大數(shù)據(jù)背景下的中學(xué)物理概念教學(xué)探索

張偉東 賴曉嵋

摘 要：高中階段的物理概念教學(xué)是整體物理學(xué)科教學(xué)中非常重要的組成部分，物理概念更是構(gòu)成物理知識(shí)體系的基本要素。新形勢下，優(yōu)化高中物理概念教學(xué)對(duì)提高教學(xué)效率有著非常重要的意義。“大數(shù)據(jù)時(shí)代”已經(jīng)到來，物理學(xué)科教學(xué)領(lǐng)域?qū)τ诖髷?shù)據(jù)的應(yīng)用也逐漸得到了人們的關(guān)注，大數(shù)據(jù)背景下的高中物理概念教學(xué)需要進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化改革。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)背景;高中物理;概念教學(xué);優(yōu)化探索

高中物理是一門讓學(xué)生又愛又恨的學(xué)科，它涉及了很多概念性的知識(shí)點(diǎn)，學(xué)習(xí)物理既需要抽象的邏輯思維，又需要相應(yīng)的感性思維。了解并熟練掌握概念是學(xué)好物理的前提，但這一模塊的知識(shí)卻是大多數(shù)學(xué)生的難點(diǎn)，在課上教師無法兼顧到每一個(gè)學(xué)生的情況，因此對(duì)于這一學(xué)科的學(xué)習(xí)效果也很難有起色。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷完善，人們對(duì)于信息的收集分析能力也在不斷強(qiáng)化，在數(shù)據(jù)規(guī)模、維度以及類型爆炸式增長的今天，“大數(shù)據(jù)”的概念已經(jīng)融入了我們?nèi)粘Ｉ钪小Ｒ虼藢?duì)于高中物理教學(xué)尤其是概念教學(xué)的優(yōu)化改革也需要從中汲取營養(yǎng)，要正視物理概念教學(xué)的特點(diǎn)以及重要性，并依據(jù)大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)制定出相應(yīng)的優(yōu)化方案。

一、 中學(xué)物理概念教學(xué)的基本概述

（一） 中學(xué)物理概念的特點(diǎn)分析

作為高中理科類必修科目之一的物理，即便在新高考方案逐漸實(shí)施的背景之下，它依然在高考中占有相當(dāng)重要的比重。正因?yàn)槿绱耍乓恢笔艿嚼蠋熞约皩W(xué)生的高度關(guān)注。結(jié)合相關(guān)教學(xué)案例分析，高中物理概念的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下方面：

1. 高中物理概念通常由簡單的詞語或句子組成，因此非常便于學(xué)生理解，但若找不到方法技巧同樣會(huì)產(chǎn)生誤區(qū)。通常物理概念大多為“一句話”，而且其中往往含有一個(gè)或多個(gè)限定語，只要找準(zhǔn)關(guān)鍵點(diǎn)便不難理解。以“彈力”這一概念為例，高中物理教材中對(duì)其進(jìn)行了如下定義：“發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原狀，會(huì)對(duì)與它所接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種‘力的作用便被稱之為‘彈力”。通過上述表述不難看出，在理解“彈力”這一定義時(shí)只要抓住“彈性形變”等關(guān)鍵點(diǎn)便不難理解其中的內(nèi)涵。

2. 物理概念具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)性以及邏輯性。我們所使用的物理教材凝聚了無數(shù)教育專家的心血，其中的物理概念更是經(jīng)過了專家們的反復(fù)提煉總結(jié)，每一字都不多余，具有嚴(yán)密的科學(xué)性以及邏輯性。這也說明了日常教學(xué)中教師需要抓住概念中的每一個(gè)字，要真正從細(xì)節(jié)入手引導(dǎo)學(xué)生對(duì)概念進(jìn)行分析，可以嘗試將大數(shù)據(jù)背景下信息概念的分析方法引入其中，以強(qiáng)化教學(xué)工作的科學(xué)性以及嚴(yán)謹(jǐn)性。

（二） 中學(xué)物理概念教學(xué)的重要性分析

具體來說，高中物理教學(xué)的概念性主要體現(xiàn)在以下方面：首先靈活掌握概念是學(xué)好物理的前提。我們所能夠?qū)嶋H接觸到或在學(xué)習(xí)中接觸到的物理現(xiàn)象都可以通過相應(yīng)的物理概念或原理來解釋，所以說物理概念是組成物理學(xué)科、物理知識(shí)體系最基本的元素，同樣若沒有物理概念作支撐，我們對(duì)于物理學(xué)科的教學(xué)將會(huì)遇到諸多掣肘。因?yàn)樵跊]有物理概念的背景下，即便是最簡單的物理現(xiàn)象我們可能也需要使用復(fù)雜、籠統(tǒng)的概念對(duì)其進(jìn)行解釋，而這將對(duì)學(xué)生對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的整合運(yùn)用造成巨大的障礙。因此新形勢下需要提高對(duì)于物理概念教學(xué)的關(guān)注度，新課改背景下可以適當(dāng)將大數(shù)據(jù)技術(shù)涉及的信息分析、處理理念應(yīng)用其中，著眼于學(xué)生的微觀表現(xiàn)以及學(xué)情反饋對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化改革。這一環(huán)節(jié)改革的最終目的是為了以概念教學(xué)為起點(diǎn)促進(jìn)學(xué)生在物理教學(xué)領(lǐng)域的個(gè)性全面發(fā)展。

其次物理概念課與其他模塊的知識(shí)存在緊密聯(lián)系。“其他模塊”的知識(shí)主要指的是物理實(shí)驗(yàn)課、規(guī)律探究課以及習(xí)題課等內(nèi)容，概念課與上述模塊中所涉及的知識(shí)之間存在密切的聯(lián)系。只有在學(xué)好物理概念的前提下才能夠做到靈活的掌握物理規(guī)律，進(jìn)而將其應(yīng)用到后續(xù)實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)之中。而對(duì)習(xí)題課而言，想要解決某一類問題或?qū)⒛骋环N算法講解清楚，也需要用到物理概念，在明確物理概念的前提下展開習(xí)題練習(xí)才能夠加深學(xué)生的印象。綜上，物理概念課與其他模塊知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系主要是通過不斷的反饋、優(yōu)化來體現(xiàn)的，借助于習(xí)題課、實(shí)驗(yàn)課以及探究課“給予”概念課的反饋，高中物理概念教學(xué)正向著更加簡潔、高效的方向發(fā)展。

二、 現(xiàn)階段中學(xué)物理概念教學(xué)中潛藏的問題

首先是教師忽視學(xué)生實(shí)際接受能力的問題。教師若沒有考慮到學(xué)生的實(shí)際接受能力以及認(rèn)知規(guī)律，便會(huì)在概念教學(xué)中出現(xiàn)“本末倒置”等錯(cuò)誤。再者，一味的對(duì)學(xué)生進(jìn)行“統(tǒng)一要求”其實(shí)也會(huì)對(duì)他們的學(xué)習(xí)積極性產(chǎn)生影響。經(jīng)過初中階段的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)打下了一定的物理基礎(chǔ)，對(duì)于概念的分析與理解也具備了一定的自學(xué)能力。當(dāng)然，初中階段學(xué)生物理基礎(chǔ)水平暴露出的差異我們也同樣不能忽視，高中物理教學(xué)需要教師以了解學(xué)生的實(shí)際接受能力為前提在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)給予其有針對(duì)性的指導(dǎo)，要正視學(xué)生的個(gè)體水平差異，而不應(yīng)“一視同仁”。

其次是教師對(duì)概念形成過程不夠重視的問題。傳統(tǒng)教學(xué)模式的影響下，教師一味地在強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)于物理概念的了解程度，卻對(duì)概念的形成過程產(chǎn)生了忽視。因此將過多的精力放在了概念講解之上，希望學(xué)生能夠建立起對(duì)于概念的正確理解，但卻沒有足夠的時(shí)間和精力引導(dǎo)學(xué)生回顧概念的形成過程。“直接給出概念”的后果是讓學(xué)生無法準(zhǔn)確了解概念的本質(zhì)，進(jìn)而對(duì)其后續(xù)的學(xué)習(xí)產(chǎn)生了影響。以“加速度”這部分知識(shí)為例，教學(xué)中教師需要對(duì)加速度的變化進(jìn)行恰當(dāng)引導(dǎo)，從而讓學(xué)生建立起對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的初步認(rèn)知，之后教師便可以在教學(xué)中引入加速度的概念及數(shù)學(xué)表達(dá)式。上述過程有效避免了學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)概念的問題，既能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。

三、 大數(shù)據(jù)背景下中學(xué)物理概念教學(xué)的優(yōu)化分析

（一） 關(guān)注學(xué)生差異，突出“因材施教”

傳統(tǒng)教學(xué)模式下，教師在教學(xué)時(shí)間、教學(xué)模式以及學(xué)生個(gè)體差異等因素的綜合作用下大都會(huì)通過自己積累下的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)以及學(xué)生在考試中的分?jǐn)?shù)判斷學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，這種做法其實(shí)造成了很大的盲目性以及片面性，根本無法反映出學(xué)生的真實(shí)狀況。近些年，越來越多的年輕教師走上了講臺(tái)，但面對(duì)幾十名學(xué)生，他們經(jīng)驗(yàn)不足難以應(yīng)付。因此對(duì)于物理教學(xué)而言，需要借助于“大數(shù)據(jù)”來改善這一局面，具體內(nèi)容如下：①大數(shù)據(jù)能夠幫助教師關(guān)注到每個(gè)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的細(xì)微表現(xiàn)，進(jìn)而使教師根據(jù)學(xué)生的反饋對(duì)現(xiàn)行的概念教學(xué)模式進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。日常教學(xué)中，教師可以借助于大數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)生翻書所用時(shí)間、聽課所用表情、解題所用時(shí)間等數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析，進(jìn)而判斷其在學(xué)習(xí)以及理解概念過程中的認(rèn)真程度。在此基礎(chǔ)上，教師還應(yīng)當(dāng)去思考究竟怎樣的物理概念課堂才能夠吸引學(xué)生，從而對(duì)現(xiàn)有的教學(xué)模式進(jìn)行優(yōu)化改革，以提高教學(xué)質(zhì)量。②大數(shù)據(jù)能夠幫助教師準(zhǔn)確把握學(xué)生的學(xué)情反饋。過去概念課的教學(xué)效率難有提高主要是因?yàn)槲覀儾恢涝搹暮畏N角度對(duì)學(xué)生的掌握狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，在應(yīng)用大數(shù)據(jù)的背景下，我們可以將對(duì)于概念課的評(píng)價(jià)帶入到實(shí)驗(yàn)課以及習(xí)題課之中。幫助學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)失敗或習(xí)題做錯(cuò)的原因，著眼于整體引導(dǎo)他們分析自身學(xué)習(xí)中存在的問題，進(jìn)而幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率。綜上所述，大數(shù)據(jù)在高中物理概念課中的應(yīng)用使“因材施教”真正得到了實(shí)踐，這方面的改革使學(xué)生能夠以一種全新的方式完成物理概念的學(xué)習(xí)，整體學(xué)習(xí)效率得到了強(qiáng)化提高。

（二） 個(gè)性學(xué)習(xí)，全面發(fā)展

教育的個(gè)性化發(fā)展旨在根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)能力及個(gè)人興趣的差異，開展有針對(duì)性教學(xué)活動(dòng)。傳統(tǒng)教育只是用統(tǒng)一的教學(xué)方式對(duì)個(gè)性迥異的孩子進(jìn)行教學(xué)，根本沒有辦法照顧到每個(gè)學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展，這也是當(dāng)前教育的重點(diǎn)和難點(diǎn)。如有的學(xué)生的個(gè)人學(xué)習(xí)能力較差，常常存在“課上懂、課下蒙”的狀態(tài)，教師又沒辦法將全部的精力放在該類型的學(xué)生身上，長此以往他們的學(xué)習(xí)興趣便會(huì)大受打擊，逐漸落后于課堂節(jié)奏。就拿物理這門學(xué)科來說，高中階段的物理教學(xué)其難度上有了很大提升，很多學(xué)生都對(duì)物理產(chǎn)生不同程度的抵觸心理，長此以往其必然會(huì)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。但是借助大數(shù)據(jù)背景下“微課”或是“慕課”的形式，學(xué)生可以隨時(shí)隨地溫習(xí)課上的學(xué)習(xí)內(nèi)容，也就有效解決了“課下蒙”的難題。此外還有一些學(xué)生自學(xué)能力較強(qiáng)，課上能夠很快速地吸收教師講解的物理重難點(diǎn)知識(shí)，其學(xué)習(xí)能力變得不滿足于老師的授課進(jìn)度和授課方式，因此在后續(xù)的學(xué)習(xí)中會(huì)出現(xiàn)注意力不集中，學(xué)習(xí)熱情減退的情況。

（三） 創(chuàng)新概念教學(xué)方法

新形勢下，教師應(yīng)當(dāng)在立足于實(shí)踐的基礎(chǔ)上推動(dòng)概念教學(xué)方法的創(chuàng)新：①推廣“慕課”教學(xué)法。“慕課”是近些年新興的一種教學(xué)模式，5～10min左右的短視頻中會(huì)涉及一個(gè)重點(diǎn)知識(shí)，因此利用慕課學(xué)習(xí)物理概念能夠達(dá)到重難點(diǎn)突破的效果。②借助于多媒體教學(xué)設(shè)備將物理概念具象化。在利用“慕課”的基礎(chǔ)上，教師應(yīng)當(dāng)以分析匯總各方數(shù)據(jù)為出發(fā)點(diǎn)，借由多媒體教學(xué)設(shè)備使物理概念具象化，從而降低學(xué)生的理解難度。這需要教師創(chuàng)新多媒體課件的制作方式，不能再繼續(xù)照搬照抄板書。③可以將微課應(yīng)用到新概念課的預(yù)習(xí)工作之中，利用大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢全方位分析學(xué)生對(duì)于新物理概念的掌握情況，從而有針對(duì)性地調(diào)整教學(xué)側(cè)重點(diǎn)，提高教學(xué)效率。④高中物理概念教學(xué)中，需要在充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源的前提下為學(xué)生搭建起智慧課堂的學(xué)習(xí)平臺(tái)，進(jìn)一步推進(jìn)教材多媒體化、教育信息化以及管理自動(dòng)化，以后臺(tái)數(shù)據(jù)為參考全方位的對(duì)學(xué)生對(duì)于特定物理概念、知識(shí)的實(shí)際掌握狀況進(jìn)行分析對(duì)比，進(jìn)而對(duì)其作出最為客觀的評(píng)價(jià)。

四、 總結(jié)

大數(shù)據(jù)背景下，我們需要對(duì)高中物理概念教學(xué)進(jìn)行優(yōu)化改革，在提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率的前提下為其后續(xù)更深層次的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。這方面的實(shí)踐需要教師在分析當(dāng)前高中物理概念教學(xué)中潛藏的問題的基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)理念、創(chuàng)新教學(xué)方法。

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作者簡介：張偉東，福建省福州市，福建省永泰縣第一中學(xué);賴曉嵋，福建省福州市，福建省福州教育學(xué)院附屬中學(xué)。