基于极课大数据“校本题库”的高中物理课后作业设计

管小庆 陈彬

摘 要：高中物理课后作业设计大致为三种情形，无论哪一种都有其明显的弊端.能够编制出基于本校学情、精准检测课堂教学目标达成度、促进学生理解、难度适中、层次清晰的优质课后作业是教学中的重要课题.借助大数据系统的技术支持，提出了课后作业设计的一般路径来实现优质的课后作业：题库检索过往作业;习题考查与教学目标的一致性分析;依据习题参数明晰作业的科学性;聚焦重点习题的分析、评价和修改;生成作业设计优化细目表.

关键词：校本题库;极课大数据;作业设计;习题参数

文章编号：1008-4134（2020）11-0015中图分类号：G633.7文献标识码：B

1 引言

《可见的学习——最大程度地促进学习》一书的学习理论提出：提供多种机会的练习和专心致志，虽然老生常谈但是不可否认它们依然是最有效的学习策略之一[1].《人是如何学习的》一书也指出：只有经过大量练习，个体获取的知识才是条件化的即能够提取与问题解决密切相关的相一致的知识[2].可见课堂中师生双方的讨论探究活动固然重要，但设计出高效的作业并及时进行评价反馈也是高效学习、提升学生核心素养的重要方面.

2 目前教学中作业设计的现状剖析

目前各校的作业设计大致是如下几种情形：（1）选定成品的教辅书;（2）校本化作业，使用自编成册的作业册;（3）教师即时编制作业.第一种作业形式的缺点在于它不是基于本校学情的作业，也不能完全匹配本校实际的教学目标;第二种作业形式的缺点是不具有灵活性，无法根据学情、教情变化做出及时调整，长期使用同一本练习册，教师容易思维固化，缺少了对更多不同问题的讨论思考;第三种作业形式是笔者所在学校采用的作业模式.但是它的难点是对老师的能力和投入要求较高.有时备课组人手少，作业的编制就会流于形式，在目标的精准性、习题的严谨性、知识的层次性及内容的难易性等方面也会出现众多的问题，为克服上述弊端，我们把眼光瞄准了“极课大数据”系统.

3 极课系统的数据处理功能助力高效作业的设计

极课系统提供了两种习题检索方式：一是按作业完成时间检索.图1是极课大数据“校本题库”的界面，笔者从中检索了2016年12月24日完成的一份周末作业（11）（以下均简称作业11）.二是按习题知识内容检索.只要输入习题考查的知识内容的关键词，校本题库就会检索出所有与该知识内容相关的习题.

当然，极课题库功能还远不止上述的轻松组卷，它的最大优势还在于提供了之前所有学生练习测试后的大数据：考查的知识点、能力要求、使用的频次、年级平均得分率、习题区分度等.这些习题大数据为作业设计提供了有力的技术支持，教师可以把精力从原来的选题编排真正转移聚焦到如下方面：（1）习题是否真正指向了课堂教学目标，学生的完成是否能真正反映教学目标的达成情况，并以此促使教师改进课堂教学;（2）切实评价过往作业是否落实到帮助学生的理解上，且练习难度是否高于学生现有的认知水平;（3）习题是否注重问题的科学性、情境的新颖性和内容的多样性，避免陈旧、简单重复的机械训练;（4）习题是否精准地评价学生的发展，并引导教师和学生从对作业量的投入转移到对素质培养的关注;（5）着力于习题测试参数的研究，通过改编情境、创新求变使过往习题实现更新更高的价值并能不断充实完善校本化作业资源库.

4 基于大数据的作业设计路径

依据上述系统的功能，结合当下的教学目标，本文仍以作业11为例，通过极课系统对往期的作业进行如下过程的操作，从而生成一份高质量的新作业.

4.1 习题考查与教学目标的一致性分析

这份作业中，第1题考查平抛运动规律、瞬时功率、函数极值求解;第2题考查多对象的牛顿第二定律……如果作业中的考查点与课堂教学目标不一致，或者不是当下学生最切合的训练点，教师就要依据教学目标考虑调整作业考查分布，对相应的习题也需要作必要的增删修改，实现评价与目标的一致性.

4.2 依据习题参数明晰作业的科学性

浏览作业11的学生测试情况，年级平均得分率和年级区分度见表1.分析数据发现，这份作业存在以下問题：（1）习题编排顺序不够合理，特别第1、2两题难度过大;（2）第1、2、6三道选择题的得分率特别低，有可能是课堂目标未达成，有可能习题与课堂目标不一致，也有可能是习题本身有表述不清引起歧义、科学性的错误等，教师要予以重点关注;（3）第6题出现了负数的区分度，要搞清楚原因;（4）最后一道计算题得分率也比较低.是习题本身的难度大？还是因为作业时间不够？总之，这份作业的各项参数，清晰地提供了作业优化的依据，教师要据此认真研究，做到精确调整.

4.3 聚焦重点习题的分析、评价和修改

所谓重点习题就是习题参数提示教师要重点关注的.笔者以第1题为例，对该习题进行重点分析、评价和修改.

习题分析：原标准答案是AC.一个基础好的班级46名学生答题情况如下：A项29人（63%）;B项2人（4.3%）;C项28人（61%）;D项25人（54%）.ACD三个选项，需要分析研究问题所在.A选项中，很明显两个小球平抛运动的时间是不一样的，那么为何还有接近40%的学生认为可能同时落在C点呢？原来本题给出的A答案实际并不正确，因为题干中没有强调两球同时抛出，如果先后抛出两小球确有可能同时落在C点.C选项中，由vcy=v20A+2ghA知，要求都落在C点，那么h大的小球初速度v0小，所以vcy大小有可能相等，过于草率.要将vcy的表达式进一步变为vcy=v20+2gh=x20g2h+2gh=g·x202h+2h（），是否不同的h值，vcy有大小相等的可能解呢？将等效于y=ax+bx，描绘出x+bx的图像如图3所示.当且仅当x=b时，具有ymin.即h=x02时，具有（vcy）min，也就是说，只有当两个小球的高度，一个高于x02，一个低

于x02，两小球落在C点的速度大小才有可能相等.在D选项，pc=mg·vcy，看起来两个小球落地时的vcy确实不同，但题干中并没有强调两小球的质量关系，所以落在C点时的功率总是有可能相同的.

综上所述，对第一题的评价和调整：（1）题干应该加入“同时抛出”或”不同时抛出“的提示，因为考查的重点是平抛运动的时间，不应该让学生落入“初始是否同时抛出”这样的非重点或考查重点偏移的陷阱;（2）C选项确实对学生能力考查有较高的要求，难度偏大，会有一些浑水摸鱼的同学猜对答案，教师要借助这个问题引导学生如何用数学的方法分析物理问题，建议在C选项中可将A、B球的高度hA、hB，落地C的水平射程xc设置成具体的数值，并注意设计hA、hB均大于xc2时，考查学生能否判断C点的瞬时速度的大小可能相等的考查要求;（3）D选项错误率高，但教师普遍认为这样的考查还是有必要的，对培养学生思维的严谨性很有帮助，特别是在后期万有引力部分内容考查中，经常有关于“两个不同的同步卫星，线（角）速度，加速度，万有引力是否相等”的问题，其中很多学生会忽略卫星质量是不同的，从而误认为万有引力相等，造成错误的解答.

4.4生成作业设计优化细目表

表1是经过对该份作业习题参数分析及习题质量评价，作出的科学优化的细目表，结合细目表的要求修改调整，一份难易度适中、语言表述科学、设计意图明确、能科学反映教学目标达成的課时作业就此形成了.

5 结束语

课后练习是学生学习活动的重要组成部分，它不仅能够检测学生的学习是否达成教学目标，更重要的是练习过程本身也是帮助学生理解、拓展学生思维、培养学生反思的具体实践.每天为学生编制一份高效优质的课后作业，对于一线教师来说确实是不小的挑战.与学生学习时间数量上的投入相比，学生学习时间的质量是更加重要的.借助大数据系统的技术支持，按照上述作业编制的路径，就能帮助教师编制出一份精准反映教学目标、促进学生理解、确保科学严谨性的课后作业，从而最大程度地提升教学效益，充分发挥利用练习深化知识理解和素养提升的功能.

参考文献：

[1]约翰·哈蒂.可见的学习——最大程度地促进学习[M].北京：教育科学出版社，2015.

[2]约翰·D·布兰思福特等著，程可拉，孙亚玲，王旭卿合译.人是如何学习的[M].上海：华东师范大学出版社，2013.

[3]管小庆，桑芝芳.基于极课大数据下的物理学情诊断和教学优化策略[J].物理教师，2016（12）：70-73.

（收稿日期：2020-02-15）