内容提要:为紧跟新时代前沿科技发展脚步,深入了解并掌握大数据时代下的学生成绩数据分析,立足于高中物理学科的教学实际,对大数据背景下的高中教学及学生成绩分析进行探索,有效地促进教育教学水平的再提高。
关键词:大数据;学生成绩;数据分析
引言:高中物理一直是一门让学生们爱恨交加的学科,较于初中物理而言,高中物理的教学内容及知识构架明显加深,学习难度跨度明显增大,学科涉及领域日趋广泛和完善。特别是随着新高考改革进程的不断深入,高校专业选课模式的实行,进一步强化了高中物理在高中教育阶段的重要地位。新的历史时代下,大数据技术的问世推广为高中物理教学的进一步发展带来了重要契机。
一、“大数据”到底是什么?
大数据,指的是大量数据的非线性集合,详细而言就是在一定的时间内采用新一代软件技术将大量的数据收集、整理、分析,并产生巨大的数据集合。这种对大量数据分析处理的模式与传统数据处理的抽样调查、随机抽取不同,是对所有采集数据进行非线性分析处理,这就要求这种新型的数据处理模式需要具有强大的决策力、洞察力和流程优化能力,并在确保分析过程顺畅的前提下获得海量的、高增长速率的重要信息。大数据具有五个重要特点,即大量、高速、多样、低价值密度、真实性。
二、大数据对物理成绩数据分析产生的重要影响
1.学生成绩数据网络化
物理学科的综合性和复杂性决定了要学好物理就必须要具有较强的阅读理解能力、语言表达能力,要具有牢固的数学基础和应用能力,同时还要具备良好的理解抽象能力和演绎推理能力。传统的手工阅卷方式占用了大量的人力物力和时间去阅卷和分析试卷,考试结果只能单纯依靠试卷或成绩单展示,并不能有效展示学生在理解表达、数学应用及理解推理等方面的能力水平,存在较大弊端。
2.学生成绩数据多元化
高中物理是一门十分重视实验课程的学科,而传统的学生成绩数据仍然是以笔试分数为主,缺少专业的实验考试成绩研究,在大数据技术被应用于成绩分析之前,这种覆盖于实验课程的数据分析往往需要付出很大努力才能获得。但在大数据技术的支持下,实现物理实验课程及实验仪器的数字化和物联网化成为了可能。另外,传统的高中物理成绩数据缺少除笔试分数之外的诸如平时表现、纵向对比、横向对比等多种科学数据,在大数据技术的支持下,学生成绩数据的分析开始多元化,多种数据模型、纵横向对比、平时与考试成绩相结合等多种算法共用,学生学习效果能够更加科学直观表现出来。比如目前我校启用的“七天网络学业考试公共服务平台”,该平台充分运用大数据挖掘分析技术,老师只需要将试卷或学生作业在平台内扫描评阅,就能快速得到每位学生专属的学情档案,内部涵盖高中物理重难点分布、学生考试成绩走势图、知识易错点和薄弱点分布图等详细数据。
3.学生成绩数据未来化
高中物理是一门连续性、整体性较强的学科,前期任一章节知识的学习都会对后期以及整体的物理知识的掌握有着重要影响。传统的学生成绩分析不能从连续性和整体性上对学生知识掌握水平进行有效评价,而在大数据技术支持下的学生成绩数据分析具有典型的未来化特点,能够通过对海量数据分析探究出各模块物理知识之间内在的连续性和整体性。比如,大数据技术通过数据挖掘,能够判断学生在必修一“力的合成与分解”这一知识点的掌握情况,如果掌握不够牢固,就能预测学生在必修二“平抛运动和圆周运动”方面的学习将会遇到问题。
三、大数据技术下学生成绩数据分析应用策略探索
1.在中学物理实验室中引入物联网,打破实验信息孤岛。在实验教学中融入大数据相关技术是高中物理教学的最佳切入点。传统物理实验课程的各项试验仪器缺少必要的数据采集功能,难以做到数据网络采集共享,必须将中学物理实验仪器进行数字化、信息化处理,搬开数据采集共享的绊脚石。一方面,改造和更新传统的实验仪器,使之尽可能的达到数字化水平。无法达到数字化水平的可以采用人工智能的形式进行信号模拟,使之能够与计算机互联网进行数据交换。
2.强化学科间数据交叉共享。高中物理是一门知识涉及面较广、难度较大的学科,这就要求数据分析要进一步强化学科间数据交叉共享[2]。比如将高中物理数据分析与高中数学数据分析结合在一起,能够有效发现学生在数学运算方面的困难。将物理数据与化学知识进行交叉共享,能够有益于学生在宏观知识与微观知识两方面的有效结合。
3.精准化数据反馈。运用大数据进行分析预测的重要基础就是原始数据的精准化。一旦原始数据失准,那么后续的分析预测也就失去意义。一方面,试卷扫描录入、教师批阅要力求准确无误,防止扫描批阅错误带来分数核算错误[3]。另一方面,学生日常成绩录入要确保次数和质量。以笔者所任教的高二年级为例,每周都在进行周考测试,每周都能确保一次有效的日常成绩录入,日常成绩要着重参考一周课程的作业作答情况和课堂表现情况。
总结:
物理学是自然学科的重要基础,影响着经济社会的发展和人类社会的进步。进入大数据时代,我们更需要大量的优秀理工专业技术人才。作为中学物理教师,应当充分利用大数据技术及时分析学生成绩,有助于实时的反馈教学效果,以便教师能及时调整教学方法和把握不同的侧重点,根据不同的学生在相同知识点上反应出来的得分情况,可以实施精准的培优补差,争取不落下任何一位学生。在未来的教学路上,作为一线教师应当不断探索创新物理教学的新方法新思路,并将其运用到教育教学中,更好地促进物理教学质量的提升。
参考文献:
王雅婷.数据挖掘在学生成绩分析中的应用[J].现代信息科技,2017,1(03):96-97.