大数据背景下的中学物理概念教学探索

张伟东 赖晓嵋

摘 要：高中阶段的物理概念教学是整体物理学科教学中非常重要的组成部分，物理概念更是构成物理知识体系的基本要素。新形势下，优化高中物理概念教学对提高教学效率有着非常重要的意义。“大数据时代”已经到来，物理学科教学领域对于大数据的应用也逐渐得到了人们的关注，大数据背景下的高中物理概念教学需要进一步进行优化改革。

关键词：大数据背景;高中物理;概念教学;优化探索

高中物理是一门让学生又爱又恨的学科，它涉及了很多概念性的知识点，学习物理既需要抽象的逻辑思维，又需要相应的感性思维。了解并熟练掌握概念是学好物理的前提，但这一模块的知识却是大多数学生的难点，在课上教师无法兼顾到每一个学生的情况，因此对于这一学科的学习效果也很难有起色。随着相关技术的不断完善，人们对于信息的收集分析能力也在不断强化，在数据规模、维度以及类型爆炸式增长的今天，“大数据”的概念已经融入了我们日常生活之中。因此对于高中物理教学尤其是概念教学的优化改革也需要从中汲取营养，要正视物理概念教学的特点以及重要性，并依据大数据的特点制定出相应的优化方案。

一、 中学物理概念教学的基本概述

（一） 中学物理概念的特点分析

作为高中理科类必修科目之一的物理，即便在新高考方案逐渐实施的背景之下，它依然在高考中占有相当重要的比重。正因为如此，它才一直受到老师以及学生的高度关注。结合相关教学案例分析，高中物理概念的特点主要体现在以下方面：

1. 高中物理概念通常由简单的词语或句子组成，因此非常便于学生理解，但若找不到方法技巧同样会产生误区。通常物理概念大多为“一句话”，而且其中往往含有一个或多个限定语，只要找准关键点便不难理解。以“弹力”这一概念为例，高中物理教材中对其进行了如下定义：“发生弹性形变的物体由于要恢复原状，会对与它所接触的物体产生力的作用，这种‘力的作用便被称之为‘弹力”。通过上述表述不难看出，在理解“弹力”这一定义时只要抓住“弹性形变”等关键点便不难理解其中的内涵。

2. 物理概念具有严谨的科学性以及逻辑性。我们所使用的物理教材凝聚了无数教育专家的心血，其中的物理概念更是经过了专家们的反复提炼总结，每一字都不多余，具有严密的科学性以及逻辑性。这也说明了日常教学中教师需要抓住概念中的每一个字，要真正从细节入手引导学生对概念进行分析，可以尝试将大数据背景下信息概念的分析方法引入其中，以强化教学工作的科学性以及严谨性。

（二） 中学物理概念教学的重要性分析

具体来说，高中物理教学的概念性主要体现在以下方面：首先灵活掌握概念是学好物理的前提。我们所能够实际接触到或在学习中接触到的物理现象都可以通过相应的物理概念或原理来解释，所以说物理概念是组成物理学科、物理知识体系最基本的元素，同样若没有物理概念作支撑，我们对于物理学科的教学将会遇到诸多掣肘。因为在没有物理概念的背景下，即便是最简单的物理现象我们可能也需要使用复杂、笼统的概念对其进行解释，而这将对学生对于知识点的整合运用造成巨大的障碍。因此新形势下需要提高对于物理概念教学的关注度，新课改背景下可以适当将大数据技术涉及的信息分析、处理理念应用其中，着眼于学生的微观表现以及学情反馈对其进行优化改革。这一环节改革的最终目的是为了以概念教学为起点促进学生在物理教学领域的个性全面发展。

其次物理概念課与其他模块的知识存在紧密联系。“其他模块”的知识主要指的是物理实验课、规律探究课以及习题课等内容，概念课与上述模块中所涉及的知识之间存在密切的联系。只有在学好物理概念的前提下才能够做到灵活的掌握物理规律，进而将其应用到后续实验探究环节之中。而对习题课而言，想要解决某一类问题或将某一种算法讲解清楚，也需要用到物理概念，在明确物理概念的前提下展开习题练习才能够加深学生的印象。综上，物理概念课与其他模块知识点之间的联系主要是通过不断的反馈、优化来体现的，借助于习题课、实验课以及探究课“给予”概念课的反馈，高中物理概念教学正向着更加简洁、高效的方向发展。

二、 现阶段中学物理概念教学中潜藏的问题

首先是教师忽视学生实际接受能力的问题。教师若没有考虑到学生的实际接受能力以及认知规律，便会在概念教学中出现“本末倒置”等错误。再者，一味的对学生进行“统一要求”其实也会对他们的学习积极性产生影响。经过初中阶段的学习，学生已经打下了一定的物理基础，对于概念的分析与理解也具备了一定的自学能力。当然，初中阶段学生物理基础水平暴露出的差异我们也同样不能忽视，高中物理教学需要教师以了解学生的实际接受能力为前提在恰当的时机给予其有针对性的指导，要正视学生的个体水平差异，而不应“一视同仁”。

其次是教师对概念形成过程不够重视的问题。传统教学模式的影响下，教师一味地在强调学生对于物理概念的了解程度，却对概念的形成过程产生了忽视。因此将过多的精力放在了概念讲解之上，希望学生能够建立起对于概念的正确理解，但却没有足够的时间和精力引导学生回顾概念的形成过程。“直接给出概念”的后果是让学生无法准确了解概念的本质，进而对其后续的学习产生了影响。以“加速度”这部分知识为例，教学中教师需要对加速度的变化进行恰当引导，从而让学生建立起对于知识点的初步认知，之后教师便可以在教学中引入加速度的概念及数学表达式。上述过程有效避免了学生被动学习数学概念的问题，既能调动学生的学习兴趣，又能提高学习质量。

三、 大数据背景下中学物理概念教学的优化分析

（一） 关注学生差异，突出“因材施教”

传统教学模式下，教师在教学时间、教学模式以及学生个体差异等因素的综合作用下大都会通过自己积累下的教学经验以及学生在考试中的分数判断学生的学习状况，这种做法其实造成了很大的盲目性以及片面性，根本无法反映出学生的真实状况。近些年，越来越多的年轻教师走上了讲台，但面对几十名学生，他们经验不足难以应付。因此对于物理教学而言，需要借助于“大数据”来改善这一局面，具体内容如下：①大数据能够帮助教师关注到每个学生在学习中的细微表现，进而使教师根据学生的反馈对现行的概念教学模式进行优化调整。日常教学中，教师可以借助于大数据对学生翻书所用时间、听课所用表情、解题所用时间等数据进行汇总分析，进而判断其在学习以及理解概念过程中的认真程度。在此基础上，教师还应当去思考究竟怎样的物理概念课堂才能够吸引学生，从而对现有的教学模式进行优化改革，以提高教学质量。②大数据能够帮助教师准确把握学生的学情反馈。过去概念课的教学效率难有提高主要是因为我们不知道该从何种角度对学生的掌握状况进行评价，在应用大数据的背景下，我们可以将对于概念课的评价带入到实验课以及习题课之中。帮助学生分析实验失败或习题做错的原因，着眼于整体引导他们分析自身学习中存在的问题，进而帮助学生提高学习效率。综上所述，大数据在高中物理概念课中的应用使“因材施教”真正得到了实践，这方面的改革使学生能够以一种全新的方式完成物理概念的学习，整体学习效率得到了强化提高。

（二） 个性学习，全面发展

教育的个性化发展旨在根据学生学习能力及个人兴趣的差异，开展有针对性教学活动。传统教育只是用统一的教学方式对个性迥异的孩子进行教学，根本没有办法照顾到每个学生的个性化发展，这也是当前教育的重点和难点。如有的学生的个人学习能力较差，常常存在“课上懂、课下蒙”的状态，教师又没办法将全部的精力放在该类型的学生身上，长此以往他们的学习兴趣便会大受打击，逐渐落后于课堂节奏。就拿物理这门学科来说，高中阶段的物理教学其难度上有了很大提升，很多学生都对物理产生不同程度的抵触心理，长此以往其必然会影响学生的学习热情。但是借助大数据背景下“微课”或是“慕课”的形式，学生可以随时随地温习课上的学习内容，也就有效解决了“课下蒙”的难题。此外还有一些学生自学能力较强，课上能够很快速地吸收教师讲解的物理重难点知识，其学习能力变得不满足于老师的授课进度和授课方式，因此在后续的学习中会出现注意力不集中，学习热情减退的情况。

（三） 創新概念教学方法

新形势下，教师应当在立足于实践的基础上推动概念教学方法的创新：①推广“慕课”教学法。“慕课”是近些年新兴的一种教学模式，5～10min左右的短视频中会涉及一个重点知识，因此利用慕课学习物理概念能够达到重难点突破的效果。②借助于多媒体教学设备将物理概念具象化。在利用“慕课”的基础上，教师应当以分析汇总各方数据为出发点，借由多媒体教学设备使物理概念具象化，从而降低学生的理解难度。这需要教师创新多媒体课件的制作方式，不能再继续照搬照抄板书。③可以将微课应用到新概念课的预习工作之中，利用大数据的优势全方位分析学生对于新物理概念的掌握情况，从而有针对性地调整教学侧重点，提高教学效率。④高中物理概念教学中，需要在充分利用互联网资源的前提下为学生搭建起智慧课堂的学习平台，进一步推进教材多媒体化、教育信息化以及管理自动化，以后台数据为参考全方位的对学生对于特定物理概念、知识的实际掌握状况进行分析对比，进而对其作出最为客观的评价。

四、 总结

大数据背景下，我们需要对高中物理概念教学进行优化改革，在提高学生学习效率的前提下为其后续更深层次的学习打好基础。这方面的实践需要教师在分析当前高中物理概念教学中潜藏的问题的基础上转变传统的教学理念、创新教学方法。

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作者简介：张伟东，福建省福州市，福建省永泰县第一中学;赖晓嵋，福建省福州市，福建省福州教育学院附属中学。