信息大数据与物理教学的融合应用

福建省泉州第五中学 杜玉婷

高中物理学科在学生的整个高中学习生活中占据重要地位，掌握良好的解题习惯和完善的物理思想，能够为学生今后的成长和发展打下良好的基础。信息大数据在整体物理教学的过程中具有深远的应用影响，运用先进的信息技术能够完成多方位的物理资料搜集和针对性的评价系统完善，带领大家积极主动参与到知识探究的过程中，构建全新的思维系统，为物理课堂带来更多可能性。因此，如何实现信息大数据与物理教学的融合应用成为如今的教学关键。

一、信息大数据与物理教学融合应用的价值

在高中物理的教学过程中，信息大数据具有广泛的用途，实现信息大数据与物理教学的深度融合意义深远。首先，信息大数据能够帮助教师精准分析学生的个性化差异。每个学生的生活环境、思维发展和知识储备等情况不同，在进行同一物理知识分析的过程中也会存在一定的差距。借助先进的信息技术，教师可以将学生的课堂表现、阶段成绩等细节录入系统，由信息大数据完成个性化的能力评价，分析出其近期的进步情况，从而为教师接下来的教学方案设计指引方向。其次，信息大数据能够为教师提供丰富的教学资源。网络环境错综复杂，涉及的知识繁多，为了顺利找到适合班级学情的教学素材，教师可以利用信息大数据进行有效搜索与筛选，挖掘到更多有价值的物理资源，借此建立完整的思维体系，满足学生的多样化成长需求。再者，信息大数据与物理教学的融合应用能够为师生互动提供更多有效的平台。素质教育强调以生为本的发展理念，信息大数据的应用便于教师检验学习行为与学习效果之间的关系，创设有效的教学模型，完成学生状态的提前预判，从而更加精准地把握他们的思维状态，使其更好地参与到物理知识互动的各个环节，拉近师生之间的距离。

二、现阶段高中物理教学存在的不足

想要充分发挥出信息大数据的教学价值，教师需要深度分析现阶段高中物理教学存在的不足之处，结合班级学情和学科内容共同分析，从而提出针对性的解决方案，努力取得更好的学习效果。首先，高中教师接受新鲜事物的能力有限，一部分教师的教学理念仍然缺乏创新，应用信息技术的能力也有限，即使已经了解到信息大数据的应用价值，但是在实际的应用过程中还是存在困难。并且，在传统应试教育思想的影响下，教师将更多的时间和精力放在分析概念知识、记忆物理公式上，难以发挥出信息大数据的教学价值。其次，教师的教学方法过于死板。物理知识对学生的思维能力和逻辑意识具有较高标准的要求，其体系丰富，概念复杂，基于不同的背景得到的解题方法也有所区别。如果所有的物理内容都沿用单一的方法进行讲解，将会使得学生逐渐丧失探索学科内容的积极性和热情，甚至产生厌烦的情绪，阻碍教学进步。再者，教师的教学范围有待拓展。物理知识涉及的范围广泛，仅仅利用课堂上的空间和时间处理物理问题还远远不够。局限的教学范围使得学生思维发展也受到影响，彼此之间难以实现有效的互动与交流，过于紧凑的课堂任务也会增加学生的学习压力。基于此，教师应该寻求多种应用信息大数据的途径，及时处理各个教学问题，全面提升学生的物理思维，努力取得更好的教学效果。

三、信息大数据与物理教学融合应用的策略

（一）利用信息大数据丰富教学环节

在以往的高中物理教学课堂中，学生的主体地位并不明显，教师单一的教学方法使得他们难以构建起直观的物理模型印象，只是被动参与到知识的生硬记忆和应用过程中，使得各自概念和定理都缺乏立体感，学生无法准确理解相关知识、感受到物理知识的丰富多彩。因此，为了充分发挥信息大数据的教学价值，优化物理教学课堂，教师应该转变教学理念，丰富教学环节，借助先进的网络技术搜集更多专业的物理知识、考查要点、公式定理、学科背景等，从而将其应用到课前预习、课后复习等多个环节，借助电子课件、微课等形式，完整地展示在学生的面前，在创新的形式引导下提升教学效率。

比如，在进行“重力与重心”的知识学习时，主要教学内容是带领学生知道力的概念和性质，掌握力的示意图的画法，能够判断重力的大小与方向，完成公式G=mg（g=9.8N/kg）的记忆与应用。为了帮助学生更好地掌握该部分物理知识，教师应该拓展教学范围，运用信息大数据分析该部分的教学难点，结合班级学情设计出针对性的课前预习问题，引导他们提前掌握重力的相关知识，简化难点的学习流程。提出问题如：在实际生活中，“力”无处不在，无论是将面包捏扁，还是将足球踢走，都产生了不同的“力”，那么“力”到底是一种怎样的存在呢？你能结合生活中的实际案例总结一下“力”的概念吗？这样的问题实现了初高中物理知识的有效整合，有关“力”的问题学生在以往的学习和生活中都有所接触，重力与重心问题也是之前知识的延伸与拓展，以此打好探究的基础。借助先进的微课和电子课件将生活中多种多样的“力”的现象直观地展示出来，使得学生对力的概念有了更加深刻的认知。同时，在信息大数据的引导下，各个有关重力的分析流程都更加生动具体，具有实际的说服价值，以此使得学生感受到力的相互作用，知道力的物质性与相互性，打好坚实的探究基础。

（二）利用信息大数据创设教学情境

高中阶段的学生正处于思维发展的重要阶段，此时的他们相比于其他时期，学习任务更繁重，学习压力也逐渐提升。如果教师依然采用固定的管理方法约束学生的言行举止，将会在一定程度上影响他们的成长和发展，使其被动参与到学习的各个探究环节中，养成错误的学习习惯。只有全方位了解学生的成长需求，才能发挥出大数据的教学价值，利用他们对未知事物的好奇心理，创建有效的课堂情境，丰富学生的课堂学习体验。信息大数据的支持形式多种多样，多样化的图片、视频、音频等，都能将物理知识完整地展示在学生面前，使其感受到物理知识的趣味性。

比如，在进行“力与平衡”的单元知识讲解时，章节的主要内容是带领学生通过学习力的合成、力的分解和力的平衡等知识感悟生活中力的应用，借助多种力之间的相互作用体会力的平衡之美，以此深化物理概念思想，不断提升学生的学科素养。为了帮助学生更好地掌握该部分知识，教师可以借助信息大数据搜集相关资料，完成班级学情和学科内容之间的有效匹配，利用相关数据创设多样的教学情境。以“力的合成”相关知识为例，首先教师可以在大屏幕上展示出两个动漫人物一起抬水的画面，画面中的人物时而单手提水桶，时而双手提水桶，时而两个人共同抬水桶。通过人物做出的不同表情，学生能够很容易分辨出不同提水方式所需用到的力的大小。借助这样的情境，引导大家分析：以上这些情况涉及的物理现象有哪些？哪一种提水方式更加科学？应该将手放在水桶的哪个位置？这样的教学环节为物理课堂注入活力，使得学生的整体分析过程不再枯燥乏味，而是能够联想自己的生活场景分析出抬水的情节，由此展开对“力的合成”相关知识的理解，全面激发学生的学习兴趣。同时，教师还可以仿照课本中的插图，将各种力分别标记上F1、F2等，使得学生意识到F1与F2是F 的分力，F 是F1与F2的合力，借助这样的符号展示出力的不同作用效果，从而准确找到共力点，完成有效的知识启发。

（三）利用信息大数据整合教学系统

在高中物理知识的学习过程中，每个学生的成长环境、思维发展和学习能力等情况不同，分析同一物理知识时也会存在一定的理解偏差。这样的能力差异在所难免，教师应该做的是借助信息大数据全面整合教学系统，将每个学生的情况录入信息系统，运用先进的技术全方位了解他们的成长需求，完成有效的教学预判，使得设计出来的教学计划更加具备针对性和实践价值，以此逐渐消除学生差异性的不良影响，有效提升学习质量。

比如，在进行“功和功率”的单元知识测试之后，经过分析可知，主要公式内容有功的计算公式W=Fscosα，强调的是力和物体在力的方向上发生的偏移，使得学生能够根据所给的条件完成功的相关计算。该部分知识具有一定难度，经测验后大家的成绩参差不齐。针对这一情况，首先教师应该把握好教学的重心，不再将学习成绩作为衡量学生能力的唯一标准，而是将他们课堂中对功和功率的理解情况、实验环节的表现和最终的测试情况综合分析。如，当试卷上出现的题目是：“某一斜面的倾斜角度为θ，现将一质量为m 的物体用水平的推力F 使其向左匀速移动距离l，则m 所受力为多少？m 所做的功为多少？”该部分内容考查的是学生对功的物理意义和功能关系的掌握情况，教师在评价学习效果时，可以结合多种因素进行全面的分析，设计出不同的评价梯度，当学生能够写出m 所受的力及力的方向时，为其标记出初级的符号；当学生能够写出m 所做的功时，为其标记出中级的符号。将这些评价综合整理到信息大数据中，以此形成每个学生的个性化档案，为教师接下来布置物理作业提出针对性的指引，加深教师对学生的了解，有效整合教学系统。

（四）利用信息大数据创新教学途径

学习的最终目的是学以致用。高中物理的知识讲解环节不能将单一的理论讲解作为教学重点，更应该注重实践的引导，避免学生的思维发展受到局限，只是表面上理解了物理知识，却难以精准把握实践的环节，使得多项互动流程的开展缺乏探究的价值。同时，为了丰富教学途径，教师还可以应用信息大数据对每个学生的情况进行精准分析，进而将其强弱结合，将学生按照学习能力划分为不同的学习小组，开展小组探究活动，积极设计互动任务，从而不断弥补自身的思维漏洞，提升学习质量。

比如，在进行“匀变速直线运动的实验探究”中，主要教学内容是带领学生掌握物理实验的探究流程，使其利用打点计时器等工具完成匀变速直线运动相关规律的探索，体验整个探究环节，掌握科学的学习方法，以此丰富自身的物理知识储备。为了帮助学生更好地掌握该部分内容，教师可以先利用信息大数据将学生划分成不同的学习小组，使其完成能力的互补，共同参与到实验的探究过程中，完成相关物理量的测定。针对一些简单的工具操作、数据记录等任务，可以将其分配给小组中能力较弱的成员，使得大家都获得参与的成就感。结合0.1s、0.2s、0.3s 等时间得到的数据结果全面分析，将每5 个或者每6 个点为一个计数点，分析计数点之间的距离，从而判断出匀变速直线运动的规律，把握整体的运动流程，深化对该部分知识的理解。在实际的探究过程中，学生也会遇到各种各样的问题，比如打点计时器的操作方法不当、得出的结论不符合匀变速直线运动的标准、刻度尺在测量数据时移动出现的误差较大等。这些都是常见的实验问题，教师应该及时参与到大家的探究过程中，避免他们因为思考这些失误浪费过多的时间，更加高效率地参与到匀变速直线运动的实验探究流程中，尽量减少误差，完成有效的实验互动。这样的实验环节借助了信息大数据的力量，直观地反映出每个学生的学习能力，从而为其提供有效的实验方法，布置实验任务，使其在适宜自身成长的环境中不断完善自身，发挥出信息大数据的重要教学价值。

综上所述，信息大数据在高中物理教学的过程中具有多种应用途径，信息大数据的合理使用能够使得各项教学活动开展得更加生动、具体，有助于学生全面适应学习环境，把握探究节奏。基于此，教师应该意识到信息大数据的教学价值，积极探究多种应用策略，结合学生的成长需求和整体物理学科的教学内容不断创新，努力借助信息大数据培养学生具备良好的物理思维和主动的探究思想，以此帮助学生健康成长，为高中物理教学事业的进步提供更多发展空间。