大数据技术下《电荷》的作业设计

大数据技术下《电荷》的作业设计

郑益霞

江苏省姜堰区张甸中学 江苏 泰州 225527

摘要：大数据技术已经进入我们生活的方方面面，为精准教学改革带来了极大的便利。把大数据技术运用于高中物理作业设计，能够增强物理作业因材施教的有效性，有利于教师依据学生课堂学习情况设计有利于学生知识掌握、素养提升的针对性作业。以《电荷》一课教学为例，教师依据学生课堂学习的数据信息、以及课程标准对于《电荷》内容的学习要求，结合近五年高考命题数据信息设计契合学生知识理解运用与素养提升的作业。

关键词：大数据技术；《电荷》作业；精准设计

大数据技术能够将学生学情精准及时地反馈到教师这里，大数据技术支持下有利于教师研究课程标准对于所教学的内容的要求及教学实施建议，大数据技术也能够让教师精准了解所教学的内容近几年高考的题型、题量，有利于教师及时掌握畏难学生利用解题软件抄袭作业的情况，为教师精准设计教学内容学生的巩固练习，提供可靠的依据。高中物理教师在教学人教版物理模块三《电荷》一课教学内容时，基于大数据技术支持，设计遵循因材施教教学原则的作用。

一、基于大数据技术把握《电荷》的教材地位。综合不同专业技术水平教师的《电荷》部分的教学设计及其课程标准内容解读，《电荷》部分学生学习内容主要是电荷、感应起电、电荷守恒定律、元电荷四个部分。《电荷》是这一章的基础知识，《电荷》部分是联接初中物理和高中物理有关带电物体学习的纽带，高中物理中《电荷》侧重于从物质的微观结构认识物体带电的本质，作业的设计应该注重摩擦起电和感应起电的实践情境，帮助学生理解并运用电荷守恒定律，让学生结合自己的生活体验运用三种不同起电方式分析学习的重点，深入理解电荷的守恒，深化对电荷的认识。教师通过大数据分析学生《电荷》部分应该能够提升的学科核心素养分别是物理观念，要求学生通过模型理解电荷的物理观念，建立有关电荷的物理特性，基于物理语言从微观视角科学地解释物体带电现象。科学思维，由现象到本质，由抽象到概括，由个别到一般，深度思考并认识电荷守恒定律的普遍性。养成科学探究的物理学习习惯，让学生在实验的基础上理解摩擦起电和感应起电，判断判断电荷的转移方向和计算电荷转移数量。给学生设计具有实践性、生活化的巩固练习作业，帮助学生理解物理概念形成的过程，探索物理现象隐藏的规律性，让学生在完成作业的过程中培养自己科学态度与责任。

二、基于大数据技术把握学生《电荷》的学情。《电荷》部分的物理作业设计应该关注学生学习过程、学习方法等，教师依据任教班级学生物理课堂学习反馈大数据，精准定位学生课堂学习中存在的问题，及时发现教学偏差和学生学习的不足，针对性地依据问题利用作业弥补，尤其是在学生前期物理课时作业反馈的大数据，确定学生日常学习的疑难点和易错点，结合《电荷》学习的重点和难点，关注学生课堂学习过程的经历和体验，聚焦《电荷》中电荷移动方向、聚焦电荷守恒定律的运用，聚焦学生作业过程中学科核心素养的形成与发展。以电荷发现的主要历程为例，课堂反馈数据显示，学生这部分知识主要来自教材的介绍，作业设计的时候，可以要求学生利用互联网数据探究并明确电荷产生过程，同时让学生确定发现电荷的科学家，发现的依据是什么。从古希腊人泰勒斯到中国学者王充到英国科学家吉尔伯特，从他们发现电荷的过程中能够把握电荷的物理概念，了解电荷能够吸引轻小物体的特点。再到美国科学家富兰克林的电荷研究，学生就会进一步发现雷电的性质和摩擦起电产生的点的性质完全相同，同时也能够明白正电荷和负电荷是怎么回事，能够了解同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引。同样依据学生课堂《电荷》知识探究的进程以及探究的方法，教师可以发现学生在认识电荷守恒定律、元电荷和比荷、建构原子结构模型和电荷守恒模型过程中存在这样那样的问题，那么设计巩固练习的时候，要增加这些知识的操作性物理习题。

三、基于大数据技术设计《电荷》的课外作业。课外作业是课堂学习的延伸，依据高中物理的学科特点，课外作业强调实践性、活动型、生活化、科学性，其作业的宗旨是为了帮助学生巩固课堂学习的知识、运用课堂学习的知识解决实际问题、弥补课堂学习的遗漏、检测学生课堂学习目标是否达成等，新课标背景下的物理课外作业应该更加关注立德树人。基于大数据技术支持高中物理课后作业的设计应该努力做到这样几个方面。一是设计基于本校大数据支持下的掌握的学生学情的作业，做到作业适合任教学生已有的物理学习能力、难易度适中、作业情境本土化、校本化。二是精准检测学生《电荷》课堂学习目标是否达成、紧扣学生课堂学习内容，助力学生理解、运用《电荷》部分知识、关注学生物理学科核心素养的提升。三是层次清晰的优质设计课外作业，为应对学生利用解题软件抄袭答案，设计的课外作业要进行题库检索，凡是过往的没有什么价值的题目，不能使用，要借助大数据平台分析设计的题目与教学目标的一致性，要依据习题参数设计科学性的作业，聚焦《电荷》课堂学习的重点与难度，为学生提高物理学科素养和物理学习素养奠基。如电荷的有关概念可以设计这样的课外作业。三个塑料小球甲、乙、丙， 甲和乙，乙和丙，丙和甲间都是相互吸引的，如果甲带正电，则甲、乙、丙中哪一个带正电，哪一个带负电，哪一个不带电：学生可以直接自己进行实验，在此基础上根据同种电荷排斥、异种电荷吸引进行判断。

大数据支持下的物理课外作业地智慧设计，使得普通高中物理课外作业更加精准地体现因材施教的优秀传统，智慧设计作业的核心就是依靠现代信息手段、大数据为依托，革新传统作业设计存在的问题，建构智能化的高效作业反馈信息，高中物理教师要以大数据为背景，探索信息数据与物理作业设计、检测、结果统计、问题纠正的深度融合，发挥课外作业在学生学习能力发展和素养提升中的重要作用。