信息大數(shù)據(jù)與物理教學(xué)的融合應(yīng)用

福建省泉州第五中學(xué) 杜玉婷

高中物理學(xué)科在學(xué)生的整個高中學(xué)習(xí)生活中占據(jù)重要地位，掌握良好的解題習(xí)慣和完善的物理思想，能夠?yàn)閷W(xué)生今后的成長和發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。信息大數(shù)據(jù)在整體物理教學(xué)的過程中具有深遠(yuǎn)的應(yīng)用影響，運(yùn)用先進(jìn)的信息技術(shù)能夠完成多方位的物理資料搜集和針對性的評價系統(tǒng)完善，帶領(lǐng)大家積極主動參與到知識探究的過程中，構(gòu)建全新的思維系統(tǒng)，為物理課堂帶來更多可能性。因此，如何實(shí)現(xiàn)信息大數(shù)據(jù)與物理教學(xué)的融合應(yīng)用成為如今的教學(xué)關(guān)鍵。

一、信息大數(shù)據(jù)與物理教學(xué)融合應(yīng)用的價值

在高中物理的教學(xué)過程中，信息大數(shù)據(jù)具有廣泛的用途，實(shí)現(xiàn)信息大數(shù)據(jù)與物理教學(xué)的深度融合意義深遠(yuǎn)。首先，信息大數(shù)據(jù)能夠幫助教師精準(zhǔn)分析學(xué)生的個性化差異。每個學(xué)生的生活環(huán)境、思維發(fā)展和知識儲備等情況不同，在進(jìn)行同一物理知識分析的過程中也會存在一定的差距。借助先進(jìn)的信息技術(shù)，教師可以將學(xué)生的課堂表現(xiàn)、階段成績等細(xì)節(jié)錄入系統(tǒng)，由信息大數(shù)據(jù)完成個性化的能力評價，分析出其近期的進(jìn)步情況，從而為教師接下來的教學(xué)方案設(shè)計(jì)指引方向。其次，信息大數(shù)據(jù)能夠?yàn)榻處熖峁┴S富的教學(xué)資源。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境錯綜復(fù)雜，涉及的知識繁多，為了順利找到適合班級學(xué)情的教學(xué)素材，教師可以利用信息大數(shù)據(jù)進(jìn)行有效搜索與篩選，挖掘到更多有價值的物理資源，借此建立完整的思維體系，滿足學(xué)生的多樣化成長需求。再者，信息大數(shù)據(jù)與物理教學(xué)的融合應(yīng)用能夠?yàn)閹熒犹峁└嘤行У钠脚_。素質(zhì)教育強(qiáng)調(diào)以生為本的發(fā)展理念，信息大數(shù)據(jù)的應(yīng)用便于教師檢驗(yàn)學(xué)習(xí)行為與學(xué)習(xí)效果之間的關(guān)系，創(chuàng)設(shè)有效的教學(xué)模型，完成學(xué)生狀態(tài)的提前預(yù)判，從而更加精準(zhǔn)地把握他們的思維狀態(tài)，使其更好地參與到物理知識互動的各個環(huán)節(jié)，拉近師生之間的距離。

二、現(xiàn)階段高中物理教學(xué)存在的不足

想要充分發(fā)揮出信息大數(shù)據(jù)的教學(xué)價值，教師需要深度分析現(xiàn)階段高中物理教學(xué)存在的不足之處，結(jié)合班級學(xué)情和學(xué)科內(nèi)容共同分析，從而提出針對性的解決方案，努力取得更好的學(xué)習(xí)效果。首先，高中教師接受新鮮事物的能力有限，一部分教師的教學(xué)理念仍然缺乏創(chuàng)新，應(yīng)用信息技術(shù)的能力也有限，即使已經(jīng)了解到信息大數(shù)據(jù)的應(yīng)用價值，但是在實(shí)際的應(yīng)用過程中還是存在困難。并且，在傳統(tǒng)應(yīng)試教育思想的影響下，教師將更多的時間和精力放在分析概念知識、記憶物理公式上，難以發(fā)揮出信息大數(shù)據(jù)的教學(xué)價值。其次，教師的教學(xué)方法過于死板。物理知識對學(xué)生的思維能力和邏輯意識具有較高標(biāo)準(zhǔn)的要求，其體系豐富，概念復(fù)雜，基于不同的背景得到的解題方法也有所區(qū)別。如果所有的物理內(nèi)容都沿用單一的方法進(jìn)行講解，將會使得學(xué)生逐漸喪失探索學(xué)科內(nèi)容的積極性和熱情，甚至產(chǎn)生厭煩的情緒，阻礙教學(xué)進(jìn)步。再者，教師的教學(xué)范圍有待拓展。物理知識涉及的范圍廣泛，僅僅利用課堂上的空間和時間處理物理問題還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。局限的教學(xué)范圍使得學(xué)生思維發(fā)展也受到影響，彼此之間難以實(shí)現(xiàn)有效的互動與交流，過于緊湊的課堂任務(wù)也會增加學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力。基于此，教師應(yīng)該尋求多種應(yīng)用信息大數(shù)據(jù)的途徑，及時處理各個教學(xué)問題，全面提升學(xué)生的物理思維，努力取得更好的教學(xué)效果。

三、信息大數(shù)據(jù)與物理教學(xué)融合應(yīng)用的策略

（一）利用信息大數(shù)據(jù)豐富教學(xué)環(huán)節(jié)

在以往的高中物理教學(xué)課堂中，學(xué)生的主體地位并不明顯，教師單一的教學(xué)方法使得他們難以構(gòu)建起直觀的物理模型印象，只是被動參與到知識的生硬記憶和應(yīng)用過程中，使得各自概念和定理都缺乏立體感，學(xué)生無法準(zhǔn)確理解相關(guān)知識、感受到物理知識的豐富多彩。因此，為了充分發(fā)揮信息大數(shù)據(jù)的教學(xué)價值，優(yōu)化物理教學(xué)課堂，教師應(yīng)該轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，豐富教學(xué)環(huán)節(jié)，借助先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)搜集更多專業(yè)的物理知識、考查要點(diǎn)、公式定理、學(xué)科背景等，從而將其應(yīng)用到課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)等多個環(huán)節(jié)，借助電子課件、微課等形式，完整地展示在學(xué)生的面前，在創(chuàng)新的形式引導(dǎo)下提升教學(xué)效率。

比如，在進(jìn)行“重力與重心”的知識學(xué)習(xí)時，主要教學(xué)內(nèi)容是帶領(lǐng)學(xué)生知道力的概念和性質(zhì)，掌握力的示意圖的畫法，能夠判斷重力的大小與方向，完成公式G=mg（g=9.8N/kg）的記憶與應(yīng)用。為了幫助學(xué)生更好地掌握該部分物理知識，教師應(yīng)該拓展教學(xué)范圍，運(yùn)用信息大數(shù)據(jù)分析該部分的教學(xué)難點(diǎn)，結(jié)合班級學(xué)情設(shè)計(jì)出針對性的課前預(yù)習(xí)問題，引導(dǎo)他們提前掌握重力的相關(guān)知識，簡化難點(diǎn)的學(xué)習(xí)流程。提出問題如：在實(shí)際生活中，“力”無處不在，無論是將面包捏扁，還是將足球踢走，都產(chǎn)生了不同的“力”，那么“力”到底是一種怎樣的存在呢？你能結(jié)合生活中的實(shí)際案例總結(jié)一下“力”的概念嗎？這樣的問題實(shí)現(xiàn)了初高中物理知識的有效整合，有關(guān)“力”的問題學(xué)生在以往的學(xué)習(xí)和生活中都有所接觸，重力與重心問題也是之前知識的延伸與拓展，以此打好探究的基礎(chǔ)。借助先進(jìn)的微課和電子課件將生活中多種多樣的“力”的現(xiàn)象直觀地展示出來，使得學(xué)生對力的概念有了更加深刻的認(rèn)知。同時，在信息大數(shù)據(jù)的引導(dǎo)下，各個有關(guān)重力的分析流程都更加生動具體，具有實(shí)際的說服價值，以此使得學(xué)生感受到力的相互作用，知道力的物質(zhì)性與相互性，打好堅(jiān)實(shí)的探究基礎(chǔ)。

（二）利用信息大數(shù)據(jù)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境

高中階段的學(xué)生正處于思維發(fā)展的重要階段，此時的他們相比于其他時期，學(xué)習(xí)任務(wù)更繁重，學(xué)習(xí)壓力也逐漸提升。如果教師依然采用固定的管理方法約束學(xué)生的言行舉止，將會在一定程度上影響他們的成長和發(fā)展，使其被動參與到學(xué)習(xí)的各個探究環(huán)節(jié)中，養(yǎng)成錯誤的學(xué)習(xí)習(xí)慣。只有全方位了解學(xué)生的成長需求，才能發(fā)揮出大數(shù)據(jù)的教學(xué)價值，利用他們對未知事物的好奇心理，創(chuàng)建有效的課堂情境，豐富學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)體驗(yàn)。信息大數(shù)據(jù)的支持形式多種多樣，多樣化的圖片、視頻、音頻等，都能將物理知識完整地展示在學(xué)生面前，使其感受到物理知識的趣味性。

比如，在進(jìn)行“力與平衡”的單元知識講解時，章節(jié)的主要內(nèi)容是帶領(lǐng)學(xué)生通過學(xué)習(xí)力的合成、力的分解和力的平衡等知識感悟生活中力的應(yīng)用，借助多種力之間的相互作用體會力的平衡之美，以此深化物理概念思想，不斷提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。為了幫助學(xué)生更好地掌握該部分知識，教師可以借助信息大數(shù)據(jù)搜集相關(guān)資料，完成班級學(xué)情和學(xué)科內(nèi)容之間的有效匹配，利用相關(guān)數(shù)據(jù)創(chuàng)設(shè)多樣的教學(xué)情境。以“力的合成”相關(guān)知識為例，首先教師可以在大屏幕上展示出兩個動漫人物一起抬水的畫面，畫面中的人物時而單手提水桶，時而雙手提水桶，時而兩個人共同抬水桶。通過人物做出的不同表情，學(xué)生能夠很容易分辨出不同提水方式所需用到的力的大小。借助這樣的情境，引導(dǎo)大家分析：以上這些情況涉及的物理現(xiàn)象有哪些？哪一種提水方式更加科學(xué)？應(yīng)該將手放在水桶的哪個位置？這樣的教學(xué)環(huán)節(jié)為物理課堂注入活力，使得學(xué)生的整體分析過程不再枯燥乏味，而是能夠聯(lián)想自己的生活場景分析出抬水的情節(jié)，由此展開對“力的合成”相關(guān)知識的理解，全面激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時，教師還可以仿照課本中的插圖，將各種力分別標(biāo)記上F1、F2等，使得學(xué)生意識到F1與F2是F 的分力，F(xiàn) 是F1與F2的合力，借助這樣的符號展示出力的不同作用效果，從而準(zhǔn)確找到共力點(diǎn)，完成有效的知識啟發(fā)。

（三）利用信息大數(shù)據(jù)整合教學(xué)系統(tǒng)

在高中物理知識的學(xué)習(xí)過程中，每個學(xué)生的成長環(huán)境、思維發(fā)展和學(xué)習(xí)能力等情況不同，分析同一物理知識時也會存在一定的理解偏差。這樣的能力差異在所難免，教師應(yīng)該做的是借助信息大數(shù)據(jù)全面整合教學(xué)系統(tǒng)，將每個學(xué)生的情況錄入信息系統(tǒng)，運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)全方位了解他們的成長需求，完成有效的教學(xué)預(yù)判，使得設(shè)計(jì)出來的教學(xué)計(jì)劃更加具備針對性和實(shí)踐價值，以此逐漸消除學(xué)生差異性的不良影響，有效提升學(xué)習(xí)質(zhì)量。

比如，在進(jìn)行“功和功率”的單元知識測試之后，經(jīng)過分析可知，主要公式內(nèi)容有功的計(jì)算公式W=Fscosα，強(qiáng)調(diào)的是力和物體在力的方向上發(fā)生的偏移，使得學(xué)生能夠根據(jù)所給的條件完成功的相關(guān)計(jì)算。該部分知識具有一定難度，經(jīng)測驗(yàn)后大家的成績參差不齊。針對這一情況，首先教師應(yīng)該把握好教學(xué)的重心，不再將學(xué)習(xí)成績作為衡量學(xué)生能力的唯一標(biāo)準(zhǔn)，而是將他們課堂中對功和功率的理解情況、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的表現(xiàn)和最終的測試情況綜合分析。如，當(dāng)試卷上出現(xiàn)的題目是：“某一斜面的傾斜角度為θ，現(xiàn)將一質(zhì)量為m 的物體用水平的推力F 使其向左勻速移動距離l，則m 所受力為多少？m 所做的功為多少？”該部分內(nèi)容考查的是學(xué)生對功的物理意義和功能關(guān)系的掌握情況，教師在評價學(xué)習(xí)效果時，可以結(jié)合多種因素進(jìn)行全面的分析，設(shè)計(jì)出不同的評價梯度，當(dāng)學(xué)生能夠?qū)懗鰉 所受的力及力的方向時，為其標(biāo)記出初級的符號；當(dāng)學(xué)生能夠?qū)懗鰉 所做的功時，為其標(biāo)記出中級的符號。將這些評價綜合整理到信息大數(shù)據(jù)中，以此形成每個學(xué)生的個性化檔案，為教師接下來布置物理作業(yè)提出針對性的指引，加深教師對學(xué)生的了解，有效整合教學(xué)系統(tǒng)。

（四）利用信息大數(shù)據(jù)創(chuàng)新教學(xué)途徑

學(xué)習(xí)的最終目的是學(xué)以致用。高中物理的知識講解環(huán)節(jié)不能將單一的理論講解作為教學(xué)重點(diǎn)，更應(yīng)該注重實(shí)踐的引導(dǎo)，避免學(xué)生的思維發(fā)展受到局限，只是表面上理解了物理知識，卻難以精準(zhǔn)把握實(shí)踐的環(huán)節(jié)，使得多項(xiàng)互動流程的開展缺乏探究的價值。同時，為了豐富教學(xué)途徑，教師還可以應(yīng)用信息大數(shù)據(jù)對每個學(xué)生的情況進(jìn)行精準(zhǔn)分析，進(jìn)而將其強(qiáng)弱結(jié)合，將學(xué)生按照學(xué)習(xí)能力劃分為不同的學(xué)習(xí)小組，開展小組探究活動，積極設(shè)計(jì)互動任務(wù)，從而不斷彌補(bǔ)自身的思維漏洞，提升學(xué)習(xí)質(zhì)量。

比如，在進(jìn)行“勻變速直線運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)探究”中，主要教學(xué)內(nèi)容是帶領(lǐng)學(xué)生掌握物理實(shí)驗(yàn)的探究流程，使其利用打點(diǎn)計(jì)時器等工具完成勻變速直線運(yùn)動相關(guān)規(guī)律的探索，體驗(yàn)整個探究環(huán)節(jié)，掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，以此豐富自身的物理知識儲備。為了幫助學(xué)生更好地掌握該部分內(nèi)容，教師可以先利用信息大數(shù)據(jù)將學(xué)生劃分成不同的學(xué)習(xí)小組，使其完成能力的互補(bǔ)，共同參與到實(shí)驗(yàn)的探究過程中，完成相關(guān)物理量的測定。針對一些簡單的工具操作、數(shù)據(jù)記錄等任務(wù)，可以將其分配給小組中能力較弱的成員，使得大家都獲得參與的成就感。結(jié)合0.1s、0.2s、0.3s 等時間得到的數(shù)據(jù)結(jié)果全面分析，將每5 個或者每6 個點(diǎn)為一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，分析計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，從而判斷出勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律，把握整體的運(yùn)動流程，深化對該部分知識的理解。在實(shí)際的探究過程中，學(xué)生也會遇到各種各樣的問題，比如打點(diǎn)計(jì)時器的操作方法不當(dāng)、得出的結(jié)論不符合勻變速直線運(yùn)動的標(biāo)準(zhǔn)、刻度尺在測量數(shù)據(jù)時移動出現(xiàn)的誤差較大等。這些都是常見的實(shí)驗(yàn)問題，教師應(yīng)該及時參與到大家的探究過程中，避免他們因?yàn)樗伎歼@些失誤浪費(fèi)過多的時間，更加高效率地參與到勻變速直線運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)探究流程中，盡量減少誤差，完成有效的實(shí)驗(yàn)互動。這樣的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)借助了信息大數(shù)據(jù)的力量，直觀地反映出每個學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，從而為其提供有效的實(shí)驗(yàn)方法，布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)，使其在適宜自身成長的環(huán)境中不斷完善自身，發(fā)揮出信息大數(shù)據(jù)的重要教學(xué)價值。

綜上所述，信息大數(shù)據(jù)在高中物理教學(xué)的過程中具有多種應(yīng)用途徑，信息大數(shù)據(jù)的合理使用能夠使得各項(xiàng)教學(xué)活動開展得更加生動、具體，有助于學(xué)生全面適應(yīng)學(xué)習(xí)環(huán)境，把握探究節(jié)奏?；诖耍處煈?yīng)該意識到信息大數(shù)據(jù)的教學(xué)價值，積極探究多種應(yīng)用策略，結(jié)合學(xué)生的成長需求和整體物理學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容不斷創(chuàng)新，努力借助信息大數(shù)據(jù)培養(yǎng)學(xué)生具備良好的物理思維和主動的探究思想，以此幫助學(xué)生健康成長，為高中物理教學(xué)事業(yè)的進(jìn)步提供更多發(fā)展空間。