鐘祝年

【摘要】如今，教育改革不斷地深入到各方各面，在教育領(lǐng)域應(yīng)用大數(shù)據(jù)研究也是目前教育當(dāng)局面臨的新課題，學(xué)生通過不同的學(xué)習(xí)方式產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，通過挖掘和深度剖析這些大數(shù)據(jù)能，有效的改善學(xué)習(xí)方式、提高學(xué)習(xí)效率。以大數(shù)據(jù)教學(xué)為背景，結(jié)合物理教學(xué)實(shí)際特點(diǎn)，對(duì)國(guó)內(nèi)外的移動(dòng)學(xué)習(xí)、泛在學(xué)習(xí)和教育大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，詳細(xì)敘述了大數(shù)據(jù)教學(xué)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法、作用和如何進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘、教育改革的采取措施和評(píng)價(jià)。

【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù) 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué) 改革 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)

【中圖分類號(hào)】F0-4；G642.423 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2018）27-0103-02

引言

現(xiàn)代社會(huì)是一個(gè)信息化的社會(huì)，中國(guó)教育信息化也是如火如荼的開展，由此推出了中國(guó)教育和科研網(wǎng)。中國(guó)教育信息化發(fā)展是十分迅速的，在僅僅25年的時(shí)間內(nèi)在教育信息化就實(shí)現(xiàn)了很大的提高，教育數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過預(yù)期目標(biāo)。面對(duì)如此數(shù)量巨大的數(shù)據(jù)庫(kù)，如何正確合理有效的利用這些大數(shù)據(jù)是我們應(yīng)該面對(duì)和解決的一個(gè)重要課題。駕馭大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為教育領(lǐng)域的一個(gè)重要組成部分，滲透到教育的方方面面，它不僅僅可以對(duì)教育管理提供幫助、方便決策，也可以促進(jìn)教育和學(xué)習(xí)。

一、教育大數(shù)據(jù)促進(jìn)個(gè)性化的自適應(yīng)學(xué)習(xí)

2012年10月美國(guó)教育部提出來一個(gè)簡(jiǎn)單卻又意義重大的問題——利用教育大數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析和學(xué)習(xí)特點(diǎn)分析來提高學(xué)生個(gè)性化的自主適應(yīng)性學(xué)習(xí)能力，最終實(shí)現(xiàn)每位學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)[1]。

物理這門課程本就貼近生活，實(shí)用性很強(qiáng)。物理實(shí)驗(yàn)更是將實(shí)際與教學(xué)密切結(jié)合起來的一門綜合性課程。它首先要求學(xué)生能掌握扎實(shí)的課本基礎(chǔ)知識(shí)和工程課程，然后在此基礎(chǔ)上提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)知識(shí)、操作技能和學(xué)習(xí)的整體質(zhì)量。在物理實(shí)驗(yàn)的過程中，也是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的開始。這就要求教師改變傳統(tǒng)死板的教學(xué)模式和課程安排，而教育大數(shù)據(jù)正滿足了這一需求，在未來的教育改革中，教育大數(shù)據(jù)的開發(fā)與利用具有勢(shì)不可擋的趨勢(shì)在此之前我們壽面要面對(duì)的問題就是如何挖掘開發(fā)大數(shù)據(jù)，使之能夠更好的服務(wù)于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

二、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的數(shù)字化

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程注重實(shí)踐，其數(shù)字化建設(shè)也應(yīng)該根據(jù)每位學(xué)生的個(gè)性化開展，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，為以后的自適應(yīng)學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。其數(shù)據(jù)化建設(shè)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：每位學(xué)生的資料數(shù)據(jù)化、教學(xué)內(nèi)容和方法的數(shù)據(jù)化和實(shí)驗(yàn)安排數(shù)據(jù)化。物理教學(xué)領(lǐng)域應(yīng)嘗試建設(shè)數(shù)據(jù)化的物理實(shí)驗(yàn)，使每位學(xué)生能夠從中獲得有價(jià)值的數(shù)據(jù)?？梢岳眠@些數(shù)據(jù)來建立數(shù)學(xué)模型，將每位學(xué)生的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)模型進(jìn)行對(duì)比，可以詳細(xì)的了解到學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和結(jié)果。

（一）學(xué)生基本信息的數(shù)字化

要想全面的實(shí)施因材施教，就一定要做好學(xué)生工作，掌握學(xué)生的基本信息。學(xué)生的基本信息可以用來分析學(xué)生各方面的特點(diǎn)。學(xué)生可以在指定教育學(xué)習(xí)平臺(tái)上先注冊(cè)個(gè)人賬號(hào)，通過填寫問卷調(diào)查和個(gè)性小測(cè)試去完整基本信息。要想能順利的開展教學(xué)數(shù)字化工作，首先就要做好信息采集工作。數(shù)字化教育的一個(gè)重要作用就是利用教育學(xué)和心理學(xué)的基本原理對(duì)每位學(xué)生設(shè)定了數(shù)據(jù)模型，學(xué)生選擇物理實(shí)驗(yàn)、心理困惑時(shí)，都可以及時(shí)的提供相應(yīng)幫助。

（二）實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容和過程的數(shù)字化

學(xué)生的數(shù)字化可以使教師輕松地了解到學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前的情況，但教師在此之后就無法了解到學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的進(jìn)度。在整個(gè)物理實(shí)驗(yàn)中，學(xué)習(xí)的進(jìn)度和方法、學(xué)生的各方面因素也是不斷發(fā)生變化的。因此，根據(jù)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，數(shù)字化模型也應(yīng)該不斷地調(diào)整。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，必須對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的內(nèi)容和過程進(jìn)行數(shù)字化處理。這就要求教師在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)提供大量的學(xué)習(xí)資源，如微課、模擬實(shí)驗(yàn)等，以供學(xué)生在不同實(shí)驗(yàn)不同階段選擇適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)內(nèi)容提升自己。同時(shí)，學(xué)生在利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)過程中的細(xì)節(jié)，如學(xué)生每次學(xué)習(xí)時(shí)間、鼠標(biāo)的點(diǎn)擊量、每張網(wǎng)頁(yè)的閱讀時(shí)間和錯(cuò)誤的種類等都應(yīng)記錄在電子學(xué)習(xí)平臺(tái)上，以方便教師可以更具體更詳細(xì)的了解學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的動(dòng)態(tài)。除此之外，實(shí)驗(yàn)儀器的數(shù)據(jù)更加直觀的顯示了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的操作記錄，更重要的意義在于它能夠是學(xué)生詳細(xì)的了解到自己在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中的優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)于教師全面的分析學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況，記錄完整的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與過程是十分必要的。

2.3數(shù)字化的實(shí)驗(yàn)報(bào)告

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)報(bào)告是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的關(guān)鍵內(nèi)容。要想有效順利地促進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，我們可以從改進(jìn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，建立科學(xué)合理的評(píng)分考核制度。傳統(tǒng)的教育模式中形成的實(shí)驗(yàn)報(bào)告存在著一定量的問題，如內(nèi)容和形式方面都有所落后，不能跟上時(shí)代的步伐。而數(shù)字化的實(shí)驗(yàn)報(bào)告的優(yōu)點(diǎn)大致有以下幾方面：

（1）教師可以根據(jù)學(xué)生的性格特點(diǎn)和能力，因材施教地對(duì)每位學(xué)生推行個(gè)性化實(shí)驗(yàn)報(bào)告，提高其學(xué)習(xí)興趣。

（2）數(shù)字化的實(shí)驗(yàn)報(bào)告詳細(xì)記錄了實(shí)驗(yàn)的操作方法和過程，全面真實(shí)反映了學(xué)生的整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，方便老師查閱記錄。

（3）教師在修改電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)很便利，實(shí)驗(yàn)報(bào)告中存在的問題也可以參照網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的內(nèi)容加以糾正。

（4）數(shù)字化的實(shí)驗(yàn)報(bào)告可以及時(shí)保存，方便以后隨時(shí)查閱了解學(xué)生成績(jī)，建立相應(yīng)模型。

三、物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

目前我國(guó)教育部門一直在推進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，而其更大的意義在于深化物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，這就要求教師在以大數(shù)據(jù)為背景下，開展對(duì)如何在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)模式中使用大數(shù)據(jù)的探索。

（一）教學(xué)內(nèi)容

我國(guó)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容一般都會(huì)有指定的實(shí)驗(yàn)，建立在物理實(shí)驗(yàn)教材和操作的指導(dǎo)上。在以大數(shù)據(jù)為背景下，教育內(nèi)容也應(yīng)該進(jìn)行數(shù)字化的改革，以適應(yīng)學(xué)生不斷發(fā)展的個(gè)性愛好。首先，我們要能為學(xué)生提供大量的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源以滿足不同的學(xué)生各種各樣的學(xué)習(xí)興趣，使他們每個(gè)人都可以根據(jù)自己的向往與愛好挑選適合自己的教材內(nèi)容。所以，教育者可以在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上發(fā)布豐富的視頻、音頻、微課等教育資源，方便學(xué)生的隨時(shí)預(yù)習(xí)與復(fù)習(xí)。其次，也要注意提供實(shí)驗(yàn)儀器操作的數(shù)字化。在傳統(tǒng)的物理教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)儀器的操作都是非數(shù)字化的，不利于直觀反應(yīng)學(xué)生的操作過程且已經(jīng)不能滿足學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的要求。因此，對(duì)于新的實(shí)驗(yàn)方法和儀器都要設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容。

（二）教學(xué)方法

微課雖然能夠擴(kuò)大傳播范圍，提高知識(shí)的利用率，但針對(duì)性不強(qiáng)，不能滿足現(xiàn)代教學(xué)對(duì)個(gè)性化的要求。教師主動(dòng)示范和個(gè)例講解，不利于學(xué)生構(gòu)建知識(shí)體系和理解。而且，現(xiàn)在我們教學(xué)時(shí)往往是將課堂講解和實(shí)驗(yàn)操作分開，那么在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生也不可能確切記得課堂上所學(xué)的理論。所以，我們應(yīng)首先來改變這種教學(xué)方法。教師可以根據(jù)學(xué)生的基本信息來設(shè)置實(shí)驗(yàn)方法，結(jié)合實(shí)際情況，根據(jù)教師和學(xué)生的實(shí)際情況設(shè)計(jì)多種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，學(xué)生可以有選擇性的接受[2]；其次，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)提供大齡的教學(xué)資源，學(xué)生可以根據(jù)自己的時(shí)間在閑暇課余時(shí)間對(duì)有疑問的地方重復(fù)學(xué)習(xí)加深理解，不受時(shí)間和空間的限制。數(shù)據(jù)庫(kù)中也記錄了各種各樣的疑難問題的答案，學(xué)生也可以不再只依賴于老師，進(jìn)行自主獨(dú)立學(xué)習(xí)。在某些特定的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生幾個(gè)也可以結(jié)合為一組共同完成一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，教師通過分析大數(shù)據(jù)，可以了解到學(xué)生之間的配合操作情況。

（三）探索新的教學(xué)模式

在教育大數(shù)據(jù)背景下，為了充分發(fā)揮教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法發(fā)生的根本性改變的優(yōu)勢(shì)，教師也應(yīng)該對(duì)每個(gè)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式進(jìn)行創(chuàng)新，以方便發(fā)揮數(shù)據(jù)挖掘和學(xué)習(xí)的功效。通過數(shù)據(jù)挖掘，教師可以充分了解到學(xué)生的基本情況，可以為學(xué)生制定個(gè)性化的學(xué)習(xí)方案。平時(shí)注意觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，了解其學(xué)習(xí)行為和態(tài)度，有針對(duì)性的進(jìn)行指導(dǎo)，隨時(shí)解決學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)遇到的問題。

四、學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)方法的改革

（一）個(gè)性化的物理實(shí)驗(yàn)

個(gè)性化學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體，注重發(fā)展學(xué)生的個(gè)性和培養(yǎng)學(xué)習(xí)愛好，采取適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法、內(nèi)容和評(píng)價(jià)促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，結(jié)合學(xué)生的基本情況，對(duì)每個(gè)學(xué)生建立數(shù)據(jù)模型，然后在教學(xué)的過程中依據(jù)數(shù)據(jù)模式分析學(xué)生的個(gè)性特征和發(fā)展?jié)撃?。個(gè)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是指可以將一定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分配給學(xué)生，學(xué)生可以單獨(dú)或自由組合去制定修改實(shí)驗(yàn)方案，通過這種教學(xué)方式，可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，也可以使他們?cè)谶@個(gè)過程中發(fā)現(xiàn)他們的興趣愛好，滿足了教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生的雙向需求。

（二）物理實(shí)驗(yàn)中的混合式學(xué)習(xí)

混合學(xué)習(xí)是指“在合適的時(shí)間內(nèi)，利用合適的學(xué)習(xí)技術(shù)通過合適的學(xué)習(xí)方法，以合適的學(xué)習(xí)方式使合適的學(xué)習(xí)者獲得最佳的學(xué)習(xí)效果”。這種學(xué)習(xí)方法的開展大大提高了學(xué)生們的學(xué)習(xí)效果[3]。該混合意義設(shè)計(jì)多方面：

（1）課本知識(shí)和多媒體課堂的混合

（2）正式的課堂教學(xué)與非正式的泛在自學(xué)

（3）線上學(xué)習(xí)與線下交流討論學(xué)習(xí)

五、結(jié)語

在如今的教育背景下，教育大數(shù)據(jù)的發(fā)展具有很大的應(yīng)用前景，它正在逐漸改變我們的教育方式，豐富我們的教育內(nèi)容，根據(jù)實(shí)際情況改革物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，努力為我國(guó)的教育事業(yè)創(chuàng)造一片新天地。

參考文獻(xiàn)：

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