基于大數(shù)據(jù)背景下的高中物理教學探索

鐘運發(fā)

（江西省黎川縣職業(yè)中等專業(yè)學校 江西撫州 344600）

縱觀以往的教學實踐，大部分的物理教師因受傳統(tǒng)應試教育的影響，仍舊沿用“灌輸式”或“注入式”的方式開展教學，這不僅不利于學生思維的發(fā)展，同時也不利于學生核心素養(yǎng)的提升。而大數(shù)據(jù)包含著巨大的信息資源、豐富的信息類型，可以說大數(shù)據(jù)時代的來臨對社會各行業(yè)的發(fā)展均有積極的影響。因此作為教師，也應積極創(chuàng)新教育教學模式，充分挖掘大數(shù)據(jù)中有價值的教育資源，以此優(yōu)化高中物理教學的形式，提升學生的學科綜合能力，促進物理教學工作穩(wěn)步可持續(xù)地發(fā)展。

一、大數(shù)據(jù)的相關概念界定

大數(shù)據(jù)的首次提出是在某雜志刊登的《大數(shù)據(jù)處理》一文中。但何為大數(shù)據(jù)？大數(shù)據(jù)常被稱為“巨量資料”，主要指的是有價值的、可有效運用的且多樣化的海量數(shù)據(jù)的集合。芝加哥大學商學院教授詹姆斯?麥肯錫曾對大數(shù)據(jù)進行了闡述，他認為“大數(shù)據(jù)主要指的是獲取、儲存、統(tǒng)計以及運用為一體化的數(shù)據(jù)群”。也就是說，大數(shù)據(jù)所體現(xiàn)的是對海量數(shù)據(jù)的置換、分析整合，以及發(fā)現(xiàn)新的數(shù)據(jù)內容，并創(chuàng)造出更多有價值的事物。大數(shù)據(jù)最早時只包括三個維度，即容量、速度和多樣性，但不斷探索發(fā)現(xiàn)，大數(shù)據(jù)還有一定的真實性。而大數(shù)據(jù)的特征則主要體現(xiàn)在以下幾個方面，首先大數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)量大的特征。大數(shù)據(jù)具有龐大的數(shù)據(jù)規(guī)模是毋庸置疑的。在信息技術的高速發(fā)展下，每一個人的生活都被完全記錄在了大數(shù)據(jù)中，因此數(shù)據(jù)自身也在呈現(xiàn)爆發(fā)性增長。其次大數(shù)據(jù)具有類型多樣的特征。伴隨著信息技術在各行各樣的有效運用，使得大數(shù)據(jù)的來源愈來愈廣泛，由此可知大數(shù)據(jù)的類型也呈現(xiàn)多樣化的趨勢。再次大數(shù)據(jù)具有價值密度的特征。毫不夸張地說，在大數(shù)據(jù)的特征中大數(shù)據(jù)的價值占據(jù)最核心的地位，任何有價值的信息，都是對基礎的海量數(shù)據(jù)進行處理后提取的。最后大數(shù)據(jù)具有高速的特征。該特征主要體現(xiàn)為數(shù)據(jù)數(shù)量的快速增長和提取上。相較于傳統(tǒng)的媒體，大數(shù)據(jù)時代背景下，信息的生產及傳播方式都有了極大的變化，尤其在互聯(lián)網(wǎng)、云計算等方式的作用下，大數(shù)據(jù)得到了快速的生產和傳播。

二、基于大數(shù)據(jù)背景開展高中物理教學的價值

（一）有助于教師精準分析學生的個性差異

“世界上沒有兩片完全相同的樹葉”，確實物種不同，人也各有式樣。因學生來源于不同的生活環(huán)境和家庭背景，所以學生的思維發(fā)展及知識儲備情況也有所不同，自然在學習同一物理知識點時也會存在有些學生“吃不著”、有些學生“不夠吃”的現(xiàn)象。而教師在實際教學時，也很難做到完全平衡。但基于大數(shù)據(jù)背景運用先進的信息技術，教師可把學生的課堂表現(xiàn)情況、學習階段成績等全部錄入系統(tǒng)，并由大數(shù)據(jù)對學生的能力進行個性化的評價，有效分析學生近期的學習情況，以此為教師之后更好地設計教學方案指引明確的方向。

（二）有助于提供更加豐富全面的教學資源

網(wǎng)絡環(huán)境為我們的社會生活及學習提供了極大的便利。作為高中物理教師，也應緊隨時代教育的發(fā)展步伐，緊抓時代教育的契機，積極打破傳統(tǒng)教學中借助課本教材教學的局限性，為學生構建多元化的教學課堂。這時教師就可有效借助信息大數(shù)據(jù)，搜索與篩選適合班級學生學情的教學素材，以此為學生挖掘更多有價值的物理學習資源，幫助學生構建完整的思維體系，有效滿足學生的多樣化成長需求，讓學生在有限的時間內掌握更多的物理知識及物理技能，進而從整體上促進學生學習能力的提升，并為有效培養(yǎng)學生的學科核心素養(yǎng)奠定扎實的基礎。

（三）有助于強化學生對知識的理解和掌握

相較其他科目，物理知識的學習要求學生不僅要掌握相關的理論知識，同時更要注重加強學生的實踐拓展。如果教師仍舊沿用以往的教學模式，學生很難對抽象的物理知識進行深入理解和掌握，也并不能真正在物理實驗中應用已學習過的知識。而基于大數(shù)據(jù)背景開展高中物理教學，其呈現(xiàn)的方式一般以多媒體為主，因多媒體有巨大的信息量，所以也包含了非常多的優(yōu)質教學資源。在教學過程中，物理教師借助多媒體教學，將枯燥抽象的物理知識轉化成形象且生動有趣的視頻或圖片，不僅能拓展學生的視野，還能豐富課堂教學的內容，增強學生對物理知識的理解和掌握，對于學生高效地學習物理知識有重要幫助。

三、基于大數(shù)據(jù)背景開展高中物理教學的策略

（一）基于大數(shù)據(jù)背景明確目標開展高中物理教學

不管在什么條件下，任何教學工作的開展都離不開教學目標的制定和明確，在高中物理教學中同樣如此。因此，教師在基于大數(shù)據(jù)背景開展物理教學時，也應明確教學的目標，只有這樣才能促進該項工作持續(xù)有效地進行。首先，基于大數(shù)據(jù)背景開展物理教學時，教師應充分考慮學生綜合素養(yǎng)的協(xié)調發(fā)展，教學過程中，既要向學生傳授基礎的物理知識和實踐技能，同時還應高度重視學生信息化素質及物理學科思維的發(fā)展。其次，基于大數(shù)據(jù)背景開展物理教學，教師可將抽象的物理知識以直觀、具象的方式呈現(xiàn)在學生面前，更有益于物理課程教學的開展，同時還加強了師生之間的課堂互動交流，有效促進了學生的自主探究，打破了傳統(tǒng)教學模式的束縛。最后基于大數(shù)據(jù)背景開展物理教學，可為學生提供優(yōu)質便利的學習環(huán)境，更有利于學生理解和掌握物理知識，促進學生學科綜合能力的提升。例如，教師在教學《力的合成與分解》這一課程內容時，教學的主要目的是要求學生理解合力與分力的概念及其相互關系，并會用平行四邊形定則進行力的合成，同時能在具體的情境下，運用平行四邊形定則進行力的分解，熟練掌握正交分解法。而因為力是無形且看不見的，所以學生在學習時極易遇到思維障礙。這時教師在開展物理教學時，就應基于大數(shù)據(jù)背景明確教學的目標，借助信息技術輔助教學，從而將力的合成與分解等知識進行直觀化的演示，將抽象的知識具象地呈現(xiàn)在學生面前，以此強化學生對力與力之間的關系更明確地理解和掌握，從根本上減少學生學習物理學科中的思維偏差，以此幫助學生進行更加高效的學習。此種基于大數(shù)據(jù)背景明確目標開展教學的方式，能使學生對所學知識有更深刻的認識，對于提升學生的學習能力也有重要幫助。

（二）基于大數(shù)據(jù)背景借助微課開展高中物理教學

縱觀以往的教學實踐，高中物理教師大多仍舊沿用“灌輸式”的方式開展教學，雖陸續(xù)運用了信息技術，但教學過程中并未將學生作為課堂的主體，學生在課堂中自主學習和應用所學知識和技能的機會少之又少，所以在一定程度上影響了學生的學習效率。因此，大數(shù)據(jù)背景下，教師在開展物理教學工作時必須改變以往的授課模式，充分尊重學生的主體地位，積極引導學生從被動學習向主動學習轉變。而微課是信息技術發(fā)展下的產物，因其具備時間簡短、內容精簡的特征，在教育教學中得到了廣泛運用，其也屬于大數(shù)據(jù)背景下一種新型的教學模式，能將教材中的某一重難點知識清晰直觀地呈現(xiàn)給學生，有利于學生對重難點知識的有效理解和掌握。例如，教師在教學《平拋運動》這一課程內容時，傳統(tǒng)的授課方式即教師依照學生的學情，將學生分為若干小組開展實驗教學。這個過程中教師運用打點計時器，對豎直方向的運動進行觀察，并借助紙帶數(shù)據(jù)對g 數(shù)值進行計算，從而引導學生對物體在豎直方向的運動規(guī)律進行研究分析，此種教學模式多以語言文字講解為主，學生未對所學知識有直觀的認識，并不利于學生思維的發(fā)展。而基于大數(shù)據(jù)背景借助微課開展教學，教師可將本節(jié)課的知識點做成一個5-8 分鐘左右的微視頻，讓學生直觀觀察豎直方向及水平方向的運動規(guī)律，并從視覺層面充分感悟運動合成與分解的過程，此種教學模式相較于傳統(tǒng)的語言文字教學明顯更為直觀，有利于教學效果的提升。再例如，教師在教學《曲線運動》這一課程內容時，本節(jié)課主要要求學生對物體是否有曲線運動的條件，以及物體做曲線運動時的速度方向進行判定，教師在基于大數(shù)據(jù)背景開展教學時，就可有效運用實驗類微課向學生直觀呈現(xiàn)以上兩個知識點，以此降低學生學習物理知識的難度，使學生對知識點有更直觀的理解，有效提升教學的效率。

（三）基于大數(shù)據(jù)背景引入慕課開展高中物理教學

慕課也被稱為大型開放式的網(wǎng)絡課程，具有非常顯著的權威性。慕課教學的流程比較靈活，學生可通過慕課平臺中的資料及視頻反復學習物理知識，同時在學習過程中產生困惑，還能隨時隨地與教師進行溝通和交流，不僅能強化學生的學習深度，還能提升學生的學習效率，在當前的教學中也較為常用。因此，高中物理教師在基于大數(shù)據(jù)背景開展教學時，也可有效引入慕課，以此充分調動學生探究物理知識的興趣，有效滿足學生個性化的學習需求，提升課堂的教學效率。例如，教師在教學《力的相關知識》這一課程內容時，該類知識主要包括摩擦力、重力及彈力等，教師在運用慕課前，可先對教材內容進行細致劃分，每個章節(jié)都可制作幾個教學視頻，從而構成教學資源網(wǎng)絡，并有效滲透到每個基礎知識點中。通過這樣的方式教師能更好地對教學內容進行解析，也有利于學生對所學知識的理解和掌握。此外，教師還可以試著與慕課公司進行合作，立足學生的學情，對教學的方案進行全方面的優(yōu)化，以此使慕課能將物理知識的重難點內容清晰、直觀、完整地呈現(xiàn)在學生面前，以便學生進行高效的學習。基于大數(shù)據(jù)背景引入慕課開展教學的方式，能幫助學生精準把握物理學科的知識點和核心問題，充分調動學生學習物理知識的積極性，同時也能幫助教師縮減講解知識點的時間，減輕學生的學習壓力，促進學生學科能力的提升。

（四）基于大數(shù)據(jù)利用信息技術開展高中物理教學

在高中物理教學中，物理實驗教學是非常重要的教學內容，同時也是教師向學生傳授物理知識的一種重要方法，因此實驗教學在高中物理教學中的位置也是不容動搖的。在具體的教學過程中，只有依靠大量實驗講解物理知識的內涵、定理及公式等理論性較強的知識，才能讓學生明確不同的規(guī)律及概念。但從實際情況來看，因物理教學中缺乏相關的實驗設施、實驗資源、實驗條件以及實驗具有一定危險性等原因，很多物理實驗無法在教學中得以有效完成。有些教師雖然運用演示的方法向學生展示了實驗操作的方法及過程，也起到了一定的作用，但卻忽略了學生的主觀能動性，這也對教學效果造成了影響。因此為強化實驗教學的效果，教師就可基于大數(shù)據(jù)背景借助信息技術來展開教學，為學生創(chuàng)設良好的實驗環(huán)境，并對一些物理實驗進行模擬或仿真，以此激發(fā)學生的好奇心及求知欲，充分調動學生學習物理知識的興趣，從而使學生積極主動地投入到物理實驗知識的學習中，深入地了解和探究物理現(xiàn)象。例如，教師在教學《超重和失重》這一課程內容時，教學的主要目的要求學生掌握超重和失重的概念，理解實質重力并未發(fā)生改變，并能分析與解決生活中有關的超重與失重問題。教學過程中為達到這一教學目標，向學生更好地展示物理實驗，教師就可以借助信息技術，及時為學生搭建“仿真物理實驗室”，讓學生依照自己制訂的實驗方案對各種實驗模型進行構建，以此有效探究超重及失重的物理規(guī)律，強化學生對所學知識的記憶和掌握，并有效促進物理實驗教學效果的提升。

總而言之，大數(shù)據(jù)時代的來臨，給社會生活帶來了翻天覆地的變化，教育教學也受到了不小的沖擊。因此，高中物理教師在開展實際教學工作時，也應充分挖掘大數(shù)據(jù)的教育優(yōu)勢，不斷優(yōu)化和完善物理教學的模式，積極探索大數(shù)據(jù)背景下物理教學的方法。通過基于大數(shù)據(jù)背景明確目標、借助微課、引入慕課以及有效運用信息技術的方式，充分調動學生學習物理知識的興趣，并以此拓展學生的眼界，滿足學生的個性化學習需求，有效深化學生對所學知識的理解和記憶，從而在提升學生學科素養(yǎng)的同時，促進高中物理高效課堂的構建。