基于大数据分析下的高中物理教学研究

赵晖　陈锋　林凌

摘 要：信息时代使得大数据分析走入了教育教学领域。本文将以高中物理教学为研究对象，通过分析当前高中物理教学普遍存在的问题来探究大数据分析对高中物理教学的意义，并以此为基础来研究大数据背景下高中物理教学的方法，旨在提高教学和学习效果。

关键词：高中物理;信息化;大数据;精准教学

当前，信息化教学已然成为现代化教育教学最主要的方式之一。在物理学科教学研究当中，信息化教学最大的作用就是通过大数据分析相关数据来提高教学和学习效果。这主要是因为当前高中物理教学普遍存在一些问题，而采用信息技术来进行大数据分析，可以有效解决这些问题。

一、 当前高中物理教学普遍存在的问题

以当前高三物理教学为例，通过具体的教学案例分析可以发现其存在不少教学问题，具体如下：

（一） 课堂教学缺乏科学性

高三年级是高中阶段的紧要阶段，有些教学经验丰富的教师认为自己绝对可以帮助学生应对高考挑战。“凭借经验”缺乏科学性，效果不定。同时，教学经验丰富的教师会有更高的追求，希望可以面面俱到。这种教学方法对于具有个体差异的学生而言其实也不科学。

（二） 课后训练缺乏有效性

尽管高三教师会有针对性地帮助学生筛选复习资料，但高三教师也不可能做到面面俱到。另外，也有一些家长和学生抱着“多多益善”的心态，追求练习的数量。导致高三物理教学存在“追求复习的数量而陷入题海战术”的教学情况，课后训练缺乏针对性和有效性。

（三） 课外辅导缺乏针对性

高三学生的时间紧迫、任务繁重，很多高三教师只能“见缝插针”进行全班同学的课外辅导工作。而且高三教师的教学任务本就繁重，很难抽出时间和精力去开展个案课外辅导。即便老师掌握一些个案问题，也常常是以共性问题和形式展开，缺乏针对性，使得课外辅导的教学效率低下。

二、 大数据分析对高中物理教学的意义

从上述内容可知，当前高三物理教学普遍存在很多问题。结合具体的教学案例分析，利用大数据分析能够有效解决这些教学问题。

（一） 为精准教学提供诊断数据

大数据一体化教育平台软件在云资源管理平台融合了各种教学案例，高中物理教师可以寻找优秀教学案例，丰富教学内容。同时，教学管理平台、大数据分析平台，融合了考试大纲，能够有效分析教学优点和不足，提供诊断数据，使得教师查漏补缺来落实精准教学活动。

（二） 为精准训练提供合适习题

高中物理教师可以利用云资源管理平台的习题库，准确把握练习题的难度情况，并将练习题进行分层，然后根据教学内容和学生的具体情况布置不同层次的练习题，使得学生有效通过课后训练来巩固知识，提高学习效果。

（三） 为精准辅导提供个案分析

大数据整合平台，录入了学生的学习信息，帮助高中物理教师更快更准地了解学生的个案情况。基于此，教师就可以更有针对性地开展课外辅导来落实因材施教的教学理念，使得全面了解自身的不足之处，并加以改正，有效提高学习效果。

三、 大数据背景下高中物理教学的方法

由此可见，大数据分析对高中物理教学的意义是非常积极的。那高中物理一线教师该如何基于大数据的背景下开展物理教学活动呢？

（一） 建立校本考试分析数据库

大数据一体化教育平台软件录入了省市教育检查、期末期中考、单元考、典型教学案例等数据。并且以这些数据为基础自动分析并生成各知识块、各知识点数据。高中物理教师以此为依据建立校本考试分析数据库（如图1），展开精准教学活动。

笔者利用校本考试分析数据库分析教材内容，确立精准化的教学目标。然后，从校本考试分析数据库当中了解学生所掌握的物理基础知识和相关技能等情况，以此为依据设计教学活动。比如笔者在圆周运动知识点的学习方面根据图2的数据，可以一目了然，监测的所在班级学生的得分率只有10%比起区域对比学校的47%这一情况是低了很多，当然发现这一问题之后，作为教学的管理者就要好好地分析差距产生的原因，比如笔者所跟踪的这个年级学生的班级平均得分率低的原因是因为，在教学的过程中时间安排的不合理导致该知识点并没有讲授到位，然后在考试之后笔者可以通过专项的知识点攻关，及时地解决学生的学习问题。再者，笔者以校本考试分析数据库为背景建立全面、有效的精准化教学评价机制，应用于课堂教学，更好地为学生指明方向。而在复习课的教学当中，笔者同样是利用校本考试分析数据库的相关数据，如综合省市教育检查、期末期中考、单元考等复习资料，并根据数据分析来为不同层次的学生提供相对应的复习教学指导。

（二） 創建校本试卷和作业资源

高中物理教师将每一次考试试题、每一节课后作业内容等录入到校本考试分析数据库（如图3），然后利用大数据分析来给试题配上难度、区分度等数据，为每节课后作业题配上每届学生完成情况数据。

等到考试试卷评讲时，教师需要给学生简单讲解每一道试题的难度以及知识点，让学生做好记录。然后教师需要利用大数据分析帮助学生确定自身的学习层次和习题水平。同时，教师也需要结合大数据分析反馈学生作业完成情况来调整教学安排。通过创建校本作业，能够系统地得到本校同类学生每一年的试卷情况。

（三） 收集本班学生的学情数据

备课中备教材备教法的同时备好学生的学情数据是非常重要的一个环节。收集本班学生的学情数据，笔者从以下两个方面入手。

一方面是课堂上为随堂评价提供数据支撑，使用“表决器”等手段，利用智慧课堂系统对于随堂教学中的选择题进行分析，收集学生对一个问题的不同观点（如四个选项的选择情况），根据表决情况分析以便随堂进行二次备课。

另一方面是通过分析统考数据（如图4），分析找准本班学生各知识点的掌握情况和存在问题，比如采用“超均率”进行逐一对照各考点进行分析。通过分析我们可以看到我们每个题目与全市的比较情况以及同类校间的情况，有目标地突破教学重难点。

基于大数据分析来开展高中物理教学活动，教师需要利用大数据一体化教育平台软件收集个体学习数据，包括微观表现、作业和考试反馈（如图5）、学习的反复情况等内容。比如笔者利用高三8班每一位学生在每一个知识点中的掌握情况，对于知识点大量不理想的，一定在下一阶段的试卷中再次出现相关知识点，然后教师需要有效利用大数据分析来为每一个学生精准地制定个案辅导。

通过大数据分析后了解某位同学上课开小差的次数很多，笔者上课时就会有意识地提醒他集中注意力。而通过大数据分析学生作业和考试等具体情况，笔者就会在作业和试卷评讲时候根据数据来开展精准评讲活动。通过数据分析整理的学生反复出现的知识错误后，笔者会更有针对性地开展个性化辅导。

综上所述，当前高中物理教学普遍存在一定的问题，而利用大数据分析来开展高中物理教学活动，能够为精准教学提供诊断数据、为精准训练提供合适习题、为精准辅导提供个案分析，从而有效解决当前高中物理教学的问题。

结合具体的高中物理教学案例分析，可知建立校本考试分析数据库、创建校本试卷和作业资源、收集本班学生的学情数据等方法能够更科学地落实基于大数据分析的高中物理教学工作，从而全面提高教学和学习效果。

参考文献：

[1]刘涛.大数据时代高中物理教学设计的创新研究[A].十三五规划科研成果汇编（第五卷）[C].十三五规划科研管理办公室，2018：4.

[2]王斌，陈英.大数据背景下的高中物理教学[J].课程教育研究，2016（17）：173.

[3]袁仁武.大数据背景下物理课堂精准教学的研究[A].十三五规划科研成果汇编（第六卷）[C].十三五规划科研管理办公室，2018：3.

作者简介：

赵晖，陈锋，林凌，福建省福州市，福建闽江学院附属中学。