基于大数据背景下的高中物理教学探索

钟运发

（江西省黎川县职业中等专业学校 江西抚州 344600）

纵观以往的教学实践，大部分的物理教师因受传统应试教育的影响，仍旧沿用“灌输式”或“注入式”的方式开展教学，这不仅不利于学生思维的发展，同时也不利于学生核心素养的提升。而大数据包含着巨大的信息资源、丰富的信息类型，可以说大数据时代的来临对社会各行业的发展均有积极的影响。因此作为教师，也应积极创新教育教学模式，充分挖掘大数据中有价值的教育资源，以此优化高中物理教学的形式，提升学生的学科综合能力，促进物理教学工作稳步可持续地发展。

一、大数据的相关概念界定

大数据的首次提出是在某杂志刊登的《大数据处理》一文中。但何为大数据？大数据常被称为“巨量资料”，主要指的是有价值的、可有效运用的且多样化的海量数据的集合。芝加哥大学商学院教授詹姆斯•麦肯锡曾对大数据进行了阐述，他认为“大数据主要指的是获取、储存、统计以及运用为一体化的数据群”。也就是说，大数据所体现的是对海量数据的置换、分析整合，以及发现新的数据内容，并创造出更多有价值的事物。大数据最早时只包括三个维度，即容量、速度和多样性，但不断探索发现，大数据还有一定的真实性。而大数据的特征则主要体现在以下几个方面，首先大数据具有数据量大的特征。大数据具有庞大的数据规模是毋庸置疑的。在信息技术的高速发展下，每一个人的生活都被完全记录在了大数据中，因此数据自身也在呈现爆发性增长。其次大数据具有类型多样的特征。伴随着信息技术在各行各样的有效运用，使得大数据的来源愈来愈广泛，由此可知大数据的类型也呈现多样化的趋势。再次大数据具有价值密度的特征。毫不夸张地说，在大数据的特征中大数据的价值占据最核心的地位，任何有价值的信息，都是对基础的海量数据进行处理后提取的。最后大数据具有高速的特征。该特征主要体现为数据数量的快速增长和提取上。相较于传统的媒体，大数据时代背景下，信息的生产及传播方式都有了极大的变化，尤其在互联网、云计算等方式的作用下，大数据得到了快速的生产和传播。

二、基于大数据背景开展高中物理教学的价值

（一）有助于教师精准分析学生的个性差异

“世界上没有两片完全相同的树叶”，确实物种不同，人也各有式样。因学生来源于不同的生活环境和家庭背景，所以学生的思维发展及知识储备情况也有所不同，自然在学习同一物理知识点时也会存在有些学生“吃不着”、有些学生“不够吃”的现象。而教师在实际教学时，也很难做到完全平衡。但基于大数据背景运用先进的信息技术，教师可把学生的课堂表现情况、学习阶段成绩等全部录入系统，并由大数据对学生的能力进行个性化的评价，有效分析学生近期的学习情况，以此为教师之后更好地设计教学方案指引明确的方向。

（二）有助于提供更加丰富全面的教学资源

网络环境为我们的社会生活及学习提供了极大的便利。作为高中物理教师，也应紧随时代教育的发展步伐，紧抓时代教育的契机，积极打破传统教学中借助课本教材教学的局限性，为学生构建多元化的教学课堂。这时教师就可有效借助信息大数据，搜索与筛选适合班级学生学情的教学素材，以此为学生挖掘更多有价值的物理学习资源，帮助学生构建完整的思维体系，有效满足学生的多样化成长需求，让学生在有限的时间内掌握更多的物理知识及物理技能，进而从整体上促进学生学习能力的提升，并为有效培养学生的学科核心素养奠定扎实的基础。

（三）有助于强化学生对知识的理解和掌握

相较其他科目，物理知识的学习要求学生不仅要掌握相关的理论知识，同时更要注重加强学生的实践拓展。如果教师仍旧沿用以往的教学模式，学生很难对抽象的物理知识进行深入理解和掌握，也并不能真正在物理实验中应用已学习过的知识。而基于大数据背景开展高中物理教学，其呈现的方式一般以多媒体为主，因多媒体有巨大的信息量，所以也包含了非常多的优质教学资源。在教学过程中，物理教师借助多媒体教学，将枯燥抽象的物理知识转化成形象且生动有趣的视频或图片，不仅能拓展学生的视野，还能丰富课堂教学的内容，增强学生对物理知识的理解和掌握，对于学生高效地学习物理知识有重要帮助。

三、基于大数据背景开展高中物理教学的策略

（一）基于大数据背景明确目标开展高中物理教学

不管在什么条件下，任何教学工作的开展都离不开教学目标的制定和明确，在高中物理教学中同样如此。因此，教师在基于大数据背景开展物理教学时，也应明确教学的目标，只有这样才能促进该项工作持续有效地进行。首先，基于大数据背景开展物理教学时，教师应充分考虑学生综合素养的协调发展，教学过程中，既要向学生传授基础的物理知识和实践技能，同时还应高度重视学生信息化素质及物理学科思维的发展。其次，基于大数据背景开展物理教学，教师可将抽象的物理知识以直观、具象的方式呈现在学生面前，更有益于物理课程教学的开展，同时还加强了师生之间的课堂互动交流，有效促进了学生的自主探究，打破了传统教学模式的束缚。最后基于大数据背景开展物理教学，可为学生提供优质便利的学习环境，更有利于学生理解和掌握物理知识，促进学生学科综合能力的提升。例如，教师在教学《力的合成与分解》这一课程内容时，教学的主要目的是要求学生理解合力与分力的概念及其相互关系，并会用平行四边形定则进行力的合成，同时能在具体的情境下，运用平行四边形定则进行力的分解，熟练掌握正交分解法。而因为力是无形且看不见的，所以学生在学习时极易遇到思维障碍。这时教师在开展物理教学时，就应基于大数据背景明确教学的目标，借助信息技术辅助教学，从而将力的合成与分解等知识进行直观化的演示，将抽象的知识具象地呈现在学生面前，以此强化学生对力与力之间的关系更明确地理解和掌握，从根本上减少学生学习物理学科中的思维偏差，以此帮助学生进行更加高效的学习。此种基于大数据背景明确目标开展教学的方式，能使学生对所学知识有更深刻的认识，对于提升学生的学习能力也有重要帮助。

（二）基于大数据背景借助微课开展高中物理教学

纵观以往的教学实践，高中物理教师大多仍旧沿用“灌输式”的方式开展教学，虽陆续运用了信息技术，但教学过程中并未将学生作为课堂的主体，学生在课堂中自主学习和应用所学知识和技能的机会少之又少，所以在一定程度上影响了学生的学习效率。因此，大数据背景下，教师在开展物理教学工作时必须改变以往的授课模式，充分尊重学生的主体地位，积极引导学生从被动学习向主动学习转变。而微课是信息技术发展下的产物，因其具备时间简短、内容精简的特征，在教育教学中得到了广泛运用，其也属于大数据背景下一种新型的教学模式，能将教材中的某一重难点知识清晰直观地呈现给学生，有利于学生对重难点知识的有效理解和掌握。例如，教师在教学《平抛运动》这一课程内容时，传统的授课方式即教师依照学生的学情，将学生分为若干小组开展实验教学。这个过程中教师运用打点计时器，对竖直方向的运动进行观察，并借助纸带数据对g 数值进行计算，从而引导学生对物体在竖直方向的运动规律进行研究分析，此种教学模式多以语言文字讲解为主，学生未对所学知识有直观的认识，并不利于学生思维的发展。而基于大数据背景借助微课开展教学，教师可将本节课的知识点做成一个5-8 分钟左右的微视频，让学生直观观察竖直方向及水平方向的运动规律，并从视觉层面充分感悟运动合成与分解的过程，此种教学模式相较于传统的语言文字教学明显更为直观，有利于教学效果的提升。再例如，教师在教学《曲线运动》这一课程内容时，本节课主要要求学生对物体是否有曲线运动的条件，以及物体做曲线运动时的速度方向进行判定，教师在基于大数据背景开展教学时，就可有效运用实验类微课向学生直观呈现以上两个知识点，以此降低学生学习物理知识的难度，使学生对知识点有更直观的理解，有效提升教学的效率。

（三）基于大数据背景引入慕课开展高中物理教学

慕课也被称为大型开放式的网络课程，具有非常显著的权威性。慕课教学的流程比较灵活，学生可通过慕课平台中的资料及视频反复学习物理知识，同时在学习过程中产生困惑，还能随时随地与教师进行沟通和交流，不仅能强化学生的学习深度，还能提升学生的学习效率，在当前的教学中也较为常用。因此，高中物理教师在基于大数据背景开展教学时，也可有效引入慕课，以此充分调动学生探究物理知识的兴趣，有效满足学生个性化的学习需求，提升课堂的教学效率。例如，教师在教学《力的相关知识》这一课程内容时，该类知识主要包括摩擦力、重力及弹力等，教师在运用慕课前，可先对教材内容进行细致划分，每个章节都可制作几个教学视频，从而构成教学资源网络，并有效渗透到每个基础知识点中。通过这样的方式教师能更好地对教学内容进行解析，也有利于学生对所学知识的理解和掌握。此外，教师还可以试着与慕课公司进行合作，立足学生的学情，对教学的方案进行全方面的优化，以此使慕课能将物理知识的重难点内容清晰、直观、完整地呈现在学生面前，以便学生进行高效的学习。基于大数据背景引入慕课开展教学的方式，能帮助学生精准把握物理学科的知识点和核心问题，充分调动学生学习物理知识的积极性，同时也能帮助教师缩减讲解知识点的时间，减轻学生的学习压力，促进学生学科能力的提升。

（四）基于大数据利用信息技术开展高中物理教学

在高中物理教学中，物理实验教学是非常重要的教学内容，同时也是教师向学生传授物理知识的一种重要方法，因此实验教学在高中物理教学中的位置也是不容动摇的。在具体的教学过程中，只有依靠大量实验讲解物理知识的内涵、定理及公式等理论性较强的知识，才能让学生明确不同的规律及概念。但从实际情况来看，因物理教学中缺乏相关的实验设施、实验资源、实验条件以及实验具有一定危险性等原因，很多物理实验无法在教学中得以有效完成。有些教师虽然运用演示的方法向学生展示了实验操作的方法及过程，也起到了一定的作用，但却忽略了学生的主观能动性，这也对教学效果造成了影响。因此为强化实验教学的效果，教师就可基于大数据背景借助信息技术来展开教学，为学生创设良好的实验环境，并对一些物理实验进行模拟或仿真，以此激发学生的好奇心及求知欲，充分调动学生学习物理知识的兴趣，从而使学生积极主动地投入到物理实验知识的学习中，深入地了解和探究物理现象。例如，教师在教学《超重和失重》这一课程内容时，教学的主要目的要求学生掌握超重和失重的概念，理解实质重力并未发生改变，并能分析与解决生活中有关的超重与失重问题。教学过程中为达到这一教学目标，向学生更好地展示物理实验，教师就可以借助信息技术，及时为学生搭建“仿真物理实验室”，让学生依照自己制订的实验方案对各种实验模型进行构建，以此有效探究超重及失重的物理规律，强化学生对所学知识的记忆和掌握，并有效促进物理实验教学效果的提升。

总而言之，大数据时代的来临，给社会生活带来了翻天覆地的变化，教育教学也受到了不小的冲击。因此，高中物理教师在开展实际教学工作时，也应充分挖掘大数据的教育优势，不断优化和完善物理教学的模式，积极探索大数据背景下物理教学的方法。通过基于大数据背景明确目标、借助微课、引入慕课以及有效运用信息技术的方式，充分调动学生学习物理知识的兴趣，并以此拓展学生的眼界，满足学生的个性化学习需求，有效深化学生对所学知识的理解和记忆，从而在提升学生学科素养的同时，促进高中物理高效课堂的构建。