大数据在高中物理课堂精准教学中的应用

王仲宇

随着现代信息化技术的飞速发展，“互联网+”的教育模式已经成为高中物理课堂教学的重要改革趋势。在此背景下，大数据融合技术被广泛运用到高中的物理教学当中，并逐渐展现出“有效互动”与“精准教学”的巨大活力。同时，“大数据融合”时代对各种教育资源的整合与丰富也更加高效。本文基于在大数据融合时代的背景下，深入分析高中物理课堂当中的精准教育方法，其对提高高中物理课堂的教学效率，促进学生深入学习高中物理内容，深入理解物理当中的重难点有着重要的导向作用。

物理一直都是一门应用性很强的学科，高中物理更是在简单的物理常识基础上的深入与拔高。在如今科技不断发展的时代背景下，“大数据融合”与“数据驱动”技术与高中科目的学習逐渐深入融合，教师将多媒体与教育资源联系起来，让高中物理课堂变得更加全面、更加深入。而高中时期物理学科是学生高考中不可缺少的一部分，所以每一个学生都应该重视高中物理的学习。为了提高高中物理教学质量，让每一位学生都能够得到精准的教学，就需要教师不断深入研究教学方法，将大数据、互联网技术不断运用其中，最终通过“精准化教学”提高学生的物理成绩。

一、“精准教学”的内涵与特征

（一）“精准教学”的概念

“精准教学”的教育思想早已渗透到了教育的方方面面，其大致含义是：教师针对不同学科的课程标准、专业知识以及孩子成长的实际状况，尊重日常课堂与知识发展的基本规律，结合不同教学模式的探讨，正确把握课堂的任务与内容。而在如今大数据分析时代的背景下，不同领域对“精准教学”提出了更高的要求。

高中阶段是学生学习发展的关键阶段，由于学生的个人差异，学习方式和学习水准也有所不同，这就要求各教师应灵活地运用“精准教学”的相关内容，在相关课程的教学理论与实践活动的引导下，借助“大数据”对学生日常的学习情况进行科学分析，从而为教师日常课程教育的课堂设计、课程策略、课堂引导、课后监督、习题讲解对学生学习当中遇到的困难与问题的解决提高了科学的理论根据。

（二）“精准教学”的特征

“精准教学”作为技术优化教学的一种重要形式，大致具有以下几个方面的特征。

其一，“精准教学”是大数据背景下基于科学技术的教学形式。在高中的学科教学当中，仅通过教师对学生课堂表现的观察和了解是远远不够的，还需要借助一定的技术手段，将学生日常的学习习惯、学习内容、学习难点等各种数据统计在一起，最终得出最为科学的学生学习方案。从“大数据”分析得出的信息来看，其中大多数都是学生日常的学习轨迹和学习的时间规划。而“精准教学”便是在此基础上，将数据分析得到的学生学习结论进行科学划分，将“大数据”进行灵活运用，最终为不同学生提供个性化的教学方案，让学生能够找准方向。

其二，“精准教学”由教师和“大数据”合理分配工作而实现。高中阶段的物理教学，不仅需要学生将课本内容“吃透”，还需要了解一些课本以外的拓展内容。在“精准教学”的制定和执行过程当中，教师需要广泛和学生进行沟通交流，以此了解学生的学习情况和学习能力，并在不同学生不同学习能力的基础上，确定在课堂过程当中哪些活动需要学生独立进行，哪些活动需要与教师共同完成，并以此培养学生的专业素质。

其三，“精准教学”的核心机制是“以测助学”。在大数据发展背景下，随着教育信息化和科技的不断发展与壮大，能够对学生的不同阶段学业表现进行单独的数据分析，帮助学校教师在综合评估学生学习状况的基础上，生成精准化的课程目标、开发最适宜的教学资源、设计最合理的课堂教学，并以此指导学生不同课程的科学化复习。此外，“以测助学”还能够帮助学生在各科的阶段性测试中发现自己学习当中出现的问题，帮助学生认识自己学习的不足以及问题产生的原因，并在此基础上找出问题的根源并进行解决。

其四，“精准教学”要求各个学科的教师应该具备良好的信息素养。在如今大数据的时代发展背景下，如果教师“安于一隅”，将课堂的教学局限在课本与黑板当中，学生的学习范围和视野难免受到局限。而“精准教学”的教学方式对如今教师的信息素养提出了更高的要求。只有教师在教学过程中意识到“信息素养”的重要性，才能够遵循相关的教学策略和教学方式，最终正确运用“大数据”时代所带来的信息技术便利，为学生的物理学习进行科学的课堂设计和课程内容的精确制定。

二、互联网时代“大数据融合”在高中物理课堂“精准教学”中的应用

（一）结合新课标，革新教学方法

在以往的高中物理教学当中，大多数教师设置的教学目标都是简略性、概括性的，普遍存在针对性较弱、实践性较差等现象。这种教学方法不仅不利于学生的综合学习，也难以提高不同层次学生的学习成绩。因此，在大数据融合和数据驱动的背景下，就需要高中物理教师利用新时代教学的技术优势，革新原先的教学方法，将“精准教学”的教学理念融入其中，不断引入更加科学、合理的教学模式。

例如，在鲁科版物理必修一教材《相互作用》一章的学习当中，教师就可以采用“慕课”的方式，将各种优质的学科资源与习题信息综合起来，让学生事先在“慕课”的教学方式下了解《相互作用》的相关内容，最终配合正式物理课堂的教学。教师可以课前组织学生利用互联网登录学习账号，将各个《相互作用》当中涉及的各个章节分别展现在学生面前，《奇特力的现象》作为“相互作用”知识点的引入，能够帮助学生树立“力”的相关知识概念。“重力”“弹力”“摩擦力”等各种“力”的延伸，就可以借助“慕课”弹出的知识点弹窗与教师设置的“章节小练习”进行大致学习。在此过程中，“精准教学”的教学理念被顺利落实，学生能够对自己难以理解的知识点进行学习。同时，教师借助“慕课”系统将学生练习时出现的错误进行整合，针对难懂的知识点进行强调和统一讲解，通过相关内容的熟悉，学生很容易在正式课堂当中集中注意力，提高物理课堂的听课效率。

（二）运用“翻转课堂”，注入教学活力

在“大数据融合”背景下改进高中物理的教学课堂和教学模式，需要物理教师在现代化的教学设备的基础上，改变传统的以“教师为主导”“学生被动接受知识”的教学模式，创新性地将“翻转课堂”融入进去，将学习的主动权交还到学生手中。“翻转课堂”在物理当中的应用，可以将课堂内外的时间进行合理分配，将“数据驱动”的信息融入，让学生尽可能学到更多的知识。

例如，在鲁科版物理必修一《牛顿运动定律》一章当中，其中涉及的知识可能较为抽象和难懂。《牛顿第一定律》中的“惯性定律”知识点的讲解，物理教师就可以运用“翻转课堂”的教学形式，将不受力的物体的运动状态表现出来，最终呈现理想的匀速直线运动或始终静止的状态。而《万有引力定律》一节当中，教师可以利用“翻转课堂”的教学模式激发学生对“万有引力定律”的学习兴趣，让学生利用现代化的科学技术观看“万有引力定律”的物理教学视频，或者提供一些PPT、微课、习题、实验等实践的物理学习资源。学生根据教师提供的课本之外的学习资源，有选择地选取自己知识点不牢固的部分进行观看与学习，或将自己遇到的物理问题上传到“翻转课堂”的网络平台上，和教师进行深入的互动和探讨；教师“精准”定位学生学习上的疑难问题，将正确的解答方式传授给学生。

（三）利用多媒体，开拓学生视野

随着科学技术的不断发展和进步，“大数据”早已经被运用到如今的高中教学当中。在高中物理教学课堂当中，物理教师可以利用“大数据融合”提供的多元化信息，多样化情境，创设相应的物理问题情境，最终实现物理教学的“精准化”。

例如，在高中物理必修一《力与平衡》一章当中，导入《感悟平衡之美》环节，教师可以将生活当中“力与平衡”的相关内容以图片、视频的形式展现出来，引入真实情境，激发学生对物理知识学习的兴趣。随后教师利用多媒体，设置相应的知识问题，设问“物体最终呈现平衡的力学条件是什么？”“互成角度的两个力的合成遵循的规律？”等，通过这些问题的提问和解答，让学生感受力的作用效果和等效替代法，从而为《力的分解》这一课时做铺垫，符合新课程要求的单元教学设计的理念。教师在“大数据融合”背景下，综合运用互联网和多媒体，将网上的各种学习资源“精准”选择，利用这些生动、形象的教学模式提高学生在正式课堂当中的积极性，丰富学生的知识眼界。

（四）物理实验论证，提高学生学科思维

大数据时代背景对高中物理的教学有着十分大的“冲击”，教师可以利用“大数据”的优势，将高中课本的知识点进行延伸，让学生深入学习高中的物理知识内容。同时，教师也可以开展各种切实的实验和实践活动，加强学生对抽象物理概念的理解，通过“精准化”的物理实验教学方法，帮助学生建立物理学科思维，提升物理知识学习的核心素养。

例如，在中学物理学习中，由于实验条件有限，物理原理的抽象性与学生理解能力之间存在着巨大的矛盾。针对这一矛盾，物理实验过程的数据采集、图象呈现尤为重要，通过实时的数据采集、软件实时的数据分析处理从而形成直观性的图象。例如：物理选择性必修一《单摆》的教学实践中，通过软件应用可以实时采集单摆摆动过程的实时数据，通過软件处理直接生成振动图，直观展示单摆的振动曲线，有效解决了小角度振动下，单摆的振动规律图景，帮助学生对分析物理规律的形成与原因有更深刻的认识，信息技术的融合对提高高中物理课堂教学的实效性至关重要。

随着国家科学技术的不断发展，“大数据融合”“互联网+”“数据驱动”等各种优质资源逐渐运用到高中的物理教学当中。在此过程中，高中物理教师应该做到以学生为主体，以各种优质的物理学习资源为教学辅助，为学生提供更加完整的物理学习环境。在如今大数据背景下，“精准教学”的教学模式与各个科目的学习相结合，教师带领学生在更加科学、合理的教学模式下，促进学生物理学科思维的提高，让学生在“精准教学”的物理学习过程中，不断树立物理学科思维，促进自身成长。

*本文是泉州市教育科学“十四五”规划（第一批）立项课题“大数据融合驱动下的高中物理课堂建构与实践”（QG1451- -036 ）的研究。