大数据视野下苏科版初中物理实验数字化新思路

朱红伟

大数据技术（简称大数据），是指在合理时间内对体量特别大的数据进行撷取、管理、处理、并整理成有效资讯的技术.

一、苏科版物理实验教学研究现状

苏科版初中物理教材在江苏省内实验区已使用近15年.该教材的特色之一为：以观察实验为基础，关注探究的本质内涵.虽然经过多年的教改实践，苏科版初中物理实验教学取得了一些成绩，但是由于缺乏理论指导和资源支撑，教学情况并不容乐观，“应试”的痕迹仍较深，“重讲授轻引导”、“重知识轻应用”、“重结果轻过程”的现象较为普遍.分析已有的物理类研究课题发现，研究目标主要围绕信息技术与物理教学的目标、内容、教法、教学评价等方面进行研究，但是对信息技术应用及资源开发等方面的研究很少，更没有专门针对于苏科版初中物理实验教学的课题研究，造成物理实验课堂效率较低.在这种背景下，需要新型的教学模式及丰富的实验资源来改变现状.

二、大数据视野下数字化物理实验

在大数据视野下，能够实现个性化学习.通过数字化技术辅助，初中物理实验直观鲜明地呈现实验现象，及时反馈实验数据，使学生适时、多次、多样化地深度研究实验数据，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，也培养学生的数据意识、探究意识、科学思维品质，从而培养未来的数据分析师和具有创新精神的人才.

三、大数据视野下利用数字化物理实验培养学生的科学思维

1.培养学生在合理时间内挖掘、分析数据得出普遍意义的规律，进而发展科学思维是时代的要求.大数据的发展以及基于此的教育环境和教育空间的设计，将产业、社区和知识完整地连接每个学生，实现了杜威所提出的教育即生活，学校即社会的实用主义教育现实；社区和新乡村运动以及第三次工业革命所带来的变化和信息化支持，则体现了教育未来的终极愿景：人和技术共同进步、混合发展，创新成为时代的主题.在大数据时代，服务于终身学习和学习个性化以及学习行为支持的各种柔性教育的信息系统将得到开发和应用，翻转课堂、在家上学、社交网络以及教育行为信息系统可视化的研究，将变教育学为实证科学.

2.初中是人的发展关键期.数字化物理实验是学生深化探究、发展科学思维的重要途径.人类的一切智力活动都是建立在思维活动基础上的.人们的思维活动，又被思维方式所规范.所谓思维方式，是人们在实践基础上形成的、在思维活动之前既有的、把握客观事物的相对稳定的思维结构.原有的归纳规律的方法与途径，有时不具有普遍意义，而且耗费学生太多的学习时间.在数字信息爆炸的今天，已经不合时宜，要培养学生的大数据视角下的科学思维，就要在初中阶段重点研究.初中学生的科学思维有近四分之一处于形式推理阶段，大部分处于向抽象逻辑思维的过渡阶段，能否过渡好很关键.因此，培养学生的数据意识、发展挖掘数据能力、掌握高效分析数据方法，对于学生科学思维的发展至关重要.这有利于学生实现科学探究方式多样化，从生活走向物理，从物理走向社会.

3.教师采用有效的数字化实验策略，发展学生的科学思维.数字化实验系统，能够直接将测得的物理量以数据表格、坐标图象等形式呈现，具有可视性、直观性的特点，配合手持分析仪使用还具有户外拓展性，不仅能够帮助学生得出规律，巩固应用，而且能够培养学生应用现代化技术处理数据的能力，从而为学生适应大数据时代的竞争夯实基础.

总之，物理中有许多规律性知识需要从数据分析中得出.从局部、片面的数据中获得规律不仅不准确，也束缚了学生科学思维的发展，不利于学生创新能力的提高.通过本课题的研究，教师能够将信息技术与物理教学相结合，关注学生的差异性，促进教师、学生共同发展.在初中物理实验中开展这项研究具有重要意义.它不仅让学生拥有数据意识、挖掘数据的能力和分析数据的方法，而且能促进学生的科学思维发展，同时为培养全面、可持续发展的现代化建设者夯实基础.可以说，这是一项为国家、民族的创新发展夯实基础，并促进学生科学思维系统化的有用研究.