大數(shù)據(jù)視野下蘇科版初中物理實驗數(shù)字化新思路

朱紅偉

大數(shù)據(jù)技術(shù)（簡稱大數(shù)據(jù)），是指在合理時間內(nèi)對體量特別大的數(shù)據(jù)進行擷取、管理、處理、并整理成有效資訊的技術(shù).

一、蘇科版物理實驗教學研究現(xiàn)狀

蘇科版初中物理教材在江蘇省內(nèi)實驗區(qū)已使用近15年.該教材的特色之一為：以觀察實驗為基礎(chǔ)，關(guān)注探究的本質(zhì)內(nèi)涵.雖然經(jīng)過多年的教改實踐，蘇科版初中物理實驗教學取得了一些成績，但是由于缺乏理論指導和資源支撐，教學情況并不容樂觀，“應(yīng)試”的痕跡仍較深，“重講授輕引導”、“重知識輕應(yīng)用”、“重結(jié)果輕過程”的現(xiàn)象較為普遍.分析已有的物理類研究課題發(fā)現(xiàn)，研究目標主要圍繞信息技術(shù)與物理教學的目標、內(nèi)容、教法、教學評價等方面進行研究，但是對信息技術(shù)應(yīng)用及資源開發(fā)等方面的研究很少，更沒有專門針對于蘇科版初中物理實驗教學的課題研究，造成物理實驗課堂效率較低.在這種背景下，需要新型的教學模式及豐富的實驗資源來改變現(xiàn)狀.

二、大數(shù)據(jù)視野下數(shù)字化物理實驗

在大數(shù)據(jù)視野下，能夠?qū)崿F(xiàn)個性化學習.通過數(shù)字化技術(shù)輔助，初中物理實驗直觀鮮明地呈現(xiàn)實驗現(xiàn)象，及時反饋實驗數(shù)據(jù)，使學生適時、多次、多樣化地深度研究實驗數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，也培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)意識、探究意識、科學思維品質(zhì)，從而培養(yǎng)未來的數(shù)據(jù)分析師和具有創(chuàng)新精神的人才.

三、大數(shù)據(jù)視野下利用數(shù)字化物理實驗培養(yǎng)學生的科學思維

1.培養(yǎng)學生在合理時間內(nèi)挖掘、分析數(shù)據(jù)得出普遍意義的規(guī)律，進而發(fā)展科學思維是時代的要求.大數(shù)據(jù)的發(fā)展以及基于此的教育環(huán)境和教育空間的設(shè)計，將產(chǎn)業(yè)、社區(qū)和知識完整地連接每個學生，實現(xiàn)了杜威所提出的教育即生活，學校即社會的實用主義教育現(xiàn)實；社區(qū)和新鄉(xiāng)村運動以及第三次工業(yè)革命所帶來的變化和信息化支持，則體現(xiàn)了教育未來的終極愿景：人和技術(shù)共同進步、混合發(fā)展，創(chuàng)新成為時代的主題.在大數(shù)據(jù)時代，服務(wù)于終身學習和學習個性化以及學習行為支持的各種柔性教育的信息系統(tǒng)將得到開發(fā)和應(yīng)用，翻轉(zhuǎn)課堂、在家上學、社交網(wǎng)絡(luò)以及教育行為信息系統(tǒng)可視化的研究，將變教育學為實證科學.

2.初中是人的發(fā)展關(guān)鍵期.數(shù)字化物理實驗是學生深化探究、發(fā)展科學思維的重要途徑.人類的一切智力活動都是建立在思維活動基礎(chǔ)上的.人們的思維活動，又被思維方式所規(guī)范.所謂思維方式，是人們在實踐基礎(chǔ)上形成的、在思維活動之前既有的、把握客觀事物的相對穩(wěn)定的思維結(jié)構(gòu).原有的歸納規(guī)律的方法與途徑，有時不具有普遍意義，而且耗費學生太多的學習時間.在數(shù)字信息爆炸的今天，已經(jīng)不合時宜，要培養(yǎng)學生的大數(shù)據(jù)視角下的科學思維，就要在初中階段重點研究.初中學生的科學思維有近四分之一處于形式推理階段，大部分處于向抽象邏輯思維的過渡階段，能否過渡好很關(guān)鍵.因此，培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)意識、發(fā)展挖掘數(shù)據(jù)能力、掌握高效分析數(shù)據(jù)方法，對于學生科學思維的發(fā)展至關(guān)重要.這有利于學生實現(xiàn)科學探究方式多樣化，從生活走向物理，從物理走向社會.

3.教師采用有效的數(shù)字化實驗策略，發(fā)展學生的科學思維.數(shù)字化實驗系統(tǒng)，能夠直接將測得的物理量以數(shù)據(jù)表格、坐標圖象等形式呈現(xiàn)，具有可視性、直觀性的特點，配合手持分析儀使用還具有戶外拓展性，不僅能夠幫助學生得出規(guī)律，鞏固應(yīng)用，而且能夠培養(yǎng)學生應(yīng)用現(xiàn)代化技術(shù)處理數(shù)據(jù)的能力，從而為學生適應(yīng)大數(shù)據(jù)時代的競爭夯實基礎(chǔ).

總之，物理中有許多規(guī)律性知識需要從數(shù)據(jù)分析中得出.從局部、片面的數(shù)據(jù)中獲得規(guī)律不僅不準確，也束縛了學生科學思維的發(fā)展，不利于學生創(chuàng)新能力的提高.通過本課題的研究，教師能夠?qū)⑿畔⒓夹g(shù)與物理教學相結(jié)合，關(guān)注學生的差異性，促進教師、學生共同發(fā)展.在初中物理實驗中開展這項研究具有重要意義.它不僅讓學生擁有數(shù)據(jù)意識、挖掘數(shù)據(jù)的能力和分析數(shù)據(jù)的方法，而且能促進學生的科學思維發(fā)展，同時為培養(yǎng)全面、可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代化建設(shè)者夯實基礎(chǔ).可以說，這是一項為國家、民族的創(chuàng)新發(fā)展夯實基礎(chǔ)，并促進學生科學思維系統(tǒng)化的有用研究.