基于核心素養的初中物理單元作業設計的幾點建議
——以滬科版《物理》“多彩的光”為例

■福建省廈門雙十中學 胡自會

本文立足于核心素養背景下的初中物理單元作業設計，從知識體系完整架構，培養學生物理觀念；布置開放式作業，培養學生科學思維；實驗作業合理布置，培養實驗探究能力；滲入當今生活現狀，培養科學態度與責任；構建趣味分層作業，提高學生主動性五個方面展開探究。隨著初中新課標的頒布實施，學科教學的重點從知識的傳授轉變為能力和素養的培養。在這樣的情況下，如何有效培養學生核心素養成了提高學生物理核心素養的關鍵。單元設計作業是在單元知識學習結束后，對各節凌亂的知識進行系統研究，以幫助學生形成系統化認識為目標的作業。而在新課改實施的當下，如何在初中物理單元作業整體設計中滲透核心素養也成為教師需要思考的問題。

一、知識體系完整架構，培養學生物理觀念

物理觀念是學生形成的從物理學角度對物質、運動等的基本認識，是物理概念和規律在人腦中的升華。物理觀念的培養與物理基礎知識的學習密不可分，這就需要學生構建完整的物理知識架構和體系。而就單元作業來說，其本身就有著總結、以幫助學生形成系統化認識的作用。思維導圖是將思維具現化的工具，在多種知識展示的環節有著巨大的優勢。故在單元作業的總體構建中，教師需要充分利用思維導圖，以培養學生物理觀念。

在“多彩的光”這一章的教學中，教師在每一節的教學后讓學生分別完成光沿直線傳播，光的反射，光的折射等各節的知識結構圖。在完成整章的學習后，再讓學生構建整章完整的思維導圖，全面認識光的直線傳播，光的反射以及光的折射是光在同種或不同種介質傳播時出現的三種情況。光在傳播過程中介質如果是在透明均勻的介質中會直線傳播；介質如果是透明不均勻的介質會發生折射；介質發生改變是一部分光會在第二種介質表面發生反射還有一部分光會進入另一種介質。如此進行分析整理，學生會對“多彩的光”有整體認識，對光的反射、折射更清晰的認識；對平面鏡成像和凸透鏡成像的原理有深層次的認識；能更深刻地理解平面鏡成像和凸透鏡成像中像的位置，還能輕松突破人眼在何位置觀察像的難點。通過思維導圖這一方法，學生構建了完整的知識架構，提升了知識的直觀性，這對培養學生物理觀念有著重要的作用。

二、實際情景作業，培養學生科學思維

所謂科學思維，指的是學生正確認識客觀世界的思維和方法。而在現代，理性、創新、開放也成為了科學思維的特征。在傳統的教學模式中，教師所布置的作業形式較為單一，無論是在過程還是結果上都有著固定的格式，自然無法培養學生理性、開放、創新的思維。而在核心素養逐漸受到重視的當下，教師則需要布置實際情景的作業。學生完成作業的時候需分析實際問題（或教師對實際情景適度處理后的問題），聯想或建立物理模型，結合已學的物理知識分析問題，從而解決問題。通過完成實際情景的題目有效促進學生科學思維的提升。以“多彩的光”為例，筆者在每節的作業中均設置實際情景的題目摘選如表1所示。通過這樣實際情景作業的布置，教師讓學生從更加廣泛的角度進行思考，培養了學生開放、創新的科學思維，學生知識應用能力。學生也更能體會物理實用性，提高了學生完成作業的興趣，促進了學生的深度學習。

表1

三、課外實驗作業合理布置，培養科學探究能力

實驗探究指的是學生基于生活中現狀提出假設，進行實驗，獲取數據和證據，以及對實驗數據和證據分析辨析，得出結論，進行討論等能力，其對學生利用物理知識解決實際問題有著重要的作用。實踐是獲取知識的直接途徑，而在學生實驗探究能力的培養中，實驗是一種有效的方法。這也就需要教師在單元作業整體設計中融入實驗作業的布置，以有效提高學生實驗探究能力。課后實驗作業一般在家中完成。學生需要根據教師所給的實驗問題，自主地或通過小組討論制訂合理的科學探究方案，根據家中現有的物品，選用合適的物品作為實驗器材，排除一些外界干擾實驗獲得數據（或現象），能分析發現其中規律，形成合理的結論。實驗完成后撰寫實驗報告或通過視頻對實驗各環節進行講解說明。

筆者在“多彩的光”一章各節的單元作業中均有設置一些課外實驗作業，例如，在光的反射一節學習完成后，設計兩個實驗。學生可根據現有條件進行探究。

實驗一：利用家中現有器材制作小孔成像照相機，分析制作的要點。并探究小孔成像的特點。

實驗二：生活中還有哪些物體運動過程中遇到障礙物會反彈回來，請結合光的反射規律的探究過程，探究其遇到障礙物之后的運動規律，分析其運動規律與光的反射規律的異同點及可能的原因。

學生完成作業后的講評也是實驗作業的一部分。在教評環節讓學生相互交流學習，同時也對學生的實驗進行評估，有效地提高了學生的科學探究能力。在“雙減”背景下，需減少學生書面作業，增加學生的實踐機會，而課后實驗作業是非常合適的一種作業類型。也是單元作業中不可缺少的作業形式。

教師聽取學生實驗作業的交流中，能更清晰了解學生的元認知，明確學生的知識掌握程度，對學生的實驗探究做出更多的個性化指導，更滿足學生個體科學素養提高的不同需要。

四、滲入當今生活現狀，培養科學態度與責任

科學態度與責任要求學生在中小學的學習中認識科學的本質，有著旺盛的好奇心和合作探究的能力，遵循的道德規范并認識到科學的原則。而在這一素養的培養中，對當前科技和人文環境的現狀以及存在問題有一定的認識必要。這也就需要教師在物理單元作業的整體設計中加入關于“科學、技術、社會、環境”等多方面的閱讀和視頻作業，讓學生充分理解科學帶來的積極影響、消極影響，了解使用科學的方法和當代科學的職責，切實培養學生科學態度與能力。

例如，“多彩的光”這一章，在單元作業的設計中，教師就可以分別在光沿直線傳播推送文章介紹，在“光”的學習和以后實驗中會經常用到激光。如世界首臺激光器的歷史；我們身邊的激光，如教學激光翻頁筆、激光打印機、掃碼機、自動駕駛激光雷達等生活中激光的使用；醫學上的激光，激光手術，激光質子放療；工業中的激光，激光加工極小零件，實現超精細“冷加工”，激光通信；科研上，激光測距，全息成像，光量子計算。激光，已經成為我們賴以生存的科技社會的一個不可或缺的組成部分，激光是互聯網的核心，是現代制造業的基石，是感知世界的手段，是探索未知世界的工具。同時分享我國在激光研究和應用領域的巨大成就，如轉發我國激光技術的介紹和發展等文章讓學生進行閱讀，培養學生的民族自豪感，以及國家社會責任擔當。在“光的反射”一節推送“光污染”等文章介紹光污染是繼廢氣、廢水、廢渣和噪聲等污染后的一種新的環境污染源。光污染會危害人類的健康，破壞自然生態。讓學生認識到科技的發展可以給我們的生活帶來便利，但同時也會對環境造成改變，年輕一代人要有辯證看待科學技術，建立正確的科技觀，愛護環境，敬畏自然，培養學生的社會責任。在“神奇的眼睛”一節，在單元作業中，讓學生閱讀了解“盲人的生活”，建立積極的生活心態，關愛他人。

五、構建趣味分層、開放型作業，提高學生主動性

以學生為中心的理念逐漸深入人心，而在核心素養的培養中，充分激發學生主動性，突出學生主體地位也是一個必然的要求。在過去的教學中，單元作業的構建多以檢驗為目標，所有學生的作業都保持一致，這也就導致有些學生難有更高層次的發展，有些學生難以理解所學知識，而作業趣味性的缺失也進一步影響了學生學習的主動性。相比傳統教學模式中知識水平的提高，能力和素養的培養對學生主動性的發揮有著更高的要求。這也就需要教師構建趣味分層作業，以提高學生完成作業的主動性。

例如，在“多彩的光”這一章，教師就可以構建分層書面作業，讓不同層次的學生完成。如在第一層次，教師可以只以包含單一知識點的題目考查學生，要求所有學生完成。在第二層次，教師可以將本單元的多個知識點融合起來構建題目，讓學生選擇性完成。而第三個層次為與其他章節知識的結合性題目，讓較為優秀的學生選擇完成。在這一節實驗作業的開展中，教師則需要立足學生實際情況，將學生分成合理的小組，促進每個小組合理分工，讓水平較高的學生完成難度較高的任務。當然，在分層作業的完成中，教師也可以構建一定的挑戰和獎勵，如在智慧課堂上給予完成不同難度作業學生不同的徽章，在激發學生動力的同時提高趣味性。這樣，通過趣味分層作業的構建，教師有效提高了學生主動性，這對學生核心素養的培養有著重要的作用。學完“多彩的光”，學生對平面鏡、透鏡有基本的認識。教師可以設計開放性活動作業：利用兩種或兩種以上的光學元件，制作一個光學儀器。可以是潛望鏡、望遠鏡、投影儀、萬花筒、顯微鏡等。完成制作后拍攝視頻演示你的光學儀器，并附上你的儀器的工作原理以及使用說明。

再如，在“科學探究：凸透鏡成像”兩節新課學完后，教師可以向學生布置探究作業：如何通過實驗確定一個透鏡的焦距？實驗中的原理是什么？實驗中的誤差來源主要是什么？測量結果比真實值偏大還是偏小？實驗中可以如何減小實驗誤差？

在實際作業的完成過程中，學生可以采用多種方法進行，同時將這些實踐轉化為文本作業。部分學生可以利用凸透鏡的會聚作用，利用將太陽光會聚，得到最小最亮的點，測量亮點到透鏡的距離，可粗略得到焦距。在轉化為文本時，學生建立凸透鏡對平行光會聚的模型，通過模型分析，誤差的來源，如何縮小該方法的測量誤差，如何讓實驗測量更精確。也有部分學生會利用成像的方法，完成焦距的測量。如部分學生希望通過成等大的像，測量物距，從而得到焦距。實驗中需學生思考如何判斷成等大的像。這種開放性活動作業能很好地調動學生的積極性，在活動中需要學生掌握學過的光學知識，并將這些知識應用于實踐，在書寫原理和說明書的環節能讓學生將制作的光學元件抽象為物理模型，全面綜合地提高學生的核心素養。

六、結語

綜上所述，核心素養的培養在現代教學中占據著重要的地位。而在初中物理單元作業的整體設計中，教師則需要以思維導圖幫助學生構建完整的知識架構，布置生活化、實驗性、開放式的作業，并注重作業的合理分層和趣味性。只有這樣，教師才能從各個角度全面培養學生核心素養，讓學生合理掌握未來生活中必須要掌握的物理能力。