基于数据挖掘的初中物理有效复习研究——以福州市秀山中学为例

鲍飞虎

（福州市秀山中学，福建 福州 350011）

基于数据挖掘的初中物理有效复习研究
——以福州市秀山中学为例

鲍飞虎

（福州市秀山中学，福建 福州 350011）

文章以福州市秀山中学物理学科为例，基于数据平台的数据，利用数据挖掘技术，从学生个体和教学整体层面上分析了物理学科的教学现状。在此基础上从学校、教师、学生三个层面进行了归因，通过研究针对性地提出了实施分层次教学，提高复习的针对性；加强教学研究，明确复习方向；整合复习内容，提高复习效果；创新复习方法，实现有效复习等初中物理复习备考策略。

数据挖掘；初中物理；有效复习；研究

网络信息时代，借助数据挖掘技术提高中考备考的有效性显然是一个令人期待的现实课题。笔者利用数据平台的数据就此问题进行了一些探索。

一、基于数据挖掘的物理教学现状分析

（一）数据挖掘

伴随着数据库技术的不断发展及数据库管理系统的广泛应用，人类社会步入了大数据时代，面对海量的数据，挖掘数据背后隐藏着的重要信息和知识，实现对数据信息更高层次的分析，预测未来的发展趋势，促进数据挖掘技术的发展。

数据挖掘（Data Mining）又称数据库中的知识发现（Knowledge Discovery in Database，KDD），是从大量的数据中，抽取潜在的、有价值的知识（模型或规则）的过程。数据挖掘的研究已经形成了三个强大的技术支柱：数据库、人工智能和数理统计。

（二）物理教学现状分析

现以福州市晋安区期末质量检测考试的数据为例，对参考的秀山中学教学现状分析如下：

1.学生的个体学习状况

表1

如表1所示，通过观察知识类考题、技能类考题、方法能力类考题的得分情况，可以准确了解每一个学生三维目标的掌握情况。

2.学生的整体学习状况

如表2所示，识记类的考题学生得分率高，如填空题第17题，实验题24题，得分率都在74%以上，基本技能型的考题得分率次之，如填空题19题和作图题22题，得分率也超过了60%，反映了平时教师教学对基础知识和基本技能的训练比较到位。方法和能力型的考题，学生得分普遍偏低，如选择题16题，填空题20题，简答题23题，这些题都在典型的能力考题，即学生要熟练运用所学的基本知识解决真实情境中的实际问题，学生得分低，说明课标要求的能力目标并未达成。另外，从实验三的数据可以看到，学生答题的满分率为0，而0分率则超过了30%，这反映出平时教师的实验教学存在明显的疏漏，学生并未真正学会实验探究的方法，相当一部分学生对所考察的实验甚至处于空白的状态。

表2

从学生分数段分析学生的整体学习情况，如表3所示，405名学生中达到优秀层次（80分以上）的学生仅有8人，优秀率仅为1.9%。不及格的学生数达到了241人，占比达59.5%，其中30以下的低分考生有68人，占比为16.79%；可见学生整体呈现出头小尾大的非正态分布。

表3

排除试卷难度较大的客观因素之外，数据反映出生源质量偏低，参加考试的学生当中，优秀生少，分化度大，这点可以从班级对比表4中得到印证。

表4

全校8个班级很明显地分成了4个台阶，1班为第一台阶，2、3 班为第二台阶， 4、5、6、7 为第三台阶，8班则处于最底层，最上层的班级平均分高出全区整体平均分20分，第二层次的两个班级也高于全区平均值11分，而第三层次的班级则在全区平均值附近摆动，最底层的班级则落后全区平均值20分。班级之间分数的差异较大。

总之，从多个维度对物理教学现状分析可以得出，学生知识目标的达成度较好，而方法和能力目标则未达标。学生个体之间，班级之间差异极大，学生整体呈现出高分不高、低分偏低、差面过大的情况。

二、统计数据反映出的问题

在对上述统计数据深入分析和思考之后，笔者从学校、教师、学生三个因素对其进行探讨。

（一）学校因素

1.迁入新校之后，生源的爆发式增长导致了物理学科师资的不足，学校只好聘用临时代课老师。代课老师流动性大，教学的稳定性不能满足，造成学科的基础不实从而对质量提升产生不利的影响。

2.物理教学在当前层层加码的应试压力与培养学生核心素养的教改要求之间举步维艰，未找到一条两者兼顾之路。毕业年段课改操作，才能有效地提升学业质量，取得好成绩，在实践和制度层面上都要有所提升。

3.2017 年全省统一中考，对学校来说也是一个新挑战，学校的教学和备考如何与其接轨是对全校师生智慧和胆识的极大挑战，物理教学也深陷焦虑之中。

（二）教师因素

1.教学惯性强，习惯沿用多年来形成的教学模式，对新生的网络检测和大数据诊断抱着一种观望的态度，对其强大的助教促学功能知之不多，更谈不上灵活应用。

2.教学效率不高，教学效果不佳。一些教师至今仍相信教师多讲，学生多练成绩就会提高，满堂灌，拼刷题，依旧为主要的教学方法。

3.对复习课的研究不够，教学方式老旧，对学生学习的关注程度也不够，导致差面过大。

（三）学生因素

1.两极分化日益严重，一些困难学生认为升学无望，存在放弃的心理。

2.目标不明，方法不对，学习效率低下，学习和应考的主体意识缺失。

3.沿用背、默、记的方法来学物理，把一门鲜活的学科学变无味，对于无法识记的实验操作和设计题目束手无策。

三、物理有效复习备考的策略

（一）实施分层次教学，提高复习的针对性

针对统计数据中显示的学生差异巨大的事实，实行分层次教学，实施因材施教。以求在最后一学期中通过培优提高优秀率，通过托底以提高平均分。具体实施中，可采取行政班不变，而教学班调整的方式来进行，设置不固定的教学班级，学生依据阶段性考试成绩可以小范围的变动。

（二）加强教学研究，明确复习方向

一是要研究《义务教育物理课程标准（2011版）》和2017年 《福建省初中物理教学与考试指导意见》，准确把握复习内容，明确指导思想和考试方向，做到有的放矢。

二是要研究近3年全省各地市区中考试题，把握命题趋势。稳中求改、稳中求变、稳中求新是近年中考试题的显著特征，教师要认真研究近3年的中考物理试题，把握命题趋势，理清教学思路，增强备考的针对性。

三是要研究学生复习中的薄弱环节，突破“瓶颈”。目前，学生物理计算推理能力、语言组织和表达能力、实验操作和探究能力的薄弱，备考的方式老旧低效，成为制约学校物理中考成绩提升的“瓶颈”。对此，初三物理组要集中全组的智慧和力量，以“突出尖子、面向中等、照顾后进、重视中低档题”的基本原则，坚持“练、讲、评、改”相结合，加强学生的训练，结合物理实验考查，开放物理实验室让学生再重新操作一遍课标中要求的20个必做实验，以提升学生的实验操作技能。

（三）整合复习内容，提高复习效果

1.理清概念，阐明含义

概念是基础，概念不清，光靠增加练习量难以提高复习效果。但概念复习中不能简单按课本顺序重复，而需要进行归纳和重整，把容易混淆的概念进行对比，讲深讲透。

2.打破章节，系统复习

学生学习每个章节的知识是零散的、孤立的，打破章节复习，可把知识进行系统化，归纳化，便于学生的比较和梳理，搞清楚各个知识点之间的内在逻辑关系。在复习中教师可以用表格，思维导图的方式帮助学生把初二和初三学到的基本概念规律及其应用方面的知识进行网络化、系统化，能把他们连成线，铺成面、织成网，梳理出知识结构，使之有机地结合在一起。

（四）创新复习方法，实现有效复习

1.绘制思维导图

由于初中物理概念较多，学生缺少对知识间联系的认识，要让学生在较短的时间内记忆到位，理解到位并使所掌握的知识系统化、结构化、网络化，达到复习效果，建议将思维导图引入概念复习中。通过编制概念思维导图，让学生认识到知识点之间的逻辑关系，牢固掌握概念，形成系统的知识体系。在习题讲评当中也可以用画思维导图的方式引导学生厘清解题思路，达到触类旁通的效果。

2.运用信息技术，实现智慧课堂

运用信息技术，通过互联网，让复习课堂超越传统成为智慧课堂。组建学习群，教师搜集网络上的微课和网络视频让学生在线学习。另外，还可以编制习题，以网络闯关游戏的形式让学生在限定的时间内答题，老师对过关的学生以加分或提升等级的方式进行激励。

现在的中考物理备考存在很多弊端，高耗低效严重，网络信息时代大数据的出现为解决中考复习备考的诸多难题提供一把钥匙，希望更多的教师能拿起这把钥匙，提高复习备考的效率，实现高效复习。

［1］吴永杰.中考平台数据分析与应用［D］.广州：广东工业大学，2010:14-16.

［2］汤强红.创新复习方法 减轻中考物理复习负担［J］.中学物理，2015（8）.

［3］杨涛.多媒体环境下的中考物理复习策略探讨［J］.中国教育技术装备，2014（11）.

G633.7

A

1673-9884（2017）09-0071-03

2017-07-18

鲍飞虎，男，福州市秀山中学高级教师。