教育大數(shù)據(jù)背景下“掌握學(xué)習(xí)”理論在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用①
——以“曲線運動”單元教學(xué)為例

(1. 江蘇省無錫市立人高級中學(xué),江蘇 無錫 214000;2. 江蘇省無錫市教育科學(xué)研究院,江蘇 無錫 214000)

1 引言

布盧姆的掌握學(xué)習(xí)理論是基于“人人都能學(xué)好”的思想指導(dǎo)下,把學(xué)生個體需求和教學(xué)相結(jié)合,讓多數(shù)人取得成功。掌握學(xué)習(xí)理論充分肯定了學(xué)生的情感、態(tài)度、價值觀等非智力因素,尊重并發(fā)展每一位學(xué)生。以掌握學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)的高中物理教學(xué)目標就是培養(yǎng)學(xué)生掌握學(xué)科知識,養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度和品質(zhì),提高科學(xué)探究能力。掌握學(xué)習(xí)理論更為長遠的意義是培養(yǎng)學(xué)生走向社會、主動發(fā)展、終身學(xué)習(xí)的能力。本文以“曲線運動”單元教學(xué)為例,以“掌握學(xué)習(xí)”理論為指導(dǎo),輔以教育大數(shù)據(jù)平臺軟件及時反饋、分析、矯正,從而達到教學(xué)目標。

2 教學(xué)實施

2.1 學(xué)情分析

人教版高中物理必修2“曲線運動”單元由“曲線運動”“平拋運動”“實驗：研究平拋運動”“圓周運動”“向心加速度”“向心力”“生活中的圓周運動”等7節(jié)內(nèi)容構(gòu)成。

學(xué)生在本章學(xué)習(xí)過程中存在以下困難:(1) 在思維上,學(xué)生從研究直線運動到曲線運動,從一維的直線運動到通過兩個維度的直線運動的合成來研究曲線運動,思維跨度大、有難度；(2) 在生活經(jīng)驗上,對于“紅蠟塊的合成運動”“小船渡河”等問題缺少生活經(jīng)驗,難以支撐對物理規(guī)律的深刻理解；(3) 在解題習(xí)慣上,學(xué)生停留在直線運動中，對于圓周運動的最低點、最高點問題常習(xí)慣用受力平衡處理,對于豎直面內(nèi)的圓周運動最高點的最小速度的隱含條件不敏感,從而很難運用圓周運動的知識對生活中的現(xiàn)象做出進一步的分析、建模、解釋。

2.2 制訂教學(xué)目標

針對學(xué)情,筆者對“曲線運動”這一單元分層制訂了教學(xué)目標。面對全體學(xué)生,以基礎(chǔ)性目標為掌握標準，提高性目標則作為已掌握學(xué)生的擴展目標，根據(jù)基礎(chǔ)性目標進行一系列的課堂教學(xué)設(shè)計,逐步優(yōu)化課堂教學(xué)，以下為“曲線運動”的教學(xué)目標分層。

基礎(chǔ)性目標:(1) 知道曲線運動的特點以及條件；(2) 掌握運動合成與分解的方法；(3) 認識平拋運動一般規(guī)律；(4) 了解描述圓周運動的各個物理量以及聯(lián)系；(5) 了解車轉(zhuǎn)彎問題、拱形橋問題、航天器中的失重現(xiàn)象、離心現(xiàn)象；(6) 能用牛頓第二定律分析勻速圓周運動的向心力。

提高性目標:(1) 會運用運動的合成與分解解決關(guān)聯(lián)速度問題；(2) 會運用平拋運動知識解決斜拋問題以及斜面上的平拋問題、平拋的臨界問題；(3) 會運用動力學(xué)方程分析豎直面上圓周運動綜合性問題；(4) 會運用動力學(xué)方程分析水平面內(nèi)有關(guān)連接體的臨界問題。

2.3 制訂教學(xué)反饋系統(tǒng)

把單元基礎(chǔ)性目標具體分解到每一節(jié)的教學(xué)過程中,根據(jù)教學(xué)目標制訂三級反饋體系。

以課堂教學(xué)為第一級反饋,例如在“曲線運動”這一節(jié)中要以學(xué)生知道曲線運動的特點、曲線運動的條件為基礎(chǔ)性目標，進行課堂教學(xué)。課后運用教育大數(shù)據(jù)平臺軟件編制針對性的課時作業(yè),設(shè)置90%準確率為掌握標準。運用教育大數(shù)據(jù)平臺軟件進行作業(yè)批改以及反饋(如表1),對于沒掌握的學(xué)生及時矯正后運用教育大數(shù)據(jù)平臺軟件給予同類型、同難度材料作為二次作業(yè)。

表1

以單元教學(xué)為第二級反饋,例如以“曲線運動”單元基礎(chǔ)性目標為參照,運用教育大數(shù)據(jù)平臺軟件編制針對單元的測試作為形成性測試,根據(jù)其結(jié)果作出診斷性評價。給未掌握的學(xué)生矯正性材料，學(xué)習(xí)后再次進行平行性測試。給已掌握學(xué)生擴展性材料學(xué)習(xí),當(dāng)多數(shù)學(xué)生都達到掌握的標準后再進入新單元的學(xué)習(xí)。例如關(guān)于“平拋運動”內(nèi)容,擴展性材料是讓學(xué)生通過小組合作來探究發(fā)排球過網(wǎng)且不出界的方案,并且寫出實驗報告。通過實驗設(shè)計讓學(xué)生避免了枯燥做題,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的樂趣,培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

以單元組教學(xué)為第三級反饋,運用教育大數(shù)據(jù)平臺編制合適的單元組測試作為“總結(jié)性測試”,給未掌握的學(xué)生再次矯正的機會,給已掌握的學(xué)生再次擴展的機會。

這三級反饋的關(guān)系是層層遞進的關(guān)系,第二級反饋具有較強的矯正功能。從課時教學(xué)到單元教學(xué)再到單元組教學(xué),教師注重信息的反饋,適時調(diào)整教學(xué),與傳統(tǒng)教學(xué)相比它給學(xué)生第二次機會,讓大多數(shù)學(xué)生都能掌握。

2.4 制訂矯正手段

傳統(tǒng)矯正手段可以是小組合作學(xué)習(xí)、教師個別輔導(dǎo)、教師集體授課，其缺點是比較耗時。筆者制定的矯正手段是：教師利用教育大數(shù)據(jù)平臺軟件錄制教學(xué)糾正視頻，它既不占用已掌握學(xué)生過多的合作幫助時間，也不占用教師過多的個別輔導(dǎo)時間,提高了學(xué)習(xí)效率。

2.5 制訂形成性測試

以基礎(chǔ)性目標為指導(dǎo),運用教育大數(shù)據(jù)平臺題庫編制兩份相同難度、相同題型、相同質(zhì)量的形成性測試題,一份在課堂教學(xué)中使用,一份作為補救性矯正材料使用。

例如“曲線運動”單元測試的兩份試卷的兩道題,對于題目的選擇設(shè)計雖然表述不同,但是所用解題方法還是一樣的。

圖1

A卷題:如圖1所示，兩個質(zhì)量不同的小球,被長度不等的細線懸掛在同一點,并在同一水平面內(nèi)作勻速圓周運動,則兩個小球的( )。

A. 運動周期相等

B. 運動線速度相等

C. 運動角速度相等

D. 向心加速度相等

B卷題:兩根長度不同的細線下面分別懸掛著小球,細線上端固定在同一點,若兩個小球以相同的角速度,繞共同的豎直軸在水平面內(nèi)做勻速圓周運動,則兩個小球在運動過程中的相對位置關(guān)系示意圖正確的是( )。

圖2

3 結(jié)語

無論是教師為“掌握”而教還是學(xué)生為“掌握”而學(xué),最終目的不只是掌握學(xué)習(xí)的內(nèi)容,更重要的是激發(fā)學(xué)生內(nèi)驅(qū)力，激發(fā)自己“想學(xué)”,并在教師的指導(dǎo)下掌握學(xué)習(xí)的方法,讓學(xué)生知道學(xué)什么、怎么學(xué)、學(xué)得怎樣,通過教育大數(shù)據(jù)平臺軟件形成數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)自己的不足并加以矯正。

當(dāng)下,對于教育大數(shù)據(jù)平臺的研究、開發(fā)、使用是一個教育教學(xué)熱點問題。教育大數(shù)據(jù)平臺軟件的確提高了教學(xué)效率,但是筆者認為教育大數(shù)據(jù)平臺僅僅是教學(xué)輔助的手段,如何讓平臺得到有效使用,關(guān)鍵在于教師對教學(xué)的設(shè)計、應(yīng)用、修改、反思。