基于大數據分析下的高中物理教學研究

趙暉　陳鋒　林凌

摘 要：信息時代使得大數據分析走入了教育教學領域。本文將以高中物理教學為研究對象，通過分析當前高中物理教學普遍存在的問題來探究大數據分析對高中物理教學的意義，并以此為基礎來研究大數據背景下高中物理教學的方法，旨在提高教學和學習效果。

關鍵詞：高中物理;信息化;大數據;精準教學

當前，信息化教學已然成為現代化教育教學最主要的方式之一。在物理學科教學研究當中，信息化教學最大的作用就是通過大數據分析相關數據來提高教學和學習效果。這主要是因為當前高中物理教學普遍存在一些問題，而采用信息技術來進行大數據分析，可以有效解決這些問題。

一、 當前高中物理教學普遍存在的問題

以當前高三物理教學為例，通過具體的教學案例分析可以發現其存在不少教學問題，具體如下：

（一） 課堂教學缺乏科學性

高三年級是高中階段的緊要階段，有些教學經驗豐富的教師認為自己絕對可以幫助學生應對高考挑戰。“憑借經驗”缺乏科學性，效果不定。同時，教學經驗豐富的教師會有更高的追求，希望可以面面俱到。這種教學方法對于具有個體差異的學生而言其實也不科學。

（二） 課后訓練缺乏有效性

盡管高三教師會有針對性地幫助學生篩選復習資料，但高三教師也不可能做到面面俱到。另外，也有一些家長和學生抱著“多多益善”的心態，追求練習的數量。導致高三物理教學存在“追求復習的數量而陷入題海戰術”的教學情況，課后訓練缺乏針對性和有效性。

（三） 課外輔導缺乏針對性

高三學生的時間緊迫、任務繁重，很多高三教師只能“見縫插針”進行全班同學的課外輔導工作。而且高三教師的教學任務本就繁重，很難抽出時間和精力去開展個案課外輔導。即便老師掌握一些個案問題，也常常是以共性問題和形式展開，缺乏針對性，使得課外輔導的教學效率低下。

二、 大數據分析對高中物理教學的意義

從上述內容可知，當前高三物理教學普遍存在很多問題。結合具體的教學案例分析，利用大數據分析能夠有效解決這些教學問題。

（一） 為精準教學提供診斷數據

大數據一體化教育平臺軟件在云資源管理平臺融合了各種教學案例，高中物理教師可以尋找優秀教學案例，豐富教學內容。同時，教學管理平臺、大數據分析平臺，融合了考試大綱，能夠有效分析教學優點和不足，提供診斷數據，使得教師查漏補缺來落實精準教學活動。

（二） 為精準訓練提供合適習題

高中物理教師可以利用云資源管理平臺的習題庫，準確把握練習題的難度情況，并將練習題進行分層，然后根據教學內容和學生的具體情況布置不同層次的練習題，使得學生有效通過課后訓練來鞏固知識，提高學習效果。

（三） 為精準輔導提供個案分析

大數據整合平臺，錄入了學生的學習信息，幫助高中物理教師更快更準地了解學生的個案情況。基于此，教師就可以更有針對性地開展課外輔導來落實因材施教的教學理念，使得全面了解自身的不足之處，并加以改正，有效提高學習效果。

三、 大數據背景下高中物理教學的方法

由此可見，大數據分析對高中物理教學的意義是非常積極的。那高中物理一線教師該如何基于大數據的背景下開展物理教學活動呢？

（一） 建立校本考試分析數據庫

大數據一體化教育平臺軟件錄入了省市教育檢查、期末期中考、單元考、典型教學案例等數據。并且以這些數據為基礎自動分析并生成各知識塊、各知識點數據。高中物理教師以此為依據建立校本考試分析數據庫（如圖1），展開精準教學活動。

筆者利用校本考試分析數據庫分析教材內容，確立精準化的教學目標。然后，從校本考試分析數據庫當中了解學生所掌握的物理基礎知識和相關技能等情況，以此為依據設計教學活動。比如筆者在圓周運動知識點的學習方面根據圖2的數據，可以一目了然，監測的所在班級學生的得分率只有10%比起區域對比學校的47%這一情況是低了很多，當然發現這一問題之后，作為教學的管理者就要好好地分析差距產生的原因，比如筆者所跟蹤的這個年級學生的班級平均得分率低的原因是因為，在教學的過程中時間安排的不合理導致該知識點并沒有講授到位，然后在考試之后筆者可以通過專項的知識點攻關，及時地解決學生的學習問題。再者，筆者以校本考試分析數據庫為背景建立全面、有效的精準化教學評價機制，應用于課堂教學，更好地為學生指明方向。而在復習課的教學當中，筆者同樣是利用校本考試分析數據庫的相關數據，如綜合省市教育檢查、期末期中考、單元考等復習資料，并根據數據分析來為不同層次的學生提供相對應的復習教學指導。

（二） 創建校本試卷和作業資源

高中物理教師將每一次考試試題、每一節課后作業內容等錄入到校本考試分析數據庫（如圖3），然后利用大數據分析來給試題配上難度、區分度等數據，為每節課后作業題配上每屆學生完成情況數據。

等到考試試卷評講時，教師需要給學生簡單講解每一道試題的難度以及知識點，讓學生做好記錄。然后教師需要利用大數據分析幫助學生確定自身的學習層次和習題水平。同時，教師也需要結合大數據分析反饋學生作業完成情況來調整教學安排。通過創建校本作業，能夠系統地得到本校同類學生每一年的試卷情況。

（三） 收集本班學生的學情數據

備課中備教材備教法的同時備好學生的學情數據是非常重要的一個環節。收集本班學生的學情數據，筆者從以下兩個方面入手。

一方面是課堂上為隨堂評價提供數據支撐，使用“表決器”等手段，利用智慧課堂系統對于隨堂教學中的選擇題進行分析，收集學生對一個問題的不同觀點（如四個選項的選擇情況），根據表決情況分析以便隨堂進行二次備課。

另一方面是通過分析統考數據（如圖4），分析找準本班學生各知識點的掌握情況和存在問題，比如采用“超均率”進行逐一對照各考點進行分析。通過分析我們可以看到我們每個題目與全市的比較情況以及同類校間的情況，有目標地突破教學重難點。

基于大數據分析來開展高中物理教學活動，教師需要利用大數據一體化教育平臺軟件收集個體學習數據，包括微觀表現、作業和考試反饋（如圖5）、學習的反復情況等內容。比如筆者利用高三8班每一位學生在每一個知識點中的掌握情況，對于知識點大量不理想的，一定在下一階段的試卷中再次出現相關知識點，然后教師需要有效利用大數據分析來為每一個學生精準地制定個案輔導。

通過大數據分析后了解某位同學上課開小差的次數很多，筆者上課時就會有意識地提醒他集中注意力。而通過大數據分析學生作業和考試等具體情況，筆者就會在作業和試卷評講時候根據數據來開展精準評講活動。通過數據分析整理的學生反復出現的知識錯誤后，筆者會更有針對性地開展個性化輔導。

綜上所述，當前高中物理教學普遍存在一定的問題，而利用大數據分析來開展高中物理教學活動，能夠為精準教學提供診斷數據、為精準訓練提供合適習題、為精準輔導提供個案分析，從而有效解決當前高中物理教學的問題。

結合具體的高中物理教學案例分析，可知建立校本考試分析數據庫、創建校本試卷和作業資源、收集本班學生的學情數據等方法能夠更科學地落實基于大數據分析的高中物理教學工作，從而全面提高教學和學習效果。

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作者簡介：

趙暉，陳鋒，林凌，福建省福州市，福建閩江學院附屬中學。