基于大数据的高三物理复习课研究

刘 斌

(福建师范大学第二附属中学，福建 福州 350015)

信息技术高速发展，数据的规模、维度、类型随之增长，大数据成为极具价值的信息资产[1]。大数据技术指以云计算为支撑，快速分析海量数据并获得有价值信息的技术。随着科技的发展，教育教学模式不断升级，“互联网+教育”成为社会热点[2]。笔者所在学校于2016年参加“福建省中小学教师网络空间”创建活动。其中的“教学助手”融合大数据、云计算、日常教学，利用“教材资源、课前导学、同步备课、互动课堂、在线检测、课后作业”等六大板块将传统的教学流程在电子化设备中同步实现，发挥了“精准诊断作业、详细分析数据、自动整理错题”的作用，教师以“学”定“教”、精准教学。高三物理教学的主要课型是复习课，重点是精准测试、分析与诊断，基于大数据可以实现教学的个性化和高效化。

1 课前精心准备

普通高中课程标准实验教科书(鲁科版)《物理(必修2)》第5章《万有引力定律及其应用》需要识记的知识点多，物理模型繁多、复杂，传统课堂教学中，经常出现学生课上都知道，课后记不住的情况。笔者利用“教学助手”安排了1节关于“万有引力定律的应用”的复习课，效果较好。

课前，教师收集、整理与学生学习行为相关的大数据[3]，利用“课前导学”板块布置课前预习作业(见图1)，学生登录完成预习作业。教师实时评价，及时反馈，并了解学生的认知水平(图2)，为备课打下良好的基础。

图1 利用“课前导学”板块布置课前预习作业

图2 课前预习作业完成情况

2 课中讲评与归纳

2.1 环节1：师生共同分析，构建知识体系

课上，教师展示学生出现的问题，学生进行小组讨论，并选出代表阐述本组的纠错过程。学生明确了本节复习课的主要目标和方向——万有引力定律的应用在高考中的常见模型后，独立审阅高考题(课前印好相关材料并分发给学生)，并用彩笔划出有关万有引力定律应用的考查点：求天体质量、密度问题，求天体运行参量问题，卫星变轨问题，同步卫星问题，宇宙速度问题，双星、多星问题等，翻阅最新的物理考试大纲进行印证，深刻理解万有引力定律的内容，应用万有引力定律进行相关计算。

回归课本，将知识点串联成线，认真归纳常见的解决天体运动的方法(“自力更生”法、“借助外援”法)，自主构建应用万有引力定律的知识体系尤为重要。课堂上，教师组织学生翻阅课本，分组讨论万有引力定律的内容、利用万有引力定律求解地球质量和密度的过程、天体运行的特点。回归教材，基础知识点、各类题型巧妙串联，可以让学生融会贯通，明确题目间的共通性和差异性。

2.2 环节2：精准测试，有效分析学情

大数据在技术操作方面优势明显，大数据技术应用于课堂训练，可以在短时间内达到理想的分析效果[4]。结合高考考查点，教师利用“在线检测”板块布置10 min定时检测，考查内容是利用“自力更生”法和“借助外援”法快速解决天体质量、密度问题，天体运行参量问题。随后，“教学助手”呈现数据统计和分析报表(见图3)。教师抽选答错学生，及时分析错误原因。学生分组探讨最佳解题策略。学生经历发现、思考、解决问题的全过程，可以扫除知识盲区，充分体会学习的快乐。

图3 “在线检测”板块的数据统计和分析报表

3 课后巩固与提升

基于大数据的“教学助手”打破了时空限制，为精准备课、课堂教学锦上添花，为课后个别辅导、学生个性化学习提供了有力的数据支撑。

3.1 定位高频错题，精准分析错因

利用“课后作业”板块布置课后巩固练习，了解高频错题并集中解答，强化学生薄弱知识和方法的训练。以平抛运动的题目为例，学生答题情况详见图4。

图4 平抛运动题目的学生答题情况

若只考虑学生得分情况，教师可能会将主要问题推测为学生没有掌握平抛运动的规律，若仔细分析选项的分析报表可以看出，真正的问题是审题素养，学生不能把题目中的文字转化为物理情境并形成解题条件和要求，片面地理解为“如何让小球飞得更远”。基于大数据，高三物理复习课教学不再单纯地以教师的主观判断为主，而是以数据说话，效果更佳。

3.2 追踪学情，精准进行个性辅导

如图5所示，利用“教学助手”大数据系统，教师可以掌握班级的学习情况，及时改变教学策略，准确地培优辅差。

除此以外，教师还可以实时追踪学生对高考考点的掌握情况(图6)。

图5 平抛运动整体知识的学生答题情况

图6 “多体平抛”题型的学生答题情况

从具体知识点的掌握情况来看，如图6所示的题型，学生基本没有问题，可以一带而过，如图7所示的题型存在较大问题，在以后的复习尤其是第二轮复习中要重点学习。教师利用“教学助手”的数据分析，可以让学生看到详细的试题解析，清楚题目的来龙去脉，找到小知识点缺失的原因，理解巩固小知识点。同时，学生可以在线重做错题，甚至可以导出错题打印保存。

利用“教学助手”，基于大数据分析，学生可以精准学习，精确定位知识盲区，查缺补漏，巩固知识，锻炼学科思维，累积复习经验，提高高三物理复习效率。

图7 “斜面上的平抛”题型的学生答题情况

4 结束语

分析数据、研究学情、定制方案、促进优化是教师追求的目标[5]。利用大数据系统精准的数据，学科教学由群体型教学转向个性化教学。大数据互联互通，教师、学生、家长形成教学闭环，实现家校共育。利用大数据系统，探索信息技术与学科教学深度融合模式，可以实现“互联网+教育”背景下精准教学与管理，引导学生进行个性化学习，快速提升学校教育信息化研究与应用水平[6]。大数据系统提供了原始的、鲜活的数据，为反思教学、改进教法提供了依据。教学中，合理地利用大数据系统，教师可以了解教情、学情，精准把控全局方向，为学生解题、反思赢得时间，从而实现教学精细化、个性化、高效化。