掌握學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下大數(shù)據(jù)輔助高中物理教學(xué)研究*

余江濤

(無錫市立人高級中學(xué) 江蘇 無錫 214000)

1 引言

掌握學(xué)習(xí)理論是在人人都能學(xué)好的預(yù)設(shè)下，以集體教學(xué)為主，個別教學(xué)為輔，動態(tài)調(diào)整影響學(xué)習(xí)的相關(guān)變量，讓大多數(shù)人都能掌握的教學(xué)策略.

當(dāng)下，大數(shù)據(jù)在我國教育行業(yè)的使用多以精準(zhǔn)教學(xué)為主，往往缺少系統(tǒng)化、多元化的教育理論的指導(dǎo)，從而陷入重技術(shù)手段輕教學(xué)理論的誤區(qū).掌握學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下的大數(shù)據(jù)輔助課堂教學(xué)不僅彌補(bǔ)了掌握學(xué)習(xí)理論操作缺陷而且使得大數(shù)據(jù)的使用更加切實(shí)有效.本文以掌握學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo),以“萬有引力與航天”單元復(fù)習(xí)為例,運(yùn)用大數(shù)據(jù)輔助進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐嘗試.

2 教學(xué)過程實(shí)施

2.1 學(xué)情分析

學(xué)生學(xué)習(xí)過程中往往存在以下困難:在生活經(jīng)驗(yàn)上，天體運(yùn)動對于學(xué)生生活來說相距較遠(yuǎn)，概念較為抽象，學(xué)生缺乏經(jīng)歷.在物理模型的建立上，萬有引力與圓周運(yùn)動結(jié)合后的公式花樣繁多，學(xué)生很難追根溯源，往往張冠李戴.在解題中往往題目新穎，題意復(fù)雜，學(xué)生很難提煉有效的信息，加上空間想象能力和地理知識的缺乏，學(xué)生往往產(chǎn)生畏難情緒，缺乏信心.

2.2 制訂教學(xué)目標(biāo)

分層制訂指向全體學(xué)生的教學(xué)目標(biāo)，設(shè)置掌握的標(biāo)準(zhǔn).筆者以“萬有引力與航天”單元目標(biāo)為例.

掌握性目標(biāo):

(1)了解人類探索宇宙、發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律的探究歷程.

(2)掌握開普勒行星運(yùn)動三大定律的內(nèi)容.

(3)掌握萬有引力定律的內(nèi)容及適用條件.

(4)掌握萬有引力定律應(yīng)用的兩類基本模型.

(5)掌握近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星的特點(diǎn).

(6)掌握3個宇宙速度的含義，會推導(dǎo)第一宇宙速度.

(7)了解經(jīng)典力學(xué)發(fā)展歷程以及局限性.

提高性目標(biāo):

(1)能體會科學(xué)規(guī)律發(fā)現(xiàn)過程，理清力學(xué)知識的邏輯關(guān)系.

(2)深入理解兩個基本原理，掌握圓周運(yùn)動與天體運(yùn)動的聯(lián)系以及區(qū)別.

(3)會運(yùn)用動力學(xué)方程分析衛(wèi)星變軌問題.

(4)會運(yùn)用動力學(xué)方程分析雙星以及多星系統(tǒng)及追及問題.

2.3 課堂教學(xué)

聯(lián)系實(shí)際，立足掌握性教學(xué)目標(biāo)，創(chuàng)設(shè)合適學(xué)生的教學(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生理清新舊知識之間的邏輯聯(lián)系，親歷概念、規(guī)律的生成過程，鍛煉學(xué)生的思維能力，提升物理學(xué)科的核心素養(yǎng).

筆者以“萬有引力與航天”單元復(fù)習(xí)為例，創(chuàng)設(shè)嫦娥五號奔月情境，把書本的宇宙速度、環(huán)繞模型、衛(wèi)星變軌等知識點(diǎn)串聯(lián)起來，降解細(xì)化思維要求，階梯化設(shè)置問題串，面向全體學(xué)生，激發(fā)學(xué)生主動生成.

在衛(wèi)星發(fā)射階段設(shè)置這樣的問題：

(1)什么是人造衛(wèi)星？

(2)近地衛(wèi)星和同步衛(wèi)星有何區(qū)別？

(3)嫦娥五號的發(fā)射速度有什么要求？

在繞月運(yùn)行階段設(shè)置這樣的問題：

(1)嫦娥五號繞月球作什么運(yùn)動？

(2)誰提供的向心力？

(3)軌道半徑不同的衛(wèi)星，如何比較角速度、線速度、周期、向心加速度大小

在變軌過程階段設(shè)置這樣的問題：

(1)如圖1所示,衛(wèi)星在Q點(diǎn)如何從軌道1變化到軌道2？

圖1 衛(wèi)星變軌圖

(2)從軌道2變化到軌道3,衛(wèi)星在P點(diǎn)速度如何變化?

(3)軌道1與軌道2上的重合的Q點(diǎn)，軌道2與軌道3上重合的P點(diǎn)各自的速度、加速度的大小關(guān)系?

(4)要使嫦娥四號落到月球表面,應(yīng)該如何變軌?

課堂教學(xué)緊緊圍繞掌握性教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成，對于后進(jìn)生以“扶”為主，帶領(lǐng)學(xué)習(xí)，對于基礎(chǔ)一般的學(xué)生以“導(dǎo)”為主，主要指導(dǎo)學(xué)習(xí)方法和技巧，對于基礎(chǔ)較好的學(xué)生，則以“放”為主，主要培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力.

課后，以分組調(diào)查報告的形式完成對嫦娥五號的奔月采樣過程的重點(diǎn)技術(shù)分析.通過我們身邊的航天事跡讓“萬有引力與航天”知識走近生活，感受科技的發(fā)展，提升民族自豪感.

2.4 運(yùn)用大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)反饋、矯正

以課堂教學(xué)為第一層反饋,例如在“行星的運(yùn)動”這節(jié)新課，設(shè)置開普勒行星運(yùn)動三大定律的內(nèi)容為掌握性目標(biāo)，編制針對性課時作業(yè)，設(shè)置85%準(zhǔn)確率為掌握標(biāo)準(zhǔn).運(yùn)用大數(shù)據(jù)及時反饋(如表1)，對于沒掌握的學(xué)生及時矯正后給予同類型同難度材料作為二次作業(yè).已掌握的學(xué)生則給予個性化拓展性學(xué)習(xí).

表1 課時作業(yè)反饋表

以單元測試為第二層反饋,未掌握的學(xué)生給予補(bǔ)救性材料學(xué)習(xí)，與傳統(tǒng)教學(xué)不同之處在于直至大多數(shù)學(xué)生達(dá)到掌握的標(biāo)準(zhǔn)后再進(jìn)行新一輪知識的學(xué)習(xí).以往的教學(xué)實(shí)踐往往拖慢教學(xué)進(jìn)度，這也是掌握學(xué)習(xí)理論實(shí)踐費(fèi)時費(fèi)力的原因，大數(shù)據(jù)工具的出現(xiàn)則改變了現(xiàn)狀，教師可以通過線上、線下視頻統(tǒng)一或者個別矯正，方法靈活多樣，不過多占用課時，提高矯正效率.與傳統(tǒng)教學(xué)相比，掌握學(xué)習(xí)把集體教學(xué)和學(xué)生個體需求結(jié)合起來，橫向、縱向采集學(xué)生數(shù)據(jù)，動態(tài)生成學(xué)生學(xué)習(xí)記錄檔案，制定矯正手段，給予學(xué)生多次機(jī)會，關(guān)注學(xué)生的長期發(fā)展，有助于學(xué)生的終生學(xué)習(xí).

3 成效與反思

3.1 成效

以江蘇省無錫市立人高中高二四個平行理科班為研究對象，高二(4)、高二(6)選為實(shí)驗(yàn)班級，進(jìn)行以掌握學(xué)習(xí)為指導(dǎo)，大數(shù)據(jù)工具為輔助教學(xué).表2為2021年第一學(xué)期物理期中考試數(shù)據(jù).在形成性測試作為第三次反饋矯正后,通過大數(shù)據(jù)知識點(diǎn)反饋顯示：實(shí)驗(yàn)班的學(xué)生成績相比常規(guī)班的學(xué)生有優(yōu)勢.對基本知識點(diǎn)的掌握進(jìn)行橫向?qū)Ρ炔町惷黠@.通過問卷調(diào)查反饋：學(xué)生對于基本知識點(diǎn)的理解相比之前較為清晰.筆者樂觀認(rèn)為，對于高一物理新課教學(xué)以及高二合格性考試，采用這樣的方法對夯實(shí)學(xué)生基礎(chǔ)，提高通過率有良好的效果.

表2 班級得分明細(xì)表

3.2 反思

(1)掌握學(xué)習(xí)理論體現(xiàn)了一種樂觀主義教學(xué)思想，它提供了一套操作程序，但是掌握學(xué)習(xí)的精髓在于要求教師要立足時代特點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)情境，充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力.教師為了“掌握”而教，學(xué)生為了“掌握”而學(xué).輔以教育大數(shù)據(jù)作為載體工具便于動態(tài)監(jiān)控、反饋、矯正學(xué)習(xí)，讓大多數(shù)人達(dá)到掌握水平，提升學(xué)科核心素養(yǎng).

(2)我國對于掌握學(xué)習(xí)理論的研究應(yīng)用性成果少，究其原因是由于教育理論產(chǎn)生的時代局限.掌握學(xué)習(xí)理論耗時耗力，可操作性差.但是大數(shù)據(jù)工具使得教育理念的實(shí)施更加切實(shí)可行，大數(shù)據(jù)既可面向全體也可面向個人，既可橫向也可縱向監(jiān)控學(xué)習(xí)，讓教育理念得以更好的實(shí)施操作.

(3)掌握學(xué)習(xí)側(cè)重于基礎(chǔ)知識的掌握，對于學(xué)生能力的培養(yǎng)不足，尤其對于學(xué)生求異及創(chuàng)造性思維很難做到量化評價標(biāo)準(zhǔn)，這也是筆者需要進(jìn)一步實(shí)踐的內(nèi)容.

(4)在新課改的今天，我國的教育基礎(chǔ)理論需要進(jìn)一步的綜合化、夯實(shí)化，為我國的中小學(xué)課程改革導(dǎo)航.作為基層教育工作者，我們更需要深入學(xué)習(xí)實(shí)踐教育理論作為第一生產(chǎn)工具.

誠然，任何一種的教育理論都不是十全十美的，在物理課堂教學(xué)理論多元化，學(xué)科知識的整合化的今天，我們不能單一性地看待問題，要立足現(xiàn)狀，融合眾家之長，在實(shí)踐—反思—再實(shí)踐的過程中去認(rèn)識教育現(xiàn)象和教育本質(zhì)，追求教育的最優(yōu)化.當(dāng)下，教育大數(shù)據(jù)作為新生事物在使用中缺少經(jīng)驗(yàn)積累，以掌握學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下的大數(shù)據(jù)輔助教學(xué)不僅提供了一種新的嘗試，而且豐富了教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)讓教育大數(shù)據(jù)的應(yīng)用更科學(xué)、有效，更具有靈魂.

4 結(jié)束語

在落實(shí)中小學(xué)五項(xiàng)管理中作業(yè)管理的當(dāng)下，如何減輕學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，提高學(xué)習(xí)效率？筆者嘗試依托掌握學(xué)習(xí)教育理論，在教學(xué)設(shè)計及作業(yè)反饋中運(yùn)用大數(shù)據(jù)工具作為反饋、矯正的手段，優(yōu)化學(xué)習(xí)效果，提高學(xué)習(xí)效率，減輕學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān).信息化時代，信息技術(shù)與學(xué)科的深度融合必將是未來教育教學(xué)發(fā)展的趨勢.多元化教育理論指導(dǎo)下的大數(shù)據(jù)應(yīng)用為教育大數(shù)據(jù)的發(fā)展提供多種嘗試.