基于大數(shù)據(jù)分析下的高中物理教學(xué)研究

趙暉　陳鋒　林凌

摘 要：信息時(shí)代使得大數(shù)據(jù)分析走入了教育教學(xué)領(lǐng)域。本文將以高中物理教學(xué)為研究對(duì)象，通過(guò)分析當(dāng)前高中物理教學(xué)普遍存在的問(wèn)題來(lái)探究大數(shù)據(jù)分析對(duì)高中物理教學(xué)的意義，并以此為基礎(chǔ)來(lái)研究大數(shù)據(jù)背景下高中物理教學(xué)的方法，旨在提高教學(xué)和學(xué)習(xí)效果。

關(guān)鍵詞：高中物理;信息化;大數(shù)據(jù);精準(zhǔn)教學(xué)

當(dāng)前，信息化教學(xué)已然成為現(xiàn)代化教育教學(xué)最主要的方式之一。在物理學(xué)科教學(xué)研究當(dāng)中，信息化教學(xué)最大的作用就是通過(guò)大數(shù)據(jù)分析相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)提高教學(xué)和學(xué)習(xí)效果。這主要是因?yàn)楫?dāng)前高中物理教學(xué)普遍存在一些問(wèn)題，而采用信息技術(shù)來(lái)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，可以有效解決這些問(wèn)題。

一、 當(dāng)前高中物理教學(xué)普遍存在的問(wèn)題

以當(dāng)前高三物理教學(xué)為例，通過(guò)具體的教學(xué)案例分析可以發(fā)現(xiàn)其存在不少教學(xué)問(wèn)題，具體如下：

（一） 課堂教學(xué)缺乏科學(xué)性

高三年級(jí)是高中階段的緊要階段，有些教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的教師認(rèn)為自己絕對(duì)可以幫助學(xué)生應(yīng)對(duì)高考挑戰(zhàn)?！皯{借經(jīng)驗(yàn)”缺乏科學(xué)性，效果不定。同時(shí)，教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的教師會(huì)有更高的追求，希望可以面面俱到。這種教學(xué)方法對(duì)于具有個(gè)體差異的學(xué)生而言其實(shí)也不科學(xué)。

（二） 課后訓(xùn)練缺乏有效性

盡管高三教師會(huì)有針對(duì)性地幫助學(xué)生篩選復(fù)習(xí)資料，但高三教師也不可能做到面面俱到。另外，也有一些家長(zhǎng)和學(xué)生抱著“多多益善”的心態(tài)，追求練習(xí)的數(shù)量。導(dǎo)致高三物理教學(xué)存在“追求復(fù)習(xí)的數(shù)量而陷入題海戰(zhàn)術(shù)”的教學(xué)情況，課后訓(xùn)練缺乏針對(duì)性和有效性。

（三） 課外輔導(dǎo)缺乏針對(duì)性

高三學(xué)生的時(shí)間緊迫、任務(wù)繁重，很多高三教師只能“見(jiàn)縫插針”進(jìn)行全班同學(xué)的課外輔導(dǎo)工作。而且高三教師的教學(xué)任務(wù)本就繁重，很難抽出時(shí)間和精力去開(kāi)展個(gè)案課外輔導(dǎo)。即便老師掌握一些個(gè)案問(wèn)題，也常常是以共性問(wèn)題和形式展開(kāi)，缺乏針對(duì)性，使得課外輔導(dǎo)的教學(xué)效率低下。

二、 大數(shù)據(jù)分析對(duì)高中物理教學(xué)的意義

從上述內(nèi)容可知，當(dāng)前高三物理教學(xué)普遍存在很多問(wèn)題。結(jié)合具體的教學(xué)案例分析，利用大數(shù)據(jù)分析能夠有效解決這些教學(xué)問(wèn)題。

（一） 為精準(zhǔn)教學(xué)提供診斷數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)一體化教育平臺(tái)軟件在云資源管理平臺(tái)融合了各種教學(xué)案例，高中物理教師可以尋找優(yōu)秀教學(xué)案例，豐富教學(xué)內(nèi)容。同時(shí)，教學(xué)管理平臺(tái)、大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，融合了考試大綱，能夠有效分析教學(xué)優(yōu)點(diǎn)和不足，提供診斷數(shù)據(jù)，使得教師查漏補(bǔ)缺來(lái)落實(shí)精準(zhǔn)教學(xué)活動(dòng)。

（二） 為精準(zhǔn)訓(xùn)練提供合適習(xí)題

高中物理教師可以利用云資源管理平臺(tái)的習(xí)題庫(kù)，準(zhǔn)確把握練習(xí)題的難度情況，并將練習(xí)題進(jìn)行分層，然后根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的具體情況布置不同層次的練習(xí)題，使得學(xué)生有效通過(guò)課后訓(xùn)練來(lái)鞏固知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效果。

（三） 為精準(zhǔn)輔導(dǎo)提供個(gè)案分析

大數(shù)據(jù)整合平臺(tái)，錄入了學(xué)生的學(xué)習(xí)信息，幫助高中物理教師更快更準(zhǔn)地了解學(xué)生的個(gè)案情況?；诖?，教師就可以更有針對(duì)性地開(kāi)展課外輔導(dǎo)來(lái)落實(shí)因材施教的教學(xué)理念，使得全面了解自身的不足之處，并加以改正，有效提高學(xué)習(xí)效果。

三、 大數(shù)據(jù)背景下高中物理教學(xué)的方法

由此可見(jiàn)，大數(shù)據(jù)分析對(duì)高中物理教學(xué)的意義是非常積極的。那高中物理一線教師該如何基于大數(shù)據(jù)的背景下開(kāi)展物理教學(xué)活動(dòng)呢？

（一） 建立校本考試分析數(shù)據(jù)庫(kù)

大數(shù)據(jù)一體化教育平臺(tái)軟件錄入了省市教育檢查、期末期中考、單元考、典型教學(xué)案例等數(shù)據(jù)。并且以這些數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)自動(dòng)分析并生成各知識(shí)塊、各知識(shí)點(diǎn)數(shù)據(jù)。高中物理教師以此為依據(jù)建立校本考試分析數(shù)據(jù)庫(kù)（如圖1），展開(kāi)精準(zhǔn)教學(xué)活動(dòng)。

筆者利用校本考試分析數(shù)據(jù)庫(kù)分析教材內(nèi)容，確立精準(zhǔn)化的教學(xué)目標(biāo)。然后，從校本考試分析數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中了解學(xué)生所掌握的物理基礎(chǔ)知識(shí)和相關(guān)技能等情況，以此為依據(jù)設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)。比如筆者在圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)方面根據(jù)圖2的數(shù)據(jù)，可以一目了然，監(jiān)測(cè)的所在班級(jí)學(xué)生的得分率只有10%比起區(qū)域?qū)Ρ葘W(xué)校的47%這一情況是低了很多，當(dāng)然發(fā)現(xiàn)這一問(wèn)題之后，作為教學(xué)的管理者就要好好地分析差距產(chǎn)生的原因，比如筆者所跟蹤的這個(gè)年級(jí)學(xué)生的班級(jí)平均得分率低的原因是因?yàn)?，在教學(xué)的過(guò)程中時(shí)間安排的不合理導(dǎo)致該知識(shí)點(diǎn)并沒(méi)有講授到位，然后在考試之后筆者可以通過(guò)專(zhuān)項(xiàng)的知識(shí)點(diǎn)攻關(guān)，及時(shí)地解決學(xué)生的學(xué)習(xí)問(wèn)題。再者，筆者以校本考試分析數(shù)據(jù)庫(kù)為背景建立全面、有效的精準(zhǔn)化教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制，應(yīng)用于課堂教學(xué)，更好地為學(xué)生指明方向。而在復(fù)習(xí)課的教學(xué)當(dāng)中，筆者同樣是利用校本考試分析數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)數(shù)據(jù)，如綜合省市教育檢查、期末期中考、單元考等復(fù)習(xí)資料，并根據(jù)數(shù)據(jù)分析來(lái)為不同層次的學(xué)生提供相對(duì)應(yīng)的復(fù)習(xí)教學(xué)指導(dǎo)。

（二） 創(chuàng)建校本試卷和作業(yè)資源

高中物理教師將每一次考試試題、每一節(jié)課后作業(yè)內(nèi)容等錄入到校本考試分析數(shù)據(jù)庫(kù)（如圖3），然后利用大數(shù)據(jù)分析來(lái)給試題配上難度、區(qū)分度等數(shù)據(jù)，為每節(jié)課后作業(yè)題配上每屆學(xué)生完成情況數(shù)據(jù)。

等到考試試卷評(píng)講時(shí)，教師需要給學(xué)生簡(jiǎn)單講解每一道試題的難度以及知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生做好記錄。然后教師需要利用大數(shù)據(jù)分析幫助學(xué)生確定自身的學(xué)習(xí)層次和習(xí)題水平。同時(shí)，教師也需要結(jié)合大數(shù)據(jù)分析反饋學(xué)生作業(yè)完成情況來(lái)調(diào)整教學(xué)安排。通過(guò)創(chuàng)建校本作業(yè)，能夠系統(tǒng)地得到本校同類(lèi)學(xué)生每一年的試卷情況。

（三） 收集本班學(xué)生的學(xué)情數(shù)據(jù)

備課中備教材備教法的同時(shí)備好學(xué)生的學(xué)情數(shù)據(jù)是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。收集本班學(xué)生的學(xué)情數(shù)據(jù)，筆者從以下兩個(gè)方面入手。

一方面是課堂上為隨堂評(píng)價(jià)提供數(shù)據(jù)支撐，使用“表決器”等手段，利用智慧課堂系統(tǒng)對(duì)于隨堂教學(xué)中的選擇題進(jìn)行分析，收集學(xué)生對(duì)一個(gè)問(wèn)題的不同觀點(diǎn)（如四個(gè)選項(xiàng)的選擇情況），根據(jù)表決情況分析以便隨堂進(jìn)行二次備課。

另一方面是通過(guò)分析統(tǒng)考數(shù)據(jù)（如圖4），分析找準(zhǔn)本班學(xué)生各知識(shí)點(diǎn)的掌握情況和存在問(wèn)題，比如采用“超均率”進(jìn)行逐一對(duì)照各考點(diǎn)進(jìn)行分析。通過(guò)分析我們可以看到我們每個(gè)題目與全市的比較情況以及同類(lèi)校間的情況，有目標(biāo)地突破教學(xué)重難點(diǎn)。

基于大數(shù)據(jù)分析來(lái)開(kāi)展高中物理教學(xué)活動(dòng)，教師需要利用大數(shù)據(jù)一體化教育平臺(tái)軟件收集個(gè)體學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，包括微觀表現(xiàn)、作業(yè)和考試反饋（如圖5）、學(xué)習(xí)的反復(fù)情況等內(nèi)容。比如筆者利用高三8班每一位學(xué)生在每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)中的掌握情況，對(duì)于知識(shí)點(diǎn)大量不理想的，一定在下一階段的試卷中再次出現(xiàn)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，然后教師需要有效利用大數(shù)據(jù)分析來(lái)為每一個(gè)學(xué)生精準(zhǔn)地制定個(gè)案輔導(dǎo)。

通過(guò)大數(shù)據(jù)分析后了解某位同學(xué)上課開(kāi)小差的次數(shù)很多，筆者上課時(shí)就會(huì)有意識(shí)地提醒他集中注意力。而通過(guò)大數(shù)據(jù)分析學(xué)生作業(yè)和考試等具體情況，筆者就會(huì)在作業(yè)和試卷評(píng)講時(shí)候根據(jù)數(shù)據(jù)來(lái)開(kāi)展精準(zhǔn)評(píng)講活動(dòng)。通過(guò)數(shù)據(jù)分析整理的學(xué)生反復(fù)出現(xiàn)的知識(shí)錯(cuò)誤后，筆者會(huì)更有針對(duì)性地開(kāi)展個(gè)性化輔導(dǎo)。

綜上所述，當(dāng)前高中物理教學(xué)普遍存在一定的問(wèn)題，而利用大數(shù)據(jù)分析來(lái)開(kāi)展高中物理教學(xué)活動(dòng)，能夠?yàn)榫珳?zhǔn)教學(xué)提供診斷數(shù)據(jù)、為精準(zhǔn)訓(xùn)練提供合適習(xí)題、為精準(zhǔn)輔導(dǎo)提供個(gè)案分析，從而有效解決當(dāng)前高中物理教學(xué)的問(wèn)題。

結(jié)合具體的高中物理教學(xué)案例分析，可知建立校本考試分析數(shù)據(jù)庫(kù)、創(chuàng)建校本試卷和作業(yè)資源、收集本班學(xué)生的學(xué)情數(shù)據(jù)等方法能夠更科學(xué)地落實(shí)基于大數(shù)據(jù)分析的高中物理教學(xué)工作，從而全面提高教學(xué)和學(xué)習(xí)效果。

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作者簡(jiǎn)介：

趙暉，陳鋒，林凌，福建省福州市，福建閩江學(xué)院附屬中學(xué)。