學(xué)科核心素養(yǎng)下中學(xué)物理觀察類實(shí)踐作業(yè)的開發(fā)與分析

摘 要：在中小學(xué)五項(xiàng)管理系列政策出臺后，教師在作業(yè)管理中優(yōu)化作業(yè)設(shè)計(jì)、開發(fā)實(shí)踐性作業(yè)更加必要.本文從觀察法及科學(xué)觀察的意義出發(fā)，結(jié)合學(xué)科核心素養(yǎng)，對觀察類常用到的自然現(xiàn)象觀察實(shí)踐作業(yè)、實(shí)驗(yàn)觀察實(shí)踐作業(yè)、測量工具觀察實(shí)踐作業(yè)的設(shè)計(jì)和案例進(jìn)行探析，為其它類別實(shí)踐作業(yè)的設(shè)計(jì)提供參考.

關(guān)鍵詞：科學(xué)觀察;物理核心素養(yǎng);實(shí)踐作業(yè)

中圖分類號：G633.7???? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B???? 文章編號：1008-4134（2021）24-0020-02

作者簡介：樊黨娟（1963-），女，寧夏銀川人，本科，中學(xué)高級教師，研究方向：中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué).

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)、來源于生活并應(yīng)用于生活的學(xué)科，新冠肺炎疫情的到來，使開學(xué)時(shí)間不斷延期，各地區(qū)各學(xué)校均開展線上教學(xué).寧夏“空中課堂”組合教學(xué)名師統(tǒng)一錄制教學(xué)內(nèi)容，有效地提高線上教學(xué)質(zhì)量，保障停課期間不停學(xué)的優(yōu)質(zhì)物理教學(xué).實(shí)驗(yàn)探究是物理核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容，也是學(xué)生獲得物理規(guī)律、物理觀念、培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的重要途徑.學(xué)生面對在線課堂，不能像在學(xué)校一樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，特殊時(shí)期，教師布置實(shí)踐性作業(yè)更加必要.物理課外實(shí)踐作業(yè)具有趣味性高、開放性廣、層次性多、綜合性強(qiáng)等多種優(yōu)點(diǎn)，對學(xué)生發(fā)展物理學(xué)科核心素養(yǎng)、實(shí)現(xiàn)學(xué)科育人價(jià)值具有較好的輔助作用.物理實(shí)踐性作業(yè)有觀察類、實(shí)驗(yàn)類、設(shè)計(jì)類和報(bào)告類等多種類型.觀察類實(shí)踐作業(yè)是最基礎(chǔ)也是實(shí)施起來適用性最廣的一種類型.

1 科學(xué)觀察

科學(xué)觀察是觀察學(xué)習(xí)在自然科學(xué)領(lǐng)域的運(yùn)用.觀察的具體內(nèi)涵是“我們通過感覺器官亦或是借助科學(xué)器材，有計(jì)劃、有目的地考察和描述自然發(fā)生的自然現(xiàn)象，是我們理解客觀事物、挖掘科學(xué)事實(shí)的一種重要科學(xué)研究方法”.具有代表性的觀點(diǎn)是美國心理學(xué)家班杜拉提出的“觀察學(xué)習(xí)”，班杜拉將觀察學(xué)習(xí)分為直接觀察學(xué)習(xí)、抽象性觀察學(xué)習(xí)、創(chuàng)造性觀察學(xué)習(xí).在自然科學(xué)研究領(lǐng)域中，學(xué)者將觀察學(xué)習(xí)這種觀察方法稱為科學(xué)觀察，科學(xué)觀察是一種基本的認(rèn)識活動，它貫穿于科學(xué)研究的各個(gè)過程中.科學(xué)觀察為解決一定的科學(xué)問題而進(jìn)行，有明確的觀察任務(wù)、觀察對象和觀察目的，需要采用一定的觀察方法.

如何進(jìn)行科學(xué)觀察？“科學(xué)觀察不僅是通過眼睛看，還要綜合運(yùn)用觸覺、嗅覺、聽覺、味覺等感覺器官的作用，更重要的是理性思維要滲透在整個(gè)觀察過程.思維的積極參與，使學(xué)生在科學(xué)觀察的同時(shí)能夠進(jìn)行一定的比較、分析、綜合、歸納和判斷.”在科學(xué)觀察中要注重把握主要的客觀現(xiàn)象，留意捕捉意外的偶然現(xiàn)象，完成物理觀察類實(shí)踐作業(yè)最重要的方法就是科學(xué)觀察.

2 觀察類實(shí)踐作業(yè)的設(shè)計(jì)探析

2.1 自然現(xiàn)象觀察實(shí)踐作業(yè)設(shè)計(jì)

在教學(xué)中，教師選擇與自然現(xiàn)象聯(lián)系緊密的物理知識，讓學(xué)生以知識為線索尋找、觀察生活中相關(guān)的自然現(xiàn)象，并用手機(jī)等電子設(shè)備將自然現(xiàn)象拍照或錄像，標(biāo)注相關(guān)物理知識、深入理解知識.這類作業(yè)在物理觀念教學(xué)中都可以實(shí)施，優(yōu)點(diǎn)是能夠引導(dǎo)學(xué)生注意觀察自然及生活現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)自然現(xiàn)象中蘊(yùn)含的物理知識，建立物理知識與自然、生活的聯(lián)系，體會物理學(xué)習(xí)的樂趣與價(jià)值.

案例1：教師在開展“力”的教學(xué)時(shí)，設(shè)計(jì)如下實(shí)踐作業(yè)，讓學(xué)生觀察生活中力的作用效果實(shí)例，拍照或視頻記錄，思考如何將生活中不易觀察到的微小形變放大（如圖1～3所示）？

學(xué)生展示照片并解釋，有力分別作用在鋼尺、拉力器、掃把上，它們的形狀發(fā)生改變，證實(shí)力的作用效果——力可以改變物體的形狀.學(xué)生的回答有不同層次，部分學(xué)生觀察思考后找到放大微小形變的方法：將玻璃瓶灌滿水，加入幾滴紅墨水，通過橡皮塞上的孔將細(xì)玻璃管穿入瓶中，用力握玻璃瓶時(shí)，玻璃瓶看不到明顯變化，而細(xì)玻璃管中的液面高度發(fā)生明顯變化，這樣就將不易觀察的微小形變放大.

案例2：教師在開展“摩擦力”教學(xué)時(shí)，設(shè)計(jì)如下實(shí)踐作業(yè).讓學(xué)生觀察生活現(xiàn)象，舉出增大摩擦力或減小摩擦力的實(shí)例，用手機(jī)拍照記錄，并寫出如何增大或減小摩擦力（如圖4～6所示）.

學(xué)生展示照片并解釋，自行車把、瓶蓋、鞋底都刻有花紋，它們是通過增大接觸面粗糙程度的方式增大摩擦力.一些學(xué)生觀察后創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)出改變部分生活用品摩擦力的方法.

諸如此類的案例還有很多，比如讓學(xué)生觀察生活中光的反射、折射現(xiàn)象，舉出實(shí)例并拍照等等.這類作業(yè)設(shè)計(jì)注重學(xué)生對社會生活現(xiàn)象的關(guān)注，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己身邊的現(xiàn)象學(xué)習(xí)物理知識，讓學(xué)生在思考問題的同時(shí)體會到物理之美.

2.2 實(shí)驗(yàn)觀察實(shí)踐作業(yè)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)觀察是在人為干預(yù)控制對象條件下的觀察，實(shí)驗(yàn)觀察可以使被觀察對象重復(fù)出現(xiàn)，并排除外界條件的各種干擾，突出主要矛盾，使學(xué)生獲得更全面、更精確的現(xiàn)象或數(shù)據(jù)，從而發(fā)現(xiàn)或提出有價(jià)值的物理問題.在物理教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)探究過程或各種物理規(guī)律的教學(xué)過程大多用到實(shí)驗(yàn)觀察.在教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)觀察類實(shí)踐作業(yè)可以啟發(fā)學(xué)生深度思考，發(fā)展學(xué)生物理思維，提升學(xué)生核心素養(yǎng).

案例1：教師在進(jìn)行“電能、電功率”教學(xué)時(shí)，設(shè)計(jì)如下實(shí)踐作業(yè).學(xué)生觀察電能表，拍攝照片，說出自家電能表上顯示信息的物理意義;讓學(xué)生錄制視頻記錄不同用電器工作時(shí)電能表脈沖波的顯示次數(shù)，并嘗試提出一個(gè)問題.

學(xué)生分析電能表上顯示的額定電壓、額定最大電流、頻率等參數(shù)，通過觀察發(fā)現(xiàn)：不同用電器工作時(shí)電能表閃爍的快慢不同，說明消耗電能的快慢不同，從而提出相關(guān)問題.

案例2：教師在“眼睛與眼鏡”教學(xué)時(shí)設(shè)計(jì)如下實(shí)踐作業(yè).讓學(xué)生找一副近視眼鏡和遠(yuǎn)視眼鏡，觀察特點(diǎn)并區(qū)分凸透鏡和凹透鏡，了解近視眼和遠(yuǎn)視眼看東西的特點(diǎn)，能否通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)透鏡對光路的作用？

學(xué)生通過觀察和觸摸，發(fā)現(xiàn)近視眼鏡是凹透鏡、遠(yuǎn)視眼鏡為凸透鏡.學(xué)生在燒杯中制造煙霧顯示光路，將手電筒照向燒杯底部，分別將近視眼鏡和遠(yuǎn)視眼鏡放于燒杯上部，通過觀察發(fā)現(xiàn)手電筒照射的光路發(fā)生明顯偏折，進(jìn)而說明兩種眼鏡對光路的作用.

這類實(shí)踐作業(yè)讓學(xué)生成為知識的綜合實(shí)踐者，加強(qiáng)物理與社會生活的銜接，幫助學(xué)生建立準(zhǔn)確、直觀的物理情境，讓學(xué)生從不同角度、不同情境中開展物理學(xué)習(xí)，同時(shí)幫助學(xué)生依據(jù)現(xiàn)象科學(xué)地提出問題，用物理思維思考問題、分析問題，用物理語言表達(dá)問題，進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維.

2.3 測量工具觀察實(shí)踐作業(yè)設(shè)計(jì)

初中物理教學(xué)中有很多與生活相關(guān)的測量工具，認(rèn)識測量工具首先要了解它的結(jié)構(gòu)、量程和分度值，教師讓學(xué)生觀察身邊的測量工具，在觀察的基礎(chǔ)上明確量程、分度值并嘗試正確使用測量工具，理解測量原理.

案例1：學(xué)生通過觀察刻度尺，指出量程和最小分度值，嘗試用刻度尺測量生活中物體的長度，將測量結(jié)果記錄下來.

這樣的案例還有，比如在學(xué)生學(xué)完托盤天平后，教師設(shè)計(jì)作業(yè)要求學(xué)生觀察家中相關(guān)的測量工具，嘗試制作使用說明書，并進(jìn)行簡單測量;在學(xué)生學(xué)完杠桿后，教師設(shè)計(jì)作業(yè)讓學(xué)生觀察家庭中存在哪些杠桿，觀察這些杠桿的結(jié)構(gòu)，嘗試找出動力臂和阻力臂，并了解這種杠桿常用的場合.

這類實(shí)踐作業(yè)雖然看似簡單，只有寥寥數(shù)字，但學(xué)生觀察測量工具的結(jié)構(gòu)、量程和最小分度值，不僅為正確選擇和使用測量工具奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，還提升學(xué)生動手操作能力和實(shí)際運(yùn)用能力，做到學(xué)以致用.

3 結(jié)語

知識可以直接傳遞，但是理解無法直接傳遞.物理實(shí)踐作業(yè)與物理學(xué)科核心素養(yǎng)科學(xué)銜接，在幫助學(xué)生理解所學(xué)物理知識及物理規(guī)律的同時(shí)，突出學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中的主體地位，引導(dǎo)學(xué)生逐漸成為課外作業(yè)的實(shí)踐者、能動者.同時(shí)，觀察類實(shí)踐作業(yè)的設(shè)計(jì)和案例探析也為其它類別實(shí)踐作業(yè)的設(shè)計(jì)提供參考.

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（收稿日期：2021-08-02）