大数据环境下中学物理个性化教与学的实践研究
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作者:陈向平
摘 要： 在大数据时代背景下，信息数据的价值越来越明显。将数据信息与初中物理教学有效结合，可以客观地掌握学生学习状况，了解各个物理板块的教学效果，形成系统化的教学数据，有利于开展个性化教学，提升物理课堂的有效性。在此基础上，本文将基于大数据背景，分析物理个性化教与学的策略，制定精准教学的策略，为初中物理教学发展提供参考和帮助。
关键词： 大数据环境;中学物理;个性化教学
一、 引言
在传统的初中物理教学中，教师只能依靠教学经验“划重点、讲要点”，无法有效掌握学生学习难点，导致教学课程、教学效果受到不利影响。在大数据环境下，将采集数据、分析数据应用于各阶段学生学习物理中，如：考试数据、教学数据等等，借助于数据分析结果指导教学工作开展，可以提升物理教学的科学性。因此，如何正确利用数据信息指导教学工作，如何制定个性化教与学，成为中学物理改革的重点。
二、 中学物理个性化教与学的现状和问题
（一）教学理念陈旧，忽视学生个体差异
随着新课改教学理念的深入，中学物理教学改革也在稳步推进，但是受到传统教学模式和应试教育理念的影响，中学物理教学仍然存在许多问题。在传统教学模式下，“统一式”课堂占据主导，无论是教学内容、教学方法，还是教学理念都忽视了个性化教学，不仅阻碍了学生的学习积极性，还导致学生之间差距越来越大，影响了学生的健康成长。同时，传统物理教学中，理论教学占据主导，忽视了实验教学和知识应用能力的培养，导致学生动手操作能力弱，不符合综合性人才培养要求。
（二）教学效率不高，缺乏针对性教学指导
在传统教学模式下，教师掌握的教学数据信息都是短期性的，缺乏长期有效的数据统计机制，无法掌握学生能力变化的趋势，影响了教学方针的优化工作。例如，在每次考试之后，教师会根据学生的错题情况，分析学生的物理学习效果，然后再讲解试卷时，重点讲解知识难点和混淆点。但是这样的数据分析结果比较片面，无法掌握学生整体能力变化状况，无法为物理教学提供针对性指导。同时，当前数据采集、数据分析缺乏专业的系统设施，导致数据分析结果缺乏科学性，这也影响了数据的应用价值，无法精准指导物理教学活动。
（三）教学师资资源不足，缺乏“大数据”意识
在大数据环境下，数据信息具有不可估量的价值。只有教师掌握数据信息的分析方法、利用途径，才能挖掘其中的教学价值，才能让其更好地服务于物理课堂。但是，当前中学物理教师不仅缺乏“大数据”意识，忽视数据信息的利用价值，还存在计算机信息技术弱、数据分析能力差等问题，无法为中学物理教学提供帮助。因此，想要充分利用大数据的优势，改善中学物理教学现状，强化师资资源实力非常必要。
三、 大数据环境下中学物理个性化教与学策略
（一）借助数据分析，优化教学方针
物理学习状况诊断离不开大数据，将“线上数据采集”和“线下数据采集”两种方式相结合，其中“线上实际数据采集”主要是电子数据，教师可以通过数字化教学平台、学习终端记录的学生学习数据，采集有效的物理数据，而“线下数据采集”则是纸质数据，是通过总结教学课堂、学生课堂表现等内容获取的数据。例如，在中学物理教学中，为了检测学生的学习状况，学校会定期开展周考、月考、学期考，考核学生各个阶段的学习效果。这些数据便可作为“线下数据”采集到系统中。根据采集的数据，对学生的答题状况、整体学习状况变化、学生个体变化等多方面进行分析，形成多样的、多层次的数据分析结果，为后期试卷评价、教学开展提供参考。根据调查显示，考试结果所形成的数据具有价值密度低、可信度高等特点，可以展示学生各阶段对物理科学知识掌握效果，反映近期课堂教学质量。例如，在月考数据中，学生整体物理成绩不错，但是少数学生存在知识混淆、理解不全面等问题，做错了一些简单的概念题。还有部分数据显示，物理公式应用题型错误率高，但是有的学生是由于单纯计算错误，而有的学生是公式记忆不牢。针对这样的状况，教师可以为其开展个别辅导教学，帮助学生理清知识概念、加强学生对公式的记忆，然后再布置一些针对性训练作业，强化学生对知识要点的记忆和认知。通过这样的方式，不仅可以避免浪费课堂时间，提升课堂教学效率，又可以解决少数学生知识点混淆问题，有利于促进学生物理能力的提升。同时，将数据采集应用到中学物理教学中，不仅可以观测学生短期学习状况，开展针对性教学课堂，还可以体现学生长时期学习状态、能力的变化，非常具有推广价值。
（二）借助数据结果，改进教学方法
在大数据环境下，数据信息蕴含着丰富的价值。对于教育领域而言，教学数据不仅反映了课堂教学效果、学生学习状况，还体现了各学校教学差异、教育的变化趋势，是改进教学工作的重要资源。在中学物理教学中，根据日常采集的数据、考试数据，教师可以掌握课堂教学效果，结合数据分析结果，及时改进和优化教学方法，不断提升教学质量。同时，数据分析结果可以体现学生的学习状况，教师也可以全面掌握每个知识点的教学效果，如学生错误率较高的题目、个别学困生的问题所在等等，为教师教学提供参照和依据。例如，在分析其中考试数据结果时，大气压强类题型的错误率非常高，一些平时成绩優异的学生也做错了。针对这样的现象，教师可以借助试卷讲评的机会，再次巩固大气压强知识点，强化学生对大气压强知识点的理解。与此同时，教师还需要反思教学课堂，从教学方法、教学策略等角度分析原因，加强与学生的沟通和交流，构建符合学生能力、学习习惯的教学课堂。通过这样的方式，不仅可以完善学生的物理知识体系，提升试卷讲评的针对性，还可以逐步优化物理教学课堂，推动物理教学工作改革创新。
（三）借助网络信息平台，优化教学效果
在信息技术的支撑下，数据采集和管理工作越来越便利，尤其是一些网络教学平台的兴起。根据当前现状来看，微课教学、多媒体教学已经深入物理教学课堂，物理学习不再局限于传统课堂空间，学生可以借助网络工具，观看视频教学、在线反馈学习疑问，对于难点知识讲解时，学生还可以进行反复观看理解。在这样的模式下，微课系统可以自动收集学生反馈的学习信息，教师便可以根据反馈内容，在线下课堂进行重点教学，进一步提升了线下课堂的教学有效性。同时，数据信息对物理教学的辅助作用不仅仅局限于教学方法和内容的优化，还可以加深教师对学生的了解，有利于从更深层面了解学生的学习需求，拉近教师与学生的距离，构建友好的师生关系。这样的数据信息下，教师可以全面掌握学生的能力水平，为学生制定更具有针对性的教学方法，布置符合学生能力水平的个性化作业，既可以克服“统一化”的教学弊端，又可以确保教学质量，有利于促进学生整体物理水平的提升。 （四）强化师资资源实力，完善数据分析设施
为了加快落实大数据的教学价值，提升中学物理教学的精准性，学校可以加强教师资源建设，加大教师的计算机技能培训、大数据采集能力和分析技能的培养，强化教师的“大数据”意识，这样才能创建优质的物理课堂。例如，针对数据收集、分析，学校可以组织专业的培训课堂，鼓励教师参与其中，不断强化教师的信息技术能力，优化数据分析技巧，有利于提升数据应用的效率。同时，为了更好地掌握物理数据，学校之间可以构建“大数据教学研讨会”，构建教学分享平台，教师可以相互分享大数据物理教学经验，分享物理教学数据，探讨更好的教学方法，进一步优化物理教学课堂。除此之外，健全数据采集、分析系统，完善大数据教学的基础设施，可以为中学物理课堂奠定基础。例如，学校可以聘请专业的大数据人才，根据各学科教学需求，构建功能健全的数据系统，如：数据采集、数据检测、数据分析、变化趋势分析等功能，进一步提升数据结果利用效率。在这样的模式下，教师可以借助数据分析结果，精准把握讲评的重点，优化物理教学方案设计，充分考虑各个学生的差异，提升试卷讲评的有效性，优化物理课堂教学效果。
四、 结语
总而言之，将大数据技术融入中学物理教学非常重要，是提升教学有效性的重要途径。通过分析当前中学物理个性化教学现状，总结出优化教学方针、改进教学方法等策略，不仅充分发挥了数据的应用价值，实现了个性化教学，提升了学生的物理能力和水平，还优化了物理教学效果和质量，促进教学工作在不断地反馈、调整中发展。
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作者简介：
陈向平，福建省福州市，福建师范大学第二附属中学。
本文系福建省教育科学“十三五”规划2017年度常规课题“大数据环境下的个性化教与学的实践研究”系列成果之一。课题批准号：2017XB09199。
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