初中物理智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究

劉永剛

智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)是非常重要的教育教學(xué)工具，因?yàn)檫@一工具不僅使用便捷，在投入與產(chǎn)出上也尤為明顯，有利于引入更多的教學(xué)資源，提高課堂成效，是當(dāng)前階段易于實(shí)踐應(yīng)用的一類載體工具。然而，如何通過對智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)知識模塊的設(shè)計(jì)，配合以學(xué)生為中心的教育理念，減少對學(xué)生知識及能力發(fā)展的限制，是當(dāng)今階段初中物理教師進(jìn)行教育實(shí)踐面臨的最大問題和挑戰(zhàn)。為此，初中物理教師應(yīng)該明確知識模塊設(shè)計(jì)的流程，正確看待系統(tǒng)設(shè)計(jì)賦能課堂這一教育理念。

為保障智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性及科學(xué)性，初中物理教師需要識別不同學(xué)生的能力，把握不同知識檢測模塊的難度，制訂教育教學(xué)計(jì)劃，依靠針對性指導(dǎo)減少初中生在學(xué)習(xí)發(fā)展中可能會產(chǎn)生的學(xué)習(xí)焦慮問題。而解決學(xué)生的學(xué)習(xí)焦慮問題，能夠幫助學(xué)生更好地融入課堂，逐步形成學(xué)習(xí)自驅(qū)力。其中，依靠智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)減輕學(xué)生的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)只是其中一個(gè)方面的優(yōu)勢，在另一方面，這一系統(tǒng)工具還可以減少學(xué)生對教師的依賴，使學(xué)生基于知識檢測模塊中的問題，進(jìn)行自主研究與合作探討。

一、初中物理教學(xué)要求

（一）意識引導(dǎo)要求

由于初中生的能力有差異，有的學(xué)生擅長邏輯分析，喜歡對不同的物理現(xiàn)象進(jìn)行研究;有的學(xué)生觀察力很強(qiáng)，能夠基于物理實(shí)驗(yàn)掌握相關(guān)的定理知識，這是物理教師進(jìn)行意識引導(dǎo)時(shí)需要考慮的問題，所以要順應(yīng)學(xué)生的成長規(guī)律以及不同章節(jié)的教育教學(xué)要求，轉(zhuǎn)變教學(xué)方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性和實(shí)踐思維能力。從物理教學(xué)的角度來說，初中物理教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的反饋，以及對學(xué)生不同階段學(xué)習(xí)狀態(tài)的調(diào)查，考慮到不同引導(dǎo)方法的長期價(jià)值以及對初中生的持續(xù)影響，使學(xué)生對教師提出的問題進(jìn)行積極思考，真正了解到物理知識的使用方法，以改善學(xué)生學(xué)習(xí)主動性不高的情況。由此可見，教育教學(xué)工作不應(yīng)只看短期收益，應(yīng)該通過學(xué)生的反饋，從持續(xù)性培養(yǎng)的層面出發(fā)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)自驅(qū)力。

（二）教學(xué)實(shí)踐層面的要求

教師在進(jìn)行教育教學(xué)工作時(shí)，需要具有長遠(yuǎn)的教育教學(xué)觀念，去探討不同教學(xué)實(shí)踐方法的科學(xué)性和易行性，找到有價(jià)值、有效果的教學(xué)方式，用于對學(xué)生的思維、學(xué)習(xí)狀態(tài)進(jìn)行引導(dǎo)，這是對實(shí)際教學(xué)方法要求的體現(xiàn)。除此之外，教師還應(yīng)看到學(xué)生內(nèi)在的能力，以便通過引入媒體技術(shù)、智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)減少重難點(diǎn)章節(jié)內(nèi)容對學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)的影響，避免學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生過強(qiáng)的挫折感，從教育心理學(xué)層面出發(fā)，使學(xué)生在知識學(xué)習(xí)過程中敢于試錯(cuò)，擁有自我反思、糾錯(cuò)的能力等。由此可見，教學(xué)實(shí)踐的可用方法多，更利于強(qiáng)化學(xué)生的基礎(chǔ)能力，那么學(xué)生就可從知識學(xué)習(xí)過程中形成抗挫折能力。

（三）資源的合理運(yùn)用

初中物理教師應(yīng)注意保護(hù)學(xué)生的學(xué)習(xí)成就感和積極性，這是提高教學(xué)效率最重要的因素。這就需要物理教師通過豐富教學(xué)資源的方法，如利用物理實(shí)驗(yàn)視頻、名校知識講解培養(yǎng)學(xué)生好學(xué)的精神以及與其他同學(xué)合作交流解決物理問題的能力等，這可能是被大多數(shù)教師忽略的一個(gè)問題。由此可見，為提高智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的效果，教師需要明確資源合理運(yùn)用的要求，匯集更多的教育教學(xué)資源，以保障學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。另外，從學(xué)生層面進(jìn)行分析，初中生的注意力更容易被可視化的內(nèi)容所吸引，這也是為學(xué)生提供物理實(shí)驗(yàn)視頻的重要原因。從宏觀層面看待物理教育教學(xué)問題。當(dāng)前階段的學(xué)生現(xiàn)處于一個(gè)快速變化的時(shí)代，充滿了挑戰(zhàn)，需要物理教師從教學(xué)層面出發(fā)，通過提供更多教育教學(xué)資源幫助初中生得到內(nèi)在成長。

二、初中物理智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

（一）知識檢測模塊設(shè)計(jì)

技術(shù)的發(fā)展導(dǎo)致物理教學(xué)的方式和發(fā)展也產(chǎn)生了變化，如何在技術(shù)變革中通過智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)解決當(dāng)前學(xué)生所面臨的學(xué)業(yè)問題，并結(jié)合技術(shù)賦能提高物理教學(xué)工作的成效，是當(dāng)前物理教師應(yīng)重視的。這是因?yàn)榧夹g(shù)的發(fā)展帶來的影響不僅體現(xiàn)在教育教學(xué)模式上，還體現(xiàn)在實(shí)際教學(xué)方法和教學(xué)質(zhì)量方面。所以，初中物理教師應(yīng)通過對知識檢測模塊的設(shè)計(jì)，如在有關(guān)“聲音傳播條件”的教學(xué)中，為學(xué)生提供具體的學(xué)習(xí)方向，通過這種方式加強(qiáng)物理教學(xué)的領(lǐng)域性，使學(xué)生在學(xué)會相關(guān)定理、概念的同時(shí)，能夠形成更強(qiáng)的能力。由此可見，初中物理智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐應(yīng)用，從思維調(diào)動、興趣提升的角度看，存在絕對的優(yōu)勢和明顯的應(yīng)用價(jià)值。

例如，“聲音”教學(xué)后，教師可根據(jù)不同情況下學(xué)生對所學(xué)知識的接受和理解程度，設(shè)計(jì)相關(guān)的知識檢測模塊，并強(qiáng)化學(xué)生對聲音傳播及計(jì)算方式的理解。對于初中階段的學(xué)生來說，跟隨教師的引導(dǎo)以及對知識檢測模塊的設(shè)計(jì)，不斷學(xué)習(xí)到新知識、新概念，不斷進(jìn)行邏輯思考，能解決物理問題以及進(jìn)行相關(guān)的實(shí)踐鍛煉。除此之外，對智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究，是因?yàn)樵诔踔猩綍r(shí)的學(xué)業(yè)生活中，能對學(xué)生進(jìn)行能力培養(yǎng)的機(jī)會較少，也無法令學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中擁有發(fā)揮其他能力的平臺。智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)就像一類數(shù)據(jù)庫，在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生能非常清晰地看到不同章節(jié)的重難點(diǎn)內(nèi)容，強(qiáng)化自主學(xué)習(xí)意識。

（二）知識追蹤模塊的設(shè)計(jì)

實(shí)際上，合理應(yīng)用智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)，能夠基于當(dāng)前學(xué)生面臨的學(xué)習(xí)問題，設(shè)計(jì)出對學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)的追蹤模塊，有利于在教育教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生的問題，評定學(xué)生不同階段的學(xué)習(xí)狀況，從而優(yōu)化教學(xué)，提高教學(xué)成效。同時(shí)，知識追蹤模塊的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，大多基于學(xué)生的反饋，以及學(xué)生對新知識、新概念的理解情況進(jìn)行，教師可以通過這種模塊設(shè)計(jì)呈現(xiàn)不同的知識，解決學(xué)生對新知識理解不具體的問題。也只有這樣，才能引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入積極的思維狀態(tài)，并在教師指導(dǎo)之后，擁有良好的自學(xué)能力，幫助學(xué)生的思維及能力得到快速提高，使學(xué)生擁有更多的機(jī)會進(jìn)行學(xué)習(xí)和實(shí)踐，從而提高學(xué)習(xí)自驅(qū)力。這兩項(xiàng)能力是當(dāng)前階段學(xué)生需要具備的，也是學(xué)生進(jìn)行自學(xué)和持續(xù)提升的基本條件，更是學(xué)生面向未來學(xué)習(xí)與生活的重要能力。

例如，學(xué)習(xí)“電路”知識后，教師可根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋進(jìn)行知識追蹤模塊的設(shè)計(jì)，以便解決學(xué)生諸如區(qū)分電路性質(zhì)、串聯(lián)和并聯(lián)電路的特點(diǎn)等問題。從長期來看，這種教學(xué)方法是一個(gè)教育閉環(huán)，能夠通過學(xué)生的反饋，在下一階段的課程傳授中，針對并聯(lián)、串聯(lián)電路進(jìn)行講解和演示，這將提升學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，也能幫助學(xué)生構(gòu)建相應(yīng)的知識框架。除此之外，為了使這種教育教學(xué)方式具有立竿見影的效果，解決初中生當(dāng)下的學(xué)習(xí)問題，緩解學(xué)生的焦慮感和挫折感，教師還需要結(jié)合多媒體技術(shù)，通過可視化演示、展示的方式，避免學(xué)生出現(xiàn)對物理概念和物理現(xiàn)象產(chǎn)生不理解的問題，可以在此過程中培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力以及理解能力。由此可見，知識追蹤模塊的設(shè)計(jì)，是對學(xué)生反饋問題的總結(jié)，也是通過媒體技術(shù)強(qiáng)化學(xué)生理解的一種方式，合理地運(yùn)用這一實(shí)踐方法，有利于提高教育教學(xué)質(zhì)量。

（三）思維培養(yǎng)模塊的設(shè)計(jì)

進(jìn)行智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，應(yīng)強(qiáng)調(diào)對學(xué)生思維的影響，因?yàn)椋较胍獙W(xué)生發(fā)展得好，就越需要重視思維靈敏度以及邏輯分析能力的培養(yǎng)，這是脫離初中生分?jǐn)?shù)之外的能力，而正是這些能力，能給學(xué)生帶來更多正向影響，能助力學(xué)生的成長，也可以幫助學(xué)生對所學(xué)知識進(jìn)行更好的規(guī)劃。為此，教師可將智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)劃分為以下兩個(gè)步驟：（1）通過問題引導(dǎo)，強(qiáng)化學(xué)生的思維敏感度。這是因?yàn)榻處煹膯栴}引導(dǎo)能夠幫助學(xué)生認(rèn)識學(xué)習(xí)中的問題，為學(xué)生思維能力的提升提供支持。（2）與學(xué)生進(jìn)行更多的交流與互動，保護(hù)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生能夠明確方向，并且主動進(jìn)行邏輯上的思考和分析。上述兩個(gè)方面，是物理智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中不可或缺的內(nèi)容。

例如，“聲音傳播速度”的教學(xué)中，教師首先應(yīng)提出與聲音傳播速度存在直接關(guān)系的話題，基于話題和情境對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)：聲音在空氣中的傳播速度是多少？這種提問方式可以引導(dǎo)學(xué)生回答，也可以根據(jù)學(xué)生答案找出其學(xué)習(xí)上的局限性，以便達(dá)到調(diào)動學(xué)生思維的目的。與此同時(shí)，根據(jù)問題總結(jié)學(xué)習(xí)中的重難點(diǎn)知識，是當(dāng)前階段初中生必備的能力，能夠幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)生活中找到適合自己的學(xué)習(xí)與發(fā)展路徑。

三、結(jié)語

對不同教學(xué)模塊進(jìn)行合理及科學(xué)的設(shè)計(jì)，從教學(xué)實(shí)踐中找準(zhǔn)不同學(xué)生面臨的學(xué)業(yè)問題，并根據(jù)不同單元內(nèi)容的難易程度制訂相應(yīng)的教育教學(xué)方法，配合教師的針對性指導(dǎo)，有利于緩解學(xué)生的學(xué)習(xí)焦慮，解決學(xué)生的思維靈敏度不足等問題。除此之外，對思維培養(yǎng)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，能夠更好地使學(xué)生融入課堂，逐步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。除此之外，這一系統(tǒng)工具的應(yīng)用，還可以極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)自驅(qū)力，使之能根據(jù)教師提出的問題進(jìn)行自主研究與合作交流。