhì)量。但對(duì)每個(gè)學(xué)生預(yù)習(xí)的情況，學(xué)生預(yù)習(xí)所達(dá)到的水平?jīng)]有精準(zhǔn)的把握。課中教師的講解知識(shí)點(diǎn)學(xué)生是否準(zhǔn)確掌握，也只能通過(guò)提問(wèn)、學(xué)生黑板演練、紙質(zhì)課堂檢測(cè)、課后作業(yè)等形式來(lái)了解課堂教學(xué)的效果，但所有這些形式都無(wú)法及時(shí)、準(zhǔn)確的掌握學(xué)生課堂掌握情況。這些問(wèn)題可以通過(guò)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧課堂教學(xué)模式，利用數(shù)據(jù)分析及時(shí)可視化了解學(xué)生的學(xué)情和教師課堂教學(xué)的效果，讓教師的課堂教學(xué)更加高效精準(zhǔn)。

二、“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下的高中物理智慧課堂教學(xué)探究

1.“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下物理課前預(yù)習(xí)模式

預(yù)習(xí)，即課前的自學(xué)。指在教師講課之前，學(xué)生自己先獨(dú)立地閱讀新課內(nèi)容，初步理解課本內(nèi)容，是上課做好接受物理新知識(shí)的準(zhǔn)備過(guò)程。傳統(tǒng)模式是教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容安排的需要，課前給學(xué)生安排預(yù)習(xí)、或者以導(dǎo)學(xué)案的模式讓學(xué)生提前了解教師課堂將要講授的內(nèi)容，至于學(xué)生預(yù)習(xí)任務(wù)完成的情況？教師只能通過(guò)抽查或批改導(dǎo)學(xué)案的形式粗略的了解學(xué)生課前預(yù)習(xí)的完成情況和質(zhì)量。為了有效地解決課堂教學(xué)課前預(yù)習(xí)的弊端，筆者借助了基于“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下的物理課前預(yù)習(xí)模式，課前通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)在線上給學(xué)生發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)、預(yù)習(xí)的視頻、預(yù)習(xí)效果檢測(cè)題等讓學(xué)生課前完成，而教師在備課前就可以及時(shí)在線上對(duì)學(xué)生做學(xué)情分析，然后有針對(duì)性的進(jìn)行課堂教學(xué)，這樣教師的課堂教學(xué)就更加精準(zhǔn)高效了。

2.“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下物理課堂教學(xué)模式

傳統(tǒng)課堂教師的授課，授課內(nèi)容學(xué)生是否準(zhǔn)確掌握，只能通過(guò)提問(wèn)、學(xué)生黑板演練、紙質(zhì)課堂檢測(cè)、課后作業(yè)等形式來(lái)了解課堂教學(xué)的效果，但所有這些形式都無(wú)法及時(shí)、準(zhǔn)確的掌握學(xué)生的掌握情況，為了解決課堂教學(xué)效果反饋問(wèn)題，教師可在課堂教學(xué)中及時(shí)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行線上檢測(cè)，通過(guò)智慧課堂的教學(xué)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)線上限時(shí)訓(xùn)練、在線個(gè)性化解答、智能推送等個(gè)性化學(xué)習(xí)模式來(lái)進(jìn)一步提高教師的教學(xué)效果和教學(xué)針對(duì)性問(wèn)題。智慧課堂環(huán)境下的高中物理課堂教學(xué)實(shí)現(xiàn)了個(gè)性化的精準(zhǔn)教學(xué)和輔導(dǎo)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能技術(shù)的日新月異，智慧課堂教學(xué)逐步推進(jìn)和普及。教師的課堂教學(xué)就可以更加關(guān)注學(xué)生的個(gè)性化的學(xué)習(xí)輔導(dǎo)和精準(zhǔn)施教。

3.用數(shù)據(jù)導(dǎo)航，深耕課堂，讓試卷講評(píng)課模式更精準(zhǔn)高效

試卷講評(píng)課是高中物理課堂教學(xué)的一個(gè)重要的課型，測(cè)試后教師可以利用手機(jī)終端隨時(shí)隨地批改試卷，試卷批改完成后，學(xué)生可以通過(guò)平板終端及時(shí)掌握測(cè)試的情況，平臺(tái)會(huì)智能根據(jù)學(xué)生的測(cè)試情況推送個(gè)性化的“一生一案”錯(cuò)題本進(jìn)行課后的自我提升。教師的試卷講評(píng)、習(xí)題課可以利用學(xué)生平常測(cè)試、學(xué)生作業(yè)的情況，通過(guò)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況和結(jié)果的分析，找到學(xué)生物理學(xué)習(xí)各知識(shí)點(diǎn)和考點(diǎn)的掌握情況，對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化的智能分析，并針對(duì)學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行針對(duì)性的推送診斷提升，并對(duì)學(xué)生共性的問(wèn)題通過(guò)課堂教學(xué)進(jìn)行精準(zhǔn)的施教。

三、智慧課堂教學(xué)模式實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析

我校從2016年至2019年在學(xué)校智慧校園建設(shè)的推動(dòng)下，做了高中物理智慧課堂教學(xué)的初步探究實(shí)驗(yàn)，并對(duì)學(xué)生進(jìn)行了3年的追蹤觀察分析，通過(guò)對(duì)2016年9月-2017年7月兩個(gè)高一實(shí)驗(yàn)班學(xué)生智慧課堂教學(xué)中物理成績(jī)提升很快，從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)明顯可以看出高一（11）（12）班兩個(gè)實(shí)驗(yàn)班使用后比使用前學(xué)生物理成績(jī)級(jí)排名平均進(jìn)步10-50名左右。特別是對(duì)重點(diǎn)班的學(xué)生，在智慧課堂模式下要比普通班學(xué)生成績(jī)進(jìn)步要大。這也和學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性有一定的關(guān)系。

在智慧課堂實(shí)驗(yàn)班中，其中重點(diǎn)使用智慧課堂教學(xué)的4個(gè)學(xué)科中，物理學(xué)科學(xué)生成績(jī)上升特別明顯，尤其是在高一上學(xué)期期末考試中表現(xiàn)特別突出，較上學(xué)期期中考試學(xué)生物理成績(jī)和非實(shí)驗(yàn)班對(duì)比提升約28%。說(shuō)明在我校的物理智慧課堂教學(xué)的實(shí)驗(yàn)中，充分抓住了物理學(xué)科教學(xué)過(guò)程中，課前、課中、課后傳統(tǒng)課堂教學(xué)所無(wú)法達(dá)到的效果，進(jìn)一步提升了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性和主動(dòng)性，這是學(xué)生物理成績(jī)提升的關(guān)鍵因素，借助平臺(tái)資源學(xué)生可以進(jìn)行個(gè)性化的有針對(duì)性的訓(xùn)練、診斷和提升。課堂上沒(méi)有掌握好的內(nèi)容或掌握不全的知識(shí)點(diǎn)可以通過(guò)看微課和在線視頻課進(jìn)行強(qiáng)化和補(bǔ)充，這是成績(jī)提升較快的另一因素。

通過(guò)對(duì)2017年9月-2018年7月對(duì)同一批學(xué)生高二的追蹤和分析，使用智慧課堂教學(xué)的實(shí)驗(yàn)班級(jí)與非實(shí)驗(yàn)班的成績(jī)對(duì)比可以看出學(xué)生成績(jī)?cè)诔掷m(xù)的進(jìn)步中，其中高二（4）（6）班利用“互聯(lián)網(wǎng)+”的課堂授課模式，使用前后學(xué)生成績(jī)?cè)谀昙?jí)的排名明顯在提升，從上面兩個(gè)實(shí)驗(yàn)班的物理成績(jī)分布圖可以看出，無(wú)論是高分段的人數(shù)或高分?jǐn)?shù)成績(jī)看均有大幅的提升，高二（4）班是普通實(shí)驗(yàn)班，60-80分學(xué)生人數(shù)最多，說(shuō)明智慧課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)普通班主要是中等生成績(jī)提升較快。同時(shí)物理后進(jìn)生的人數(shù)也減少明顯。對(duì)高二（6）班重點(diǎn)班而言，高分段人數(shù)大幅增加，低分的學(xué)生極少。

四、智慧課堂教學(xué)模式的對(duì)比與反思

1.高中物理智慧課堂還不能全覆蓋

這既有人的因素也有教育教學(xué)設(shè)備的因素。設(shè)備的方面，學(xué)生的智慧課堂學(xué)習(xí)平板、教室的智慧設(shè)備電教平臺(tái)、互聯(lián)網(wǎng)等的投入很大，要配備全部課室和全部學(xué)生需要一個(gè)過(guò)程。所以本課題研究所針對(duì)的樣本還比較有限，主要在高一、高二的實(shí)驗(yàn)班進(jìn)行，人的因素方面，由于年齡、教學(xué)習(xí)慣的差異，智慧教育平臺(tái)設(shè)備功能復(fù)雜，特別是對(duì)于老教師使用起來(lái)還有一個(gè)過(guò)程，而且有些教師的觀念的問(wèn)題，目前還不接受智慧課堂的教學(xué)模式的更新，故此我校物理備課組的教師還不能全員參與。就是對(duì)課題組的老師來(lái)說(shuō)，智慧課堂教學(xué)模式也是第一次接觸到逐漸熟悉的過(guò)程，設(shè)備的功能還沒(méi)有完全掌握和發(fā)揮出來(lái)。因此，高中物理智慧課堂的教學(xué)模式的探索還有待進(jìn)一步的深入。

2.對(duì)高中物理智慧課堂教學(xué)模式的效果分析還不夠

在本課題的研究中，關(guān)于物理智慧課堂對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)主要還停留在實(shí)驗(yàn)班與普通班平均分的對(duì)比分析，總分排名的對(duì)比分析，缺少更多的原始數(shù)據(jù)的挖掘和分析。建議還要采集更多的原始數(shù)據(jù)，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的知識(shí)，做實(shí)驗(yàn)班與普通班的方差對(duì)比分析、差異性檢驗(yàn)，獲得更加科學(xué)的分析與評(píng)價(jià)。

3.關(guān)注學(xué)生在物理智慧課堂中的思維能力的培養(yǎng)

在課題研究中，我們發(fā)現(xiàn)物理智慧課堂有的是流于形式，學(xué)生只是迫于課堂環(huán)境的要求而被動(dòng)參與到課堂教學(xué)中來(lái)，學(xué)生只是關(guān)注應(yīng)付課堂的環(huán)節(jié)，缺少了物理課堂的思維參與、思維碰撞，學(xué)生有可能成為物理知識(shí)的容器，物理的思維能力得不到提升，物理智慧課堂也就失去了他的意義和價(jià)值。所以物理智慧課堂要切實(shí)關(guān)注學(xué)生的思維能力的培養(yǎng)，關(guān)注高中物理學(xué)生核心素養(yǎng)的形成。

4.關(guān)注電子產(chǎn)品對(duì)學(xué)生的負(fù)面影響

在課題研究中，我們也發(fā)現(xiàn)學(xué)生使用平板上課的異常情況。在智慧課堂上，有的學(xué)生在教師集中講解時(shí)，并沒(méi)有認(rèn)真在聽(tīng)課堂講解，而是利用平板上網(wǎng)或玩游戲;有的學(xué)生在完成了教師推送的作業(yè)任務(wù)后，偷偷上網(wǎng)瀏覽與課堂無(wú)關(guān)的內(nèi)容，有的學(xué)生在做課后練習(xí)時(shí)，一下子沒(méi)想出來(lái)，就去上網(wǎng)搜答案。所以在后續(xù)的研究中，要考慮如何減少智慧課堂教學(xué)設(shè)備對(duì)課堂教學(xué)和學(xué)生的身心發(fā)展存在的負(fù)面影響，充分發(fā)揮智慧課堂對(duì)學(xué)生物理的學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用。

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