大數(shù)據(jù)在高中物理課堂精準(zhǔn)教學(xué)中的應(yīng)用

王仲宇

隨著現(xiàn)代信息化技術(shù)的飛速發(fā)展，“互聯(lián)網(wǎng)+”的教育模式已經(jīng)成為高中物理課堂教學(xué)的重要改革趨勢。在此背景下，大數(shù)據(jù)融合技術(shù)被廣泛運用到高中的物理教學(xué)當(dāng)中，并逐漸展現(xiàn)出“有效互動”與“精準(zhǔn)教學(xué)”的巨大活力。同時，“大數(shù)據(jù)融合”時代對各種教育資源的整合與豐富也更加高效。本文基于在大數(shù)據(jù)融合時代的背景下，深入分析高中物理課堂當(dāng)中的精準(zhǔn)教育方法，其對提高高中物理課堂的教學(xué)效率，促進(jìn)學(xué)生深入學(xué)習(xí)高中物理內(nèi)容，深入理解物理當(dāng)中的重難點有著重要的導(dǎo)向作用。

物理一直都是一門應(yīng)用性很強的學(xué)科，高中物理更是在簡單的物理常識基礎(chǔ)上的深入與拔高。在如今科技不斷發(fā)展的時代背景下，“大數(shù)據(jù)融合”與“數(shù)據(jù)驅(qū)動”技術(shù)與高中科目的學(xué)習(xí)逐漸深入融合，教師將多媒體與教育資源聯(lián)系起來，讓高中物理課堂變得更加全面、更加深入。而高中時期物理學(xué)科是學(xué)生高考中不可缺少的一部分，所以每一個學(xué)生都應(yīng)該重視高中物理的學(xué)習(xí)。為了提高高中物理教學(xué)質(zhì)量，讓每一位學(xué)生都能夠得到精準(zhǔn)的教學(xué)，就需要教師不斷深入研究教學(xué)方法，將大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷運用其中，最終通過“精準(zhǔn)化教學(xué)”提高學(xué)生的物理成績。

一、“精準(zhǔn)教學(xué)”的內(nèi)涵與特征

（一）“精準(zhǔn)教學(xué)”的概念

“精準(zhǔn)教學(xué)”的教育思想早已滲透到了教育的方方面面，其大致含義是：教師針對不同學(xué)科的課程標(biāo)準(zhǔn)、專業(yè)知識以及孩子成長的實際狀況，尊重日常課堂與知識發(fā)展的基本規(guī)律，結(jié)合不同教學(xué)模式的探討，正確把握課堂的任務(wù)與內(nèi)容。而在如今大數(shù)據(jù)分析時代的背景下，不同領(lǐng)域?qū)Α熬珳?zhǔn)教學(xué)”提出了更高的要求。

高中階段是學(xué)生學(xué)習(xí)發(fā)展的關(guān)鍵階段，由于學(xué)生的個人差異，學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)水準(zhǔn)也有所不同，這就要求各教師應(yīng)靈活地運用“精準(zhǔn)教學(xué)”的相關(guān)內(nèi)容，在相關(guān)課程的教學(xué)理論與實踐活動的引導(dǎo)下，借助“大數(shù)據(jù)”對學(xué)生日常的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行科學(xué)分析，從而為教師日常課程教育的課堂設(shè)計、課程策略、課堂引導(dǎo)、課后監(jiān)督、習(xí)題講解對學(xué)生學(xué)習(xí)當(dāng)中遇到的困難與問題的解決提高了科學(xué)的理論根據(jù)。

（二）“精準(zhǔn)教學(xué)”的特征

“精準(zhǔn)教學(xué)”作為技術(shù)優(yōu)化教學(xué)的一種重要形式，大致具有以下幾個方面的特征。

其一，“精準(zhǔn)教學(xué)”是大數(shù)據(jù)背景下基于科學(xué)技術(shù)的教學(xué)形式。在高中的學(xué)科教學(xué)當(dāng)中，僅通過教師對學(xué)生課堂表現(xiàn)的觀察和了解是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要借助一定的技術(shù)手段，將學(xué)生日常的學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)難點等各種數(shù)據(jù)統(tǒng)計在一起，最終得出最為科學(xué)的學(xué)生學(xué)習(xí)方案。從“大數(shù)據(jù)”分析得出的信息來看，其中大多數(shù)都是學(xué)生日常的學(xué)習(xí)軌跡和學(xué)習(xí)的時間規(guī)劃。而“精準(zhǔn)教學(xué)”便是在此基礎(chǔ)上，將數(shù)據(jù)分析得到的學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)論進(jìn)行科學(xué)劃分，將“大數(shù)據(jù)”進(jìn)行靈活運用，最終為不同學(xué)生提供個性化的教學(xué)方案，讓學(xué)生能夠找準(zhǔn)方向。

其二，“精準(zhǔn)教學(xué)”由教師和“大數(shù)據(jù)”合理分配工作而實現(xiàn)。高中階段的物理教學(xué)，不僅需要學(xué)生將課本內(nèi)容“吃透”，還需要了解一些課本以外的拓展內(nèi)容。在“精準(zhǔn)教學(xué)”的制定和執(zhí)行過程當(dāng)中，教師需要廣泛和學(xué)生進(jìn)行溝通交流，以此了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)能力，并在不同學(xué)生不同學(xué)習(xí)能力的基礎(chǔ)上，確定在課堂過程當(dāng)中哪些活動需要學(xué)生獨立進(jìn)行，哪些活動需要與教師共同完成，并以此培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)。

其三，“精準(zhǔn)教學(xué)”的核心機制是“以測助學(xué)”。在大數(shù)據(jù)發(fā)展背景下，隨著教育信息化和科技的不斷發(fā)展與壯大，能夠?qū)W(xué)生的不同階段學(xué)業(yè)表現(xiàn)進(jìn)行單獨的數(shù)據(jù)分析，幫助學(xué)校教師在綜合評估學(xué)生學(xué)習(xí)狀況的基礎(chǔ)上，生成精準(zhǔn)化的課程目標(biāo)、開發(fā)最適宜的教學(xué)資源、設(shè)計最合理的課堂教學(xué)，并以此指導(dǎo)學(xué)生不同課程的科學(xué)化復(fù)習(xí)。此外，“以測助學(xué)”還能夠幫助學(xué)生在各科的階段性測試中發(fā)現(xiàn)自己學(xué)習(xí)當(dāng)中出現(xiàn)的問題，幫助學(xué)生認(rèn)識自己學(xué)習(xí)的不足以及問題產(chǎn)生的原因，并在此基礎(chǔ)上找出問題的根源并進(jìn)行解決。

其四，“精準(zhǔn)教學(xué)”要求各個學(xué)科的教師應(yīng)該具備良好的信息素養(yǎng)。在如今大數(shù)據(jù)的時代發(fā)展背景下，如果教師“安于一隅”，將課堂的教學(xué)局限在課本與黑板當(dāng)中，學(xué)生的學(xué)習(xí)范圍和視野難免受到局限。而“精準(zhǔn)教學(xué)”的教學(xué)方式對如今教師的信息素養(yǎng)提出了更高的要求。只有教師在教學(xué)過程中意識到“信息素養(yǎng)”的重要性，才能夠遵循相關(guān)的教學(xué)策略和教學(xué)方式，最終正確運用“大數(shù)據(jù)”時代所帶來的信息技術(shù)便利，為學(xué)生的物理學(xué)習(xí)進(jìn)行科學(xué)的課堂設(shè)計和課程內(nèi)容的精確制定。

二、互聯(lián)網(wǎng)時代“大數(shù)據(jù)融合”在高中物理課堂“精準(zhǔn)教學(xué)”中的應(yīng)用

（一）結(jié)合新課標(biāo)，革新教學(xué)方法

在以往的高中物理教學(xué)當(dāng)中，大多數(shù)教師設(shè)置的教學(xué)目標(biāo)都是簡略性、概括性的，普遍存在針對性較弱、實踐性較差等現(xiàn)象。這種教學(xué)方法不僅不利于學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)，也難以提高不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)成績。因此，在大數(shù)據(jù)融合和數(shù)據(jù)驅(qū)動的背景下，就需要高中物理教師利用新時代教學(xué)的技術(shù)優(yōu)勢，革新原先的教學(xué)方法，將“精準(zhǔn)教學(xué)”的教學(xué)理念融入其中，不斷引入更加科學(xué)、合理的教學(xué)模式。

例如，在魯科版物理必修一教材《相互作用》一章的學(xué)習(xí)當(dāng)中，教師就可以采用“慕課”的方式，將各種優(yōu)質(zhì)的學(xué)科資源與習(xí)題信息綜合起來，讓學(xué)生事先在“慕課”的教學(xué)方式下了解《相互作用》的相關(guān)內(nèi)容，最終配合正式物理課堂的教學(xué)。教師可以課前組織學(xué)生利用互聯(lián)網(wǎng)登錄學(xué)習(xí)賬號，將各個《相互作用》當(dāng)中涉及的各個章節(jié)分別展現(xiàn)在學(xué)生面前，《奇特力的現(xiàn)象》作為“相互作用”知識點的引入，能夠幫助學(xué)生樹立“力”的相關(guān)知識概念?！爸亓Α薄皬椓Α薄澳Σ亮Α钡雀鞣N“力”的延伸，就可以借助“慕課”彈出的知識點彈窗與教師設(shè)置的“章節(jié)小練習(xí)”進(jìn)行大致學(xué)習(xí)。在此過程中，“精準(zhǔn)教學(xué)”的教學(xué)理念被順利落實，學(xué)生能夠?qū)ψ约弘y以理解的知識點進(jìn)行學(xué)習(xí)。同時，教師借助“慕課”系統(tǒng)將學(xué)生練習(xí)時出現(xiàn)的錯誤進(jìn)行整合，針對難懂的知識點進(jìn)行強調(diào)和統(tǒng)一講解，通過相關(guān)內(nèi)容的熟悉，學(xué)生很容易在正式課堂當(dāng)中集中注意力，提高物理課堂的聽課效率。

（二）運用“翻轉(zhuǎn)課堂”，注入教學(xué)活力

在“大數(shù)據(jù)融合”背景下改進(jìn)高中物理的教學(xué)課堂和教學(xué)模式，需要物理教師在現(xiàn)代化的教學(xué)設(shè)備的基礎(chǔ)上，改變傳統(tǒng)的以“教師為主導(dǎo)”“學(xué)生被動接受知識”的教學(xué)模式，創(chuàng)新性地將“翻轉(zhuǎn)課堂”融入進(jìn)去，將學(xué)習(xí)的主動權(quán)交還到學(xué)生手中。“翻轉(zhuǎn)課堂”在物理當(dāng)中的應(yīng)用，可以將課堂內(nèi)外的時間進(jìn)行合理分配，將“數(shù)據(jù)驅(qū)動”的信息融入，讓學(xué)生盡可能學(xué)到更多的知識。

例如，在魯科版物理必修一《牛頓運動定律》一章當(dāng)中，其中涉及的知識可能較為抽象和難懂?！杜ｎD第一定律》中的“慣性定律”知識點的講解，物理教師就可以運用“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)形式，將不受力的物體的運動狀態(tài)表現(xiàn)出來，最終呈現(xiàn)理想的勻速直線運動或始終靜止的狀態(tài)。而《萬有引力定律》一節(jié)當(dāng)中，教師可以利用“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式激發(fā)學(xué)生對“萬有引力定律”的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生利用現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)觀看“萬有引力定律”的物理教學(xué)視頻，或者提供一些PPT、微課、習(xí)題、實驗等實踐的物理學(xué)習(xí)資源。學(xué)生根據(jù)教師提供的課本之外的學(xué)習(xí)資源，有選擇地選取自己知識點不牢固的部分進(jìn)行觀看與學(xué)習(xí)，或?qū)⒆约河龅降奈锢韱栴}上傳到“翻轉(zhuǎn)課堂”的網(wǎng)絡(luò)平臺上，和教師進(jìn)行深入的互動和探討；教師“精準(zhǔn)”定位學(xué)生學(xué)習(xí)上的疑難問題，將正確的解答方式傳授給學(xué)生。

（三）利用多媒體，開拓學(xué)生視野

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，“大數(shù)據(jù)”早已經(jīng)被運用到如今的高中教學(xué)當(dāng)中。在高中物理教學(xué)課堂當(dāng)中，物理教師可以利用“大數(shù)據(jù)融合”提供的多元化信息，多樣化情境，創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的物理問題情境，最終實現(xiàn)物理教學(xué)的“精準(zhǔn)化”。

例如，在高中物理必修一《力與平衡》一章當(dāng)中，導(dǎo)入《感悟平衡之美》環(huán)節(jié)，教師可以將生活當(dāng)中“力與平衡”的相關(guān)內(nèi)容以圖片、視頻的形式展現(xiàn)出來，引入真實情境，激發(fā)學(xué)生對物理知識學(xué)習(xí)的興趣。隨后教師利用多媒體，設(shè)置相應(yīng)的知識問題，設(shè)問“物體最終呈現(xiàn)平衡的力學(xué)條件是什么？”“互成角度的兩個力的合成遵循的規(guī)律？”等，通過這些問題的提問和解答，讓學(xué)生感受力的作用效果和等效替代法，從而為《力的分解》這一課時做鋪墊，符合新課程要求的單元教學(xué)設(shè)計的理念。教師在“大數(shù)據(jù)融合”背景下，綜合運用互聯(lián)網(wǎng)和多媒體，將網(wǎng)上的各種學(xué)習(xí)資源“精準(zhǔn)”選擇，利用這些生動、形象的教學(xué)模式提高學(xué)生在正式課堂當(dāng)中的積極性，豐富學(xué)生的知識眼界。

（四）物理實驗論證，提高學(xué)生學(xué)科思維

大數(shù)據(jù)時代背景對高中物理的教學(xué)有著十分大的“沖擊”，教師可以利用“大數(shù)據(jù)”的優(yōu)勢，將高中課本的知識點進(jìn)行延伸，讓學(xué)生深入學(xué)習(xí)高中的物理知識內(nèi)容。同時，教師也可以開展各種切實的實驗和實踐活動，加強學(xué)生對抽象物理概念的理解，通過“精準(zhǔn)化”的物理實驗教學(xué)方法，幫助學(xué)生建立物理學(xué)科思維，提升物理知識學(xué)習(xí)的核心素養(yǎng)。

例如，在中學(xué)物理學(xué)習(xí)中，由于實驗條件有限，物理原理的抽象性與學(xué)生理解能力之間存在著巨大的矛盾。針對這一矛盾，物理實驗過程的數(shù)據(jù)采集、圖象呈現(xiàn)尤為重要，通過實時的數(shù)據(jù)采集、軟件實時的數(shù)據(jù)分析處理從而形成直觀性的圖象。例如：物理選擇性必修一《單擺》的教學(xué)實踐中，通過軟件應(yīng)用可以實時采集單擺擺動過程的實時數(shù)據(jù)，通過軟件處理直接生成振動圖，直觀展示單擺的振動曲線，有效解決了小角度振動下，單擺的振動規(guī)律圖景，幫助學(xué)生對分析物理規(guī)律的形成與原因有更深刻的認(rèn)識，信息技術(shù)的融合對提高高中物理課堂教學(xué)的實效性至關(guān)重要。

隨著國家科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，“大數(shù)據(jù)融合”“互聯(lián)網(wǎng)+”“數(shù)據(jù)驅(qū)動”等各種優(yōu)質(zhì)資源逐漸運用到高中的物理教學(xué)當(dāng)中。在此過程中，高中物理教師應(yīng)該做到以學(xué)生為主體，以各種優(yōu)質(zhì)的物理學(xué)習(xí)資源為教學(xué)輔助，為學(xué)生提供更加完整的物理學(xué)習(xí)環(huán)境。在如今大數(shù)據(jù)背景下，“精準(zhǔn)教學(xué)”的教學(xué)模式與各個科目的學(xué)習(xí)相結(jié)合，教師帶領(lǐng)學(xué)生在更加科學(xué)、合理的教學(xué)模式下，促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科思維的提高，讓學(xué)生在“精準(zhǔn)教學(xué)”的物理學(xué)習(xí)過程中，不斷樹立物理學(xué)科思維，促進(jìn)自身成長。

*本文是泉州市教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃（第一批）立項課題“大數(shù)據(jù)融合驅(qū)動下的高中物理課堂建構(gòu)與實踐”（QG1451- -036 ）的研究。