大數據在高中物理課堂精準教學中的應用

王仲宇

隨著現代信息化技術的飛速發展，“互聯網+”的教育模式已經成為高中物理課堂教學的重要改革趨勢。在此背景下，大數據融合技術被廣泛運用到高中的物理教學當中，并逐漸展現出“有效互動”與“精準教學”的巨大活力。同時，“大數據融合”時代對各種教育資源的整合與豐富也更加高效。本文基于在大數據融合時代的背景下，深入分析高中物理課堂當中的精準教育方法，其對提高高中物理課堂的教學效率，促進學生深入學習高中物理內容，深入理解物理當中的重難點有著重要的導向作用。

物理一直都是一門應用性很強的學科，高中物理更是在簡單的物理常識基礎上的深入與拔高。在如今科技不斷發展的時代背景下，“大數據融合”與“數據驅動”技術與高中科目的學習逐漸深入融合，教師將多媒體與教育資源聯系起來，讓高中物理課堂變得更加全面、更加深入。而高中時期物理學科是學生高考中不可缺少的一部分，所以每一個學生都應該重視高中物理的學習。為了提高高中物理教學質量，讓每一位學生都能夠得到精準的教學，就需要教師不斷深入研究教學方法，將大數據、互聯網技術不斷運用其中，最終通過“精準化教學”提高學生的物理成績。

一、“精準教學”的內涵與特征

（一）“精準教學”的概念

“精準教學”的教育思想早已滲透到了教育的方方面面，其大致含義是：教師針對不同學科的課程標準、專業知識以及孩子成長的實際狀況，尊重日常課堂與知識發展的基本規律，結合不同教學模式的探討，正確把握課堂的任務與內容。而在如今大數據分析時代的背景下，不同領域對“精準教學”提出了更高的要求。

高中階段是學生學習發展的關鍵階段，由于學生的個人差異，學習方式和學習水準也有所不同，這就要求各教師應靈活地運用“精準教學”的相關內容，在相關課程的教學理論與實踐活動的引導下，借助“大數據”對學生日常的學習情況進行科學分析，從而為教師日常課程教育的課堂設計、課程策略、課堂引導、課后監督、習題講解對學生學習當中遇到的困難與問題的解決提高了科學的理論根據。

（二）“精準教學”的特征

“精準教學”作為技術優化教學的一種重要形式，大致具有以下幾個方面的特征。

其一，“精準教學”是大數據背景下基于科學技術的教學形式。在高中的學科教學當中，僅通過教師對學生課堂表現的觀察和了解是遠遠不夠的，還需要借助一定的技術手段，將學生日常的學習習慣、學習內容、學習難點等各種數據統計在一起，最終得出最為科學的學生學習方案。從“大數據”分析得出的信息來看，其中大多數都是學生日常的學習軌跡和學習的時間規劃。而“精準教學”便是在此基礎上，將數據分析得到的學生學習結論進行科學劃分，將“大數據”進行靈活運用，最終為不同學生提供個性化的教學方案，讓學生能夠找準方向。

其二，“精準教學”由教師和“大數據”合理分配工作而實現。高中階段的物理教學，不僅需要學生將課本內容“吃透”，還需要了解一些課本以外的拓展內容。在“精準教學”的制定和執行過程當中，教師需要廣泛和學生進行溝通交流，以此了解學生的學習情況和學習能力，并在不同學生不同學習能力的基礎上，確定在課堂過程當中哪些活動需要學生獨立進行，哪些活動需要與教師共同完成，并以此培養學生的專業素質。

其三，“精準教學”的核心機制是“以測助學”。在大數據發展背景下，隨著教育信息化和科技的不斷發展與壯大，能夠對學生的不同階段學業表現進行單獨的數據分析，幫助學校教師在綜合評估學生學習狀況的基礎上，生成精準化的課程目標、開發最適宜的教學資源、設計最合理的課堂教學，并以此指導學生不同課程的科學化復習。此外，“以測助學”還能夠幫助學生在各科的階段性測試中發現自己學習當中出現的問題，幫助學生認識自己學習的不足以及問題產生的原因，并在此基礎上找出問題的根源并進行解決。

其四，“精準教學”要求各個學科的教師應該具備良好的信息素養。在如今大數據的時代發展背景下，如果教師“安于一隅”，將課堂的教學局限在課本與黑板當中，學生的學習范圍和視野難免受到局限。而“精準教學”的教學方式對如今教師的信息素養提出了更高的要求。只有教師在教學過程中意識到“信息素養”的重要性，才能夠遵循相關的教學策略和教學方式，最終正確運用“大數據”時代所帶來的信息技術便利，為學生的物理學習進行科學的課堂設計和課程內容的精確制定。

二、互聯網時代“大數據融合”在高中物理課堂“精準教學”中的應用

（一）結合新課標，革新教學方法

在以往的高中物理教學當中，大多數教師設置的教學目標都是簡略性、概括性的，普遍存在針對性較弱、實踐性較差等現象。這種教學方法不僅不利于學生的綜合學習，也難以提高不同層次學生的學習成績。因此，在大數據融合和數據驅動的背景下，就需要高中物理教師利用新時代教學的技術優勢，革新原先的教學方法，將“精準教學”的教學理念融入其中，不斷引入更加科學、合理的教學模式。

例如，在魯科版物理必修一教材《相互作用》一章的學習當中，教師就可以采用“慕課”的方式，將各種優質的學科資源與習題信息綜合起來，讓學生事先在“慕課”的教學方式下了解《相互作用》的相關內容，最終配合正式物理課堂的教學。教師可以課前組織學生利用互聯網登錄學習賬號，將各個《相互作用》當中涉及的各個章節分別展現在學生面前，《奇特力的現象》作為“相互作用”知識點的引入，能夠幫助學生樹立“力”的相關知識概念。“重力”“彈力”“摩擦力”等各種“力”的延伸，就可以借助“慕課”彈出的知識點彈窗與教師設置的“章節小練習”進行大致學習。在此過程中，“精準教學”的教學理念被順利落實，學生能夠對自己難以理解的知識點進行學習。同時，教師借助“慕課”系統將學生練習時出現的錯誤進行整合，針對難懂的知識點進行強調和統一講解，通過相關內容的熟悉，學生很容易在正式課堂當中集中注意力，提高物理課堂的聽課效率。

（二）運用“翻轉課堂”，注入教學活力

在“大數據融合”背景下改進高中物理的教學課堂和教學模式，需要物理教師在現代化的教學設備的基礎上，改變傳統的以“教師為主導”“學生被動接受知識”的教學模式，創新性地將“翻轉課堂”融入進去，將學習的主動權交還到學生手中。“翻轉課堂”在物理當中的應用，可以將課堂內外的時間進行合理分配，將“數據驅動”的信息融入，讓學生盡可能學到更多的知識。

例如，在魯科版物理必修一《牛頓運動定律》一章當中，其中涉及的知識可能較為抽象和難懂。《牛頓第一定律》中的“慣性定律”知識點的講解，物理教師就可以運用“翻轉課堂”的教學形式，將不受力的物體的運動狀態表現出來，最終呈現理想的勻速直線運動或始終靜止的狀態。而《萬有引力定律》一節當中，教師可以利用“翻轉課堂”的教學模式激發學生對“萬有引力定律”的學習興趣，讓學生利用現代化的科學技術觀看“萬有引力定律”的物理教學視頻，或者提供一些PPT、微課、習題、實驗等實踐的物理學習資源。學生根據教師提供的課本之外的學習資源，有選擇地選取自己知識點不牢固的部分進行觀看與學習，或將自己遇到的物理問題上傳到“翻轉課堂”的網絡平臺上，和教師進行深入的互動和探討；教師“精準”定位學生學習上的疑難問題，將正確的解答方式傳授給學生。

（三）利用多媒體，開拓學生視野

隨著科學技術的不斷發展和進步，“大數據”早已經被運用到如今的高中教學當中。在高中物理教學課堂當中，物理教師可以利用“大數據融合”提供的多元化信息，多樣化情境，創設相應的物理問題情境，最終實現物理教學的“精準化”。

例如，在高中物理必修一《力與平衡》一章當中，導入《感悟平衡之美》環節，教師可以將生活當中“力與平衡”的相關內容以圖片、視頻的形式展現出來，引入真實情境，激發學生對物理知識學習的興趣。隨后教師利用多媒體，設置相應的知識問題，設問“物體最終呈現平衡的力學條件是什么？”“互成角度的兩個力的合成遵循的規律？”等，通過這些問題的提問和解答，讓學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設計的理念。教師在“大數據融合”背景下，綜合運用互聯網和多媒體，將網上的各種學習資源“精準”選擇，利用這些生動、形象的教學模式提高學生在正式課堂當中的積極性，豐富學生的知識眼界。

（四）物理實驗論證，提高學生學科思維

大數據時代背景對高中物理的教學有著十分大的“沖擊”，教師可以利用“大數據”的優勢，將高中課本的知識點進行延伸，讓學生深入學習高中的物理知識內容。同時，教師也可以開展各種切實的實驗和實踐活動，加強學生對抽象物理概念的理解，通過“精準化”的物理實驗教學方法，幫助學生建立物理學科思維，提升物理知識學習的核心素養。

例如，在中學物理學習中，由于實驗條件有限，物理原理的抽象性與學生理解能力之間存在著巨大的矛盾。針對這一矛盾，物理實驗過程的數據采集、圖象呈現尤為重要，通過實時的數據采集、軟件實時的數據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》的教學實踐中，通過軟件應用可以實時采集單擺擺動過程的實時數據，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，單擺的振動規律圖景，幫助學生對分析物理規律的形成與原因有更深刻的認識，信息技術的融合對提高高中物理課堂教學的實效性至關重要。

隨著國家科學技術的不斷發展，“大數據融合”“互聯網+”“數據驅動”等各種優質資源逐漸運用到高中的物理教學當中。在此過程中，高中物理教師應該做到以學生為主體，以各種優質的物理學習資源為教學輔助，為學生提供更加完整的物理學習環境。在如今大數據背景下，“精準教學”的教學模式與各個科目的學習相結合，教師帶領學生在更加科學、合理的教學模式下，促進學生物理學科思維的提高，讓學生在“精準教學”的物理學習過程中，不斷樹立物理學科思維，促進自身成長。

*本文是泉州市教育科學“十四五”規劃（第一批）立項課題“大數據融合驅動下的高中物理課堂建構與實踐”（QG1451- -036 ）的研究。