分层作业数据分析助力初三物理复习课精准教学

2024-11-20 00:00尤凤林张春丽郝晓丽
中小学信息技术教育 2024年11期

【摘 要】随着人工智能的快速发展,各种现代化技术被应用于教学中。通过数据分析,教师能够更精准地把握学生学习情况。笔者应用云思智学平台对初三物理复习课教学进行数据分析,了解学生知识点掌握情况,诊断班级整体的薄弱之处,进行高效精准教学。本文将从实施背景、实施过程和后期展望三方面进行具体阐述,对于实施过程,笔者提出“六步法”,能有效提高初三物理复习课的质量。

【关键词】数据分析;初三物理复习;精准教学

【中图分类号】G434 【文献标志码】B

【论文编号】1671-7384(2024)011-095-02

精准教学实施背景

《义务教育物理课程标准(2022年版)》(以下简称“课标”)课程理念中提出,倡导教学方式多样化,鼓励教学中根据教学内容灵活选用教学方式,合理利用信息技术[1]。

2023年3月教育部办公厅在《基础教育课程教学改革深化行动方案》中提出,充分利用数字化赋能基础教育,优化课程内容与教学过程、优化学生学习方式、精准开展教学评价助力提高教学效率和质量[2]。

人工智能的迅速发展为精准教学实现提供有力支持。依据课标要求和学生现有知识能力水平,设置合适的教学目标,组织有针对性的学习活动,依据学情进行差异化教学和辅导,优化教学策略,具有现实价值[3]。

精准教学实施过程

1.前测蓝图与试题优化

面对初三物理复习时间有限的现状,为提高课堂效率,教师应基于学情进行有针对教学。学生的问题、疑惑才是重点、难点,已经掌握的内容可略讲或不讲,给予学生更多的思考时间,这样才能提高课堂效率。为此进行前测的蓝图设计和数据处理,充分发挥数据分析的作用,结合前测、后测检验复习课的教学效果[4]。

教研组依据章节复习内容设计适合题型,如选择题、作图题、实验探究题、计算题等。前测试题以选择题的形式扩大考查范围,减少题量,再依据题型、知识点设计题目内容,整理出一份适宜的试卷。

2.学情分析与制定目标

前测后,教师进行批阅,答题卡经扫描仪上传后,云思智学系统会生成各题得分率、平均分、错题名单、知识点掌握情况,形成雷达图。按照复习进度,将各题得分情况进行排序,各课时的教学目标便一目了然,班级差异也能清晰反馈。例如,摩擦力的复习中,学生对于“增大、减小摩擦的方法”和“影响滑动摩擦力因素的确定”正确率均在70%以上,但对于静摩擦力和滑动摩擦力的差异、外力变化或运动状态改变过程中摩擦力的大小判断正确率仅为13%。课标中的要求为:探究并了解滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。通过复习前测的结果可以看出,对于这个问题,大部分学生已掌握,他们的困惑点主要在于外力或运动状态对于摩擦力大小的影响,这才应该是教师在复习课上着重讲解的部分。

3.精选例题与设计活动

物理规律与核心概念的理解对于形成物理观念至关重要,只有明确学生的思维障碍点,才能设计适当的学生活动,在体验与活动中辨析概念的内涵与外延,建立概念之间的关联与差异。如前测试题:将体积相同的A、B两个小球分别轻轻放入甲、乙两个装满水的相同烧杯中(图1)。

学生能够正确判断出小球所处的状态,会比较两个小球的密度关系,但对于“水对容器底的压力和压强的计算方法、容器对桌面与液体对容器底的压力的区别”问题,仅有10.9%的学生掌握。为此,教师设计两个问题情境。一是将同一物体放入两种不同液体中;二是将不同物体放入同种液体中,然后指导学生比较并计算出液体对容器底的压力压强大小、容器对水平桌面的压力压强大小,并增设两个环节。环节一:对于液体内部压强问题,通过演绎推理,梳理解决思路,即P=F/S=G液柱/S=ρ液gV液柱/S=ρ液gh,判断甲、乙两个相同容器中的水对容器底的压力和压强的大小关系;环节二:增加实验,将容器放在电子秤上,引导学生观察电子秤的示数变化,进一步理解固体压力压强的计算方法。通过前测反馈的数据,一方面教师可以清楚学生存在的难点并根据难点设计活动;另一方面,学生通过数据了解自身目前的思维和能力短板,激发学生突破难点的欲望。

4.课堂互动与思维提升

复习课,教师既要重视核心概念的理解和物理规律的落实,更要注重学生思维的进阶[5]。例如,在“平衡力与相互作用力”的复习课中,学生对于平衡力和相互作用力能够进行区分,但对于力的大小关系判断存在错误。为此设计问题:人的重力为500N,当电梯分别以2m/s和4m/s的速度匀速竖直上升或匀速竖直下降时,电梯对人的支持力多大?人对电梯的压力多大?让学生思考回答并说明理由。部分学生错误地认为,由于速度增加导致压力和支持力不等于500N。教师需要帮助学生建立完整思维链,破除学生思维障碍。此题中当物体加速后,运动状态发生改变,支持力大于重力,压力也大于500N。当加速到4m/s后,匀速上升时,物体处于平衡状态,此时支持力与重力是平衡力,均等于500N,而压力与支持力是相互作用力,也等于500N。为此,可建立长思维链纠正错误概念,通过师生的互动显化学生思维过程,达到思维的进阶。增加变式训练,通过辩论和交流明晰概念。

5.数据反馈与教学评价

由于班级之间学情不同,教学效果也存在差异。如在“平衡力和相互作用力”的得分率上,两个实验班的得分率分别为25.2%和51.6%,两个班差异较大,显然不能采用相同的教学设计或者策略。

通过前测数据可以生成知识点得分情况的雷达图。通过相同试卷进行后测,再次生成教学改进后的雷达图,对比后可以看出教学的有效性。

通过雷达图对比分析,学生在知识掌握上有明显提升,实验班平均分提升均在20分以上。近两届的学生采用相同的教学策略,物理学科成绩都有显著提升。

6.作业布置与个性化指导

运用云思智学高质量作业功能,批阅的同时,利用高拍仪记录学生答题情况,生成数据,积累学情。根据班级学情,制订针对性的反馈题,满足学生阶段性巩固的需求。根据学生个性错题情况,生成同类易错题,为学生提供个性化辅导资源。教师登录云思智学系统,在课堂上进行有侧重的作业讲解,实现高效讲评。

精准教学后期展望

在学情信息收集阶段,综合性较强的题目不适合作为选择题考查,以计算和推理展示思维过程的题目更适合。

借助人工智能课堂诊断分析系统,将教师的授课过程进行分析,获取教师讲授时长、师生互动、个人活动、小组合作时长统计和分布信息,为教师改进教学提供诊断数据。教研组依据教学诊断报告进行进一步优化,不断迭代产生新一轮的数据,提高复习效率和精准教学。

参考文献

中华人民共和国教育部. 义务教育物理课程标准(2022年版)[S]. 北京:北京师范大学出版社,2022.

教育部办公厅.教育部办公厅关于印发《基础教育课程教学改革深化行动方案》的通知[DB/OL].(2023-06-05)[2024-06-10].http://www.moe.gov.cn/srcsite/A26/jcj_kcjcgh/202306/t20230601_1062380.html.

马瑞,龙西仔,姚佳静,江恩祈.“双减”背景下数据驱动的区域精准教学探究:以跨学科项目课程“爱护水资源”为例[J]. 现代教育技术,2024,34(3):97-104.

黄建煌. 初中物理精准教学课堂的构建[J]. 课堂实践,2022,22(30):115-118.

李立娟,李小波,牛林,段俊霞. 基于前测的物理概念教学实践:以“力”的教学为例[J]. 物理之友,2022,38(9):40-42.