“数字化”背景下的高中物理课堂精准教学新范式的研究

本文系福建省教育科学“十四五”规划2023年度课题“‘数字化’背景下的高中数理化课堂精准教学新范式的研究”（立项批准号：FJJKZX23-297）的成果。

摘要：随着教育信息化的深入发展，数字化技术在高中物理教学中的应用日趋广泛。本文探讨数字化背景下高中物理课堂精准教学的新范式，着重分析数字化工具在学情分析、实验教学平台构建以及智能反馈系统应用等方面的创新实践。研究表明，数字化教学工具能够有效促进教学精准化、个性化发展，显著提升实验教学效果，并通过即时反馈机制优化教学评价体系。

关键词：高中物理；数字化教学；精准教学；教学范式

引言：在信息技术迅猛发展的时代背景下，教育领域正经历着前所未有的数字化变革。传统的物理教学模式已难以满足新时代学生的学习需求和教育发展的要求。如何充分利用数字化技术创新教学方式、提升教学效果，已成为当前教育领域的重要课题。本研究基于数字化教学理念，探索构建高中物理课堂精准教学的新范式，旨在为提升教学质量提供理论依据和实践指导。

一、利用数字化工具进行学情分析，实现个性化教学

数字化工具在高中物理教学中的应用为精准把握学情提供有力支撑。通过建立完善的数字化学习档案系统，可实现对学生学习过程的全程记录与追踪。该系统不仅包含基础的学习成绩数据，还涵盖课堂参与度、作业完成情况、实验操作技能等多维度信息。借助大数据分析技术，系统能够自动生成每位学生的学习画像，包括知识掌握程度、学习方式偏好、认知能力水平等特征。

在此基础上，智能诊断工具的应用进一步提升学情分析的精准度。通过自适应测试系统，教师可以快速识别学生在物理概念理解、公式运用、实验设计等方面的具体问题[1]。系统会自动生成个性化的学习诊断报告，为后续教学调整提供依据。基于全面的学情分析结果，教师可以实施分层教学策略。针对不同层次的学生，设计难度递进的教学内容和练习任务，确保每位学生都能得到适合的学习挑战。数字化平台还支持学生根据自身情况选择个性化学习路径，真正实现因材施教的教学理念。

二、构建数字化实验平台，提升实验教学效果

物理学科的实验教学在培养学生科学素养方面具有不可替代的作用。数字化实验平台的构建显著拓展传统实验教学的边界。首先，通过虚拟现实技术搭建的仿真实验环境，使学生能够安全地开展高危实验项目，如核物理实验、高压电实验等。这类虚拟实验不受场地、设备和安全因素的限制，学生可以反复尝试，深入探索物理规律[2]。其次，数字化传感器和数据采集系统的应用极大提高了实验的精确度和效率。实时数据可视化功能使学生能够直观观察物理量的变化规律，增强对物理概念的理解。系统自动记录的实验数据便于学生进行深入分析和多次验证。

以鲁科版高三选择性必修第三册中“探究气体压强和体积的关系”实验为例，数字化实验平台的优势得到充分体现。传统实验中，学生需要手动调节注射器活塞位置并读取气压计数据，测量过程耗时且容易产生误差。而在数字化实验平台中，压力传感器能够实时采集气体压强数据，位移传感器精确记录活塞位置变化。系统自动绘制的压强－体积关系图像，学生可以清晰观察到压强与体积的关系。这种数字化实验方式不仅提高测量精度，还使学生将更多精力投入物理规律的分析和讨论中。

三、运用智能反馈系统，实现即时评价与指导

智能反馈系统的运用是实现精准教学的重要保障。系统基于预设的多维度评价指标，对学生的学习过程和结果进行全方位评估[3]。在学习过程中，智能反馈系统提供即时的纠错指导。当学生在解题、实验操作或概念理解方面出现错误时，系统会立即给出针对性的提示和建议。这种即时反馈机制帮助学生及时发现并纠正错误，避免错误认知的累积。同时，系统收集的评价数据为教学决策提供可靠依据。教师可以根据数据分析结果，及时调整教学策略，优化教学资源配置。例如，针对普遍存在的学习困难，增加相应的教学时间和练习机会；对于掌握较好的内容，可以适当加快教学进度。

在鲁科版高二选择性必修第二册“感应电流的方向”实验教学中，智能反馈系统发挥显著作用。学生在进行闭合电路中感应电流方向判断时，系统会自动识别其操作步骤的正确性。当学生在使用右手定则判断磁场方向、运动导体切割磁感线方向或感应电流方向时出现错误，系统立即给出提示：“请注意检查右手拇指、食指和中指分别代表的物理量方向”。对于混淆楞次定律判断步骤的学生，系统会引导其先分析原初磁场、再判断感应电流产生的磁场方向，最后得出感应电流的方向。这种即时反馈不仅帮助学生快速纠正错误认知，还通过系统化的引导强化判断感应电流方向的思维方法。

结语

数字化背景下的高中物理精准教学新范式，通过整合先进的数字化工具和教学理念，实现教学过程的精准化、个性化和高效化。这种教学模式不仅提升教学质量，还促进了学生的全面发展。未来，随着数字化技术的不断进步，高中物理教学将迎来更多创新与突破，为培养新时代创新人才提供有力支撑。

参考文献：

[1]王昭颖，姜玥含.融合数字化应用的高中物理教学探索[J].广西物理，2024，45（02）：148-150+153.

[2]莫君荣.高中物理数字化实验教学策略研究——以电学为例[J].科学咨询（教育科研），2021，（06）：226-227.

[3]王成帮.信息数字化在高中物理教学中的应用[J].数据，2021，（03）：143-145.