文章基于學生利用國家中小學智慧教育平臺等網絡大數據資源,將教育教學與信息技術深度融合,開展“線上+線下”相結合的個性化物理教學實踐。 后疫情背景下,在延續傳統學校教學優勢的基礎上,深入探索高中如何轉變教育教學方式,將在線學習的優勢有效融入到日常教學活動中,利用信息技術如智慧課堂,有效診斷和提升學科能力,從而更針對性地解決學生的個性化需求,提高學生的主觀能動性,從而提高學生的物理核心素養。
一、實施背景
《教育信息化2.0行動計劃》提出,不斷加快教育現代化步伐,深入變革教學方式、學習方式,構建智能化、多元化的學習模式。 要在學生中樹立“終身學習”的理念,教會學生掌握“終身學習”的方法,培養學生“終身學習”的習慣。 在實際教學過程中,教師要勇于打破傳統課堂教學模式,尤其是在后疫情背景下,要有效依靠和利用在線學習平臺等信息技術手段,實現教學方式的改革。
個性化學習以學生為中心,突出不同學生的個體差異,著力解決學生的個性化需求,通過人工智能、大數據分析、網絡平臺應用等手段構建個性化的學習空間和發展目標,提高學習的精準度。教學使學生實現有針對性的學習,促進學生個性化、高質量發展。 與傳統教學相比,個性化學習從注重整體發展到注重個體差異,從解決學生整體需求發展到解決學生個體需求。 借助人工智能等科技手段,拓展學生的學習空間和時間,鼓勵學生從參與傳統課堂統一學習進一步發展到線上線下多空間學習。 教學空間的拓展促使教師重新整合和構建教學內容和教學流程,極大豐富了教師教學的多樣性,通過大數據分析提高教學的準確性,通過人機交互提高教學效率。
筆者以高中物理“機械能守恒”一節為例,探討在“雙減”政策下,如何對班上不同能力水平的學生進行有針對性的教學指導,使學生能夠主動、主動地進行教學。創造性地開展自主學習活動,更有效地實踐多元化教學。
2、創新成果
1、構建“人工智能”條件下的個性化學習模型
(一)“人工智能”條件下的課前學習
圖1 課前學習流程 圖2 課中個性化學習流程 圖3 課后高效練習流程
借助互聯網大數據資源庫,建立課前智能預習和輔導機制。 將學習內容分解為多個知識點必修2物理7.9實驗:驗證機械能守恒定律教學設計,引導學生學習分割的知識點,并通過系統測試監控學生對前置知識點的掌握情況。 若未達到要求,則引導學生繼續學習前置知識點。 教師根據學生課前監測結果進行備課和課堂教學,有效提高課堂教學質量。
(二)“人工智能”條件下的課堂個性化學習
后疫情背景下,教育方式發生重大變革,線上線下融合的混合式學習成為后疫情時代教育新常態。 利用豐富的在線學習資源,采用多元化的教學方式,建立混合式學習模式,為不同學習能力的學生提供分層精準教學,增強學生學習主動性,有效減輕學生學習負擔。
(三)“人工智能”條件下的高效課后練習
針對學生課后鞏固練習時大量機械性、重復性復習造成的效率低下的問題,缺乏針對性導致效率低下。 利用人工智能條件下的大數據學業狀況和作業診斷,實現個性化作業推送和監控,提高學生的學習效率。 效力。
經過一年的教學實踐,我校將國家中小學智慧教育平臺嵌入到學生日常使用的平板電腦中,并在日常教學中根據我校學生的學業情況進行個性化的學習指導。 通過問卷調查、學生訪談、學生成績比較等多種方式發現,通過個性化學習,學生的整體學習興趣和成績得到了顯著提高。 同時,學校教師在實踐過程中還發表論文5篇。 參加中央電教中心舉辦的創新論文評選,獲得合肥案例評選一等獎4項、二等獎1項、一等獎1項。
2.主持國家級委托項目《基于教育資源平臺的混合式學習研究——以全國中小學網絡云平臺應用為例》,已結題。
3、論文《基于大數據網絡平臺應用的STEAM案例開發與實踐》發表于《中國電化教育雜志》(核心期刊)。
4、論文《“雙減”背景下高中物理教學有效性研究》發表在《教育測試與評價》(國家級期刊)上。
5、課例《基于大數據網絡云平臺應用的STEAM教育實踐》榮獲2021年度合肥市教育信息化案例評比優秀案例。
3、創新與可復制分析
1、利用國家中小學智慧教育平臺,為學生提供多學科知識的共同學習路徑。
2、線上學習與線下實踐混合的教學方式,讓學生根據自己的知識水平和能力進行學習,更符合“雙減”要求。
3、目前大部分人工智能輔助教學主要表現為淺層技術應用支撐知識轉移,而原有的教學內容和教學方式并沒有發生太大的改變。 本課題試圖改變傳統的教學方式,利用人工智能技術構建個性化的學習模式。
4、目前適合高中生的大數據網絡資源平臺雖然已覆蓋全國,但??在與學校教學的有效融合方面仍需進一步協調和完善。 本研究試圖將國家中小學智慧教育平臺嵌入到學生日常使用的平板電腦中,使教師能夠利用大數據資源進行教學實踐,學生能夠有效地進行個性化學習。
5.為高中物理學習個性化教學設計提供基本思路
作者根據物理核心素養要求和學生的學術基礎,構建“線上+線下”相結合的個性化學習路徑,促進優秀學生的個性化發展。 教師首先在課堂上進行統一教學。 但由于不同層次學生的個體需求不同,成績優秀的學生需要在課堂內容的基礎上進一步提高,學習困難的學生需要加深對課堂內容的理解,而其他學生則需要提高理解的課堂內容。 鞏固練習。 針對不同層次學生的個性化需求,教師可以將學生分為A、B、C三組必修2物理7.9實驗:驗證機械能守恒定律教學設計,分別制定知識學習清單,引導學生充分利用國家智慧課堂提供的特色學習板塊。中小學個性化學習的教育平臺。
學生學習后,通過智學網等智能平臺測試學習成果。 教師進一步對考試成績不理想的學生進行分層,組織學生進行二次在線學習。 對于重要、難點或易錯的知識點,可以通過錄制的微課為學生提供在線指導。 對于個別出錯率較高的學生,可以采用線下教學的方式,增強學生的理解和應用能力。 通過這種“線上+線下”混合學習方式,優化學生的學習體驗和需求,從而有效提高學生的學習質量。
四、具體內容及實施步驟
(1)基于物理學科核心能力的教學分析
參考上述個性化教學設計,在某堂課內容的教學時,應根據核心要求,對本堂課的教學目標、學生學業狀況、教學重點、難點等進行綜合分析。物理學科的能力。 例如,《機械能守恒定律》這一段是民教版(2019)必修卷2第8章單元教學的核心內容,對整個單元起到了總結和升華的作用。 。 通過本部分的學習,學生需要從物理概念的角度掌握機械能的概念、機械能守恒定律的定義和適用條件。 從思維能力的角度,學生需要加深對能量轉換本質的理解,能夠從力和函數的角度分析物理問題,闡明其深層內涵。 從科學探究的角度出發,在推導機械能守恒定律的過程中,有助于培養學生的演繹推理能力和科學探究精神。 也為學生追求“守恒量”、樹立正確的科學觀念、理解自然規律奠定了良好的基礎。 通過學習發現,學生比較容易掌握機械能守恒定律的概念和基本應用,但在機械能守恒定律的靈活應用上還存在一定的困難,尤其是機械能守恒定律的應用。結合能量守恒定律的綜合應用問題。 同時,學生在應用過程中很容易混淆函數關系和機械能守恒定律。 因此,需要引導學生理清思路,判斷機械能守恒定律的條件,并正確運用公式。
由于高中課時的限制,對于偏科學生來說,在完成基礎內容學習后,有足夠的時間追求科學思維能力和綜合分析能力的提高; 而對于學困生來說,則需要夯實基礎,強化知識點。 理解并應用; 中學生的重點是知識的靈活運用和遷移能力的訓練。 因此,教師可以利用網絡平臺為學生提供個性化的學習指導,進一步提高學生的物理核心素養水平。
(二)實施步驟
1.利用校內學習成果指導線上教學任務
老師根據學生課堂學習狀況、課后作業完成準確率、學生物理學術水平等因素,對班上50名學生的能力進行分層。 以拓展學生物理思維能力為目標,將物理學習狀況良好、學習能力足夠的學生分為A組; 以提高學生知識應用和遷移能力為目標,中級學生分為B組; 以鞏固基礎知識、解決知識障礙為目標,將物理學習薄弱的學生分為C組,三組各制定學生自主學習任務清單,實現差異化、個性化的學習指導。 同時,教師還需要實時了解學生的學習狀況,靈活調整分組。 分組后,教師會根據校內線下學生的學習狀況、章節教學內容的難易程度等信息,不定期向學生發放學生自主學習任務單,指導學生進行個性化學習。
圖4 全國中小學智慧教育平臺課程學習界面
2.通過在線學習提升學生的知識和能力
學生按照學習清單內容,利用課余時間登錄國家中小學智慧教育平臺(高中-初中-物理人教版必修課第二卷-第八章守恒定律)機械能 - 機械能守恒定律專題)用于在線獨立課程學習。 在機械能守恒定律章節,國家中小學智慧教育平臺為學生提供了新增講座、練習課程、專題課程、實驗課程四種不同類型的課程,充分滿足個性化需求不同學生的在線學習。 優秀學生、一般學生、學習困難學生都可以起到分層學習指導的作用。 例如,優秀的學生在學校線下學習后可以選擇學習平臺上的機械能守恒定律專題課程,而學習困難的學生可以先進入練習題學習后,再進行專題學習。 通過觀看名師現場課堂錄音、完成在線練習,學生可以進一步鞏固重點知識,進一步突破疑難知識,進一步提高思維能力。
圖5 全國中小學智慧教育平臺《機械能守恒定律》課程內容
3.利用在線智能學習診斷學業質量
教師根據本課程內容,依托學校智慧課堂平臺,撰寫試卷,向班上部分優秀學生下達自主學習質量測試任務。 學生登錄大數據精準教學系統學生端實踐中心,在規定時間內完成《機械能守恒定律自主學習作業》。
學生完成作業并提交后,老師將在線對作業進行評分。 老師批改后,學生在線批改批改的作業并重新提交。 教師可以通過學生的回答了解學生對機械能守恒定律相關知識的掌握情況。
筆者在我所任教的班級進行了教學實踐,并向學生下達了測試任務。 這次,班上共有20名學生被布置了測試任務。 共有7道題,其中選擇題6道,計算題1道。 難度系數為中上。
圖6 教師出題
圖7 教師在線發布自主學習作業
圖8 學生改正錯題并上傳
圖9 老師糾正學生的錯誤問題
4、利用大數據測試報告對學生進行針對性指導
老師根據智學網實踐中心的分析報告,了解學生機械能守恒定律部分的學習狀況,分析學生的共性問題,以及不同學生的知識掌握情況和薄弱環節,并進一步為學生分配分層任務。 這提高了個性化學習的有效性和準確性。
本次針對優秀學生的能力提升測試主要圍繞機械能守恒定律的五個重要知識點進行,即機械能守恒定律的條件、機械能守恒定律的基本應用、機械能守恒定律的中和應用。機械能守恒定律,以及機械能守恒定律與動能定理的關系。 機械能守恒定律與能量守恒定律的區別及綜合應用。
通過數據分析發現,部分學生對《機械能守恒定律》這一部分的整體掌握程度較差,需要進行第二輪在線個性化學習。 對于這些學生,老師調整任務清單內容,進行二次學習任務。 發布了一份清單來指導學生進行中學學習。
從測試結果來看,學生在機械能守恒定律綜合應用和守恒定律綜合應用能力兩個知識點上的總體得分率較低,說明學生在應用中還存在問題機械能守恒定律的認識及其靈活應用能力有待不斷提高。 。 對于得分率較低的題型,錄制微課并通過智慧課堂平臺發送給學生,供學生自主學習。 此外,同步進行在線問答,幫助學生更好地了解相關問題。
5、線下一對一指導,促進學生個性化問題解決
經過第二輪個性化學習后,筆者發現,20名優秀學生中,有3名學生的考試成績相對較低,說明優秀學生雖然整體學習狀況較好,但對某些知識點答不出來。和問題。 模型的掌握還存在問題,比如本次測試反映出的知識薄弱點——機械能守恒定律與函數關系的區別。 針對這一問題,教師可以選擇對這三名學生進行校內線下面對面指導,針對他們的薄弱知識點進行點對點分析,幫助他們發現和補缺,從而提高學生的整體學術水平。
(三)教學反思與改進
1、大數據網絡平臺應用,提高個性化學習效果
國家中小學智慧教育平臺等大數據教學資源為個性化學習提供了重要載體,促使教師以解決學生個性化需求為目標重構教學內容,積極探索高中個性化學習的實施。學校。 從而提高學習的針對性和有效性。 通過教學實踐,為班上20名物理優秀學生提供了“線上+線下”的個性化學習指導。 學生通過在線大數據平臺學習和提高物理專業知識,并借助大數據精準教學系統進行在線實踐測試。 教師利用系統數據統計,對考試成績不理想的學生進行復課,針對學生的典型錯誤進行微課。 線上錄制答題,線下對學習薄弱者進行一對一指導,通過一系列針對性測試
嘗試,讓學生發現自己的問題并有效地解決和提高。
2、“線上+線下”混合學習方式,提高個性化學習的時間和空間
后疫情時代,借助豐富的網絡資源進行在線學習已成為未來發展的常態趨勢。 隨著在線學習機制日趨成熟,在線學習渠道更加多元化,“線上+線下”混合式學習方式被越來越多的家長和同學接受和認可,這為在線學習的深入發展提供了機會。混合式學習。 特別是在“雙減”政策背景要求下,高中教師必須轉變教學方式、拓展教學路徑、整合教學資源、優化教學流程、進行個性化學習指導,減輕學生過多的課業負擔物理資源網,有效提高學生的學業水平。 ' 學術質量。 通過這種“線上+線下”混合學習方式,可以實現時空改造和重構,有效改變教學時間,拓展教學空間,極大滿足學生個性化發展的需求。 針對不同需求的學生,針對其學習難點提供個性化的學習指導,可以更好地提高優秀學生的主觀能動性和物理學習水平。
3、構建學習共同體和聯合學習機制,加強個性化學習監管
在線大數據資源和學習空間為學生個性化學習的實施提供了平臺和有效路徑,但也伴隨著需要解決的問題。 由于在線學習對學生學習的主動性和自覺性要求較高,學生缺乏一定的監督,導致部分學生不能嚴格要求自己,自覺獨立地完成學習任務,直接降低了個性化學習的效果。 針對這個問題,后期我們可以通過建立物理學習社區,建立學生共同學習、互相監督的學習機制,讓學生在線上共同學習、互相監督、互相激勵、討論。共同解決問題,實現互相幫助、共同進步。 良好的學習氛圍。 或者也可以建立學生輔導制度,為學生提供可選導師,成立以導師為核心的互助小組。 導師將督促組內學生進行在線學習和測試,進一步提高學生自主學習的意識和能力。 ,從而提高學生的物理素養。
4.引導學生參與學習設計,突破個性化學習障礙
個性化學習的重點是關注學生的個體差異,解決學生的個性化需求。 因此,教師在設計個性化教學時,必須充分考慮學生是教學的主體,充分調動和發揮學生的主體作用。 因此,可以引導學生參與個性化學習的設計過程。 例如,在個性化學習初期,教師分層布置個性化學習任務,根據學生的學習水平進行分層。 為了優化設計,可以考慮讓學生根據自己的體能水平自主選擇分層小組,讓學生從被迫加入中做出自主選擇。在個性化學習的中期階段,當學生采取自主選擇的方式時,學習質量測試,老師會根據學生的測試結果安排二級分層任務。 為了提高學生的主觀能動性,教師可以考慮
學生根據自己的測試結果自主選擇二次分層任務,而不是由老師直接布置。 在個性化學習后期,教師需要針對個別學生考試成績不理想的情況,進行線下一對一指導。 為了更有效地幫助學生,指導方法不一定是老師教的。 你可以選擇開設學生講堂,讓這部分課程知識薄弱的學生擔任專家講師,與班上的學生進行交談,從而鼓勵這些學生在教學前先自學。 在這一教學過程中,教師要充分信任和尊重學生的判斷和選擇,引導學生突破學習障礙,提高學生素質。