“雙減”背景下 基于核心素養(yǎng)的初中物理實踐性作業(yè)設(shè)計

孫莉 劉穎 高建華

摘要：“雙減”背景下基于核心素養(yǎng)的初中物理實踐性作業(yè)設(shè)計，要從課程標準和教材內(nèi)容中提煉出基于核心素養(yǎng)的“物質(zhì)觀念、運動和相互作用觀念、能量觀念”相關(guān)核心概念;要基于提煉出的核心概念設(shè)計本單元實踐性作業(yè)的核心任務(wù)，并建構(gòu)出與其對應(yīng)的單元實踐活動體系。在此基礎(chǔ)上，教師可設(shè)計與教材每節(jié)課對應(yīng)的具體實踐性作業(yè)，并給出不同類型實踐性作業(yè)的具體設(shè)計方法和注意事項。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);物理實踐活動;作業(yè)設(shè)計

2021年7月，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于進一步減輕義務(wù)教育階段學(xué)生作業(yè)負擔(dān)和校外培訓(xùn)負擔(dān)的意見》指出，作業(yè)布置應(yīng)科學(xué)合理，全面壓減作業(yè)總量和時長，減輕學(xué)生過重的作業(yè)負擔(dān)。初中物理教學(xué)中存在“教師和學(xué)生都在題海中花費了大量的時間和精力”的現(xiàn)象，表現(xiàn)在：教師花費大量的精力用于整理習(xí)題，上習(xí)題課以及評價學(xué)生上，這限制了教師的專業(yè)成長且不能激發(fā)學(xué)生的興趣;學(xué)生花費大量精力用于做題、可是每當遇到需要解決與實際問題相關(guān)的情境類物理問題時就不知從何思考。這給師生帶來過重負擔(dān)的同時，減弱了學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的興趣和好奇心。

開展基于核心素養(yǎng)的初中物理實踐性作業(yè)設(shè)計，使學(xué)生親身經(jīng)歷解決真實問題的實踐活動，引導(dǎo)作業(yè)內(nèi)容從解題向解決實際問題轉(zhuǎn)變，成為減輕初中物理學(xué)習(xí)和作業(yè)負擔(dān)、發(fā)展核心素養(yǎng)的有效途徑。

一、實踐性作業(yè)設(shè)計的基本思路

設(shè)計實踐性作業(yè)時，首先，教師要充分分析課程標準和教材，明確教材的基本思想和編寫意圖。通過對單元教材內(nèi)容的分析，教師要理解該單元在整個初中物理知識體系中的地位與作用，要理解該單元與其他單元知識之間的內(nèi)在關(guān)系和邏輯關(guān)系，要理解本單元教材知識的邏輯結(jié)構(gòu)、重點和難點、在不同領(lǐng)域的重要應(yīng)用、包含的科學(xué)方法和能力培養(yǎng)因素等。通過對每一章節(jié)教材內(nèi)容的分析，教師要掌握該章節(jié)中的全部知識，把握教材與課程標準中對應(yīng)相關(guān)內(nèi)容的具體要求。在此基礎(chǔ)上，教師要從物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個方面提煉出本單元核心素養(yǎng)目標，并確定本單元的核心概念。

其次，教師要基于提煉出的核心概念設(shè)計本單元實踐性作業(yè)的核心任務(wù)，并建構(gòu)出與其對應(yīng)的單元實踐活動體系，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計與教材每節(jié)課對應(yīng)的具體實踐性作業(yè)。教師要注意確定每一項實踐性作業(yè)所對應(yīng)的物理觀念，并挖掘完成這一任務(wù)所需要的科學(xué)方法，最大限度地促進科學(xué)思維的培養(yǎng)。

最后，對于探究實踐類作業(yè)，教師要充分分析各探究活動中涉及的主要要素，加強探究能力的培養(yǎng);挖掘?qū)嵺`性作業(yè)中的德育因素，關(guān)注科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

從教材內(nèi)容中提煉出指向核心素養(yǎng)的物質(zhì)觀念、運動和相互作用觀念、能量觀念;在此基礎(chǔ)上，基于提煉出的核心概念，確定本單元實踐性作業(yè)的核心任務(wù)，并建構(gòu)出完整的單元實踐活動體系;如圖1所示，在構(gòu)建實踐活動整體框架的基礎(chǔ)上，設(shè)計針對教材每節(jié)課的具體實踐性作業(yè)。以“教材+核心素養(yǎng)-實踐活動設(shè)計-核心素養(yǎng)”為思維主線，沿“整體—局部—整體”的研究路徑，將“教材—實踐活動—教材”與“核心素養(yǎng)—實踐活動—核心素養(yǎng)”兩條主線進行整合，形成具有可操作性的實踐作業(yè)設(shè)計策略。

二、實踐性作業(yè)設(shè)計的注意事項

設(shè)計實踐性作業(yè)，教師應(yīng)注重以啟發(fā)性問題為導(dǎo)向，尤其應(yīng)預(yù)設(shè)探究過程中可能出現(xiàn)的新問題，設(shè)計促進學(xué)生繼續(xù)深入研究的問題或?qū)π轮R進行補充。在探究實踐的過程中，教師要注意發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維和培養(yǎng)科學(xué)精神。在評價環(huán)節(jié)，教師應(yīng)注意既對學(xué)生的設(shè)計給予評價，又對探究過程給予評價;既對成功之處給予評價，又對失敗之處給予評價，并利用課堂教學(xué)時間給足學(xué)生表達的機會，鼓勵學(xué)生的自評和互評。

設(shè)計創(chuàng)新實踐類作業(yè)，教師應(yīng)注重與本節(jié)課或本階段所學(xué)物理知識的充分聯(lián)系，注重鼓勵學(xué)生實施有創(chuàng)意性的設(shè)計，在豐富學(xué)生實踐經(jīng)驗的同時，激發(fā)學(xué)生對實踐創(chuàng)新的熱情，并促進其創(chuàng)新能力的發(fā)展。教師可通過設(shè)置創(chuàng)新設(shè)計展示與答辯來實施此類實踐作業(yè)的評價，應(yīng)讓學(xué)生展示自己的作品，并就學(xué)生的作品與所學(xué)知識的聯(lián)系提問，激勵學(xué)生進一步展開更實用、更完善的設(shè)計。

設(shè)計閱讀實踐類作業(yè)，教師應(yīng)注重將知識與科技、社會發(fā)展充分聯(lián)系，鼓勵學(xué)生運用各種方式查找資料，引導(dǎo)學(xué)生閱讀與物理相關(guān)的科技圖書、期刊、報紙。有條件的學(xué)校可組織學(xué)生參觀科技館或各種現(xiàn)代設(shè)施，開闊學(xué)生眼界，提高科學(xué)素養(yǎng)。教師可通過設(shè)置科普講座、手抄報展示實施此類實踐作業(yè)的評價。應(yīng)讓學(xué)生充分展示，并就學(xué)生的表達或作品的科學(xué)性給予評價，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任感。

三、實踐性作業(yè)單元設(shè)計的案例

我們以人教版《義務(wù)教育教科書·物理》九年級中的第十五章“電流與電路”、第十六章“電壓與電阻”為例進行實踐性作業(yè)單元設(shè)計，過程如下。

首先是教材分析。本單元主要內(nèi)容是電學(xué)的五個基本概念：電荷、電路、電流、電壓、電阻，這些概念是建構(gòu)初中物理電學(xué)知識體系的重要基礎(chǔ)。電流是核心概念，如圖2所示，是將核心概念與其他概念和規(guī)律進行整合的電學(xué)核心概念的知識框架圖。

其次是實踐性作業(yè)單元設(shè)計。我們在對教材系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，開展基于核心素養(yǎng)的實踐性作業(yè)單元設(shè)計，將以“制作水果電池并設(shè)計雙控開關(guān)電路，使LED燈亮起來”作為本單元的核心任務(wù)。為完成這一核心任務(wù)，我們將其分解為六個實踐性作業(yè)：第十五章第一節(jié)設(shè)計了探究類實踐性作業(yè)——能否用摩擦的方法使金屬棒帶電;第十五章第二節(jié)設(shè)計了創(chuàng)新類實踐性作業(yè)——LED小臺燈創(chuàng)意設(shè)計;第十五章第三節(jié)設(shè)計了創(chuàng)新類實踐性作業(yè)——設(shè)計并連接具有一定控制作用的簡單串聯(lián)電路和并聯(lián)電路;第十六章第一節(jié)設(shè)計了探究類實踐性作業(yè)——自制水果電池并探究影響水果電池電壓的因素;第十六章第三、四節(jié)設(shè)計了探究類實踐性作業(yè)——利用鉛筆芯和小燈泡探究影響電阻大小的因素并制作變阻器;第十六章第三節(jié)設(shè)計了閱讀類實踐性作業(yè)——半導(dǎo)體、超導(dǎo)領(lǐng)域新成就及我國在芯片領(lǐng)域的技術(shù)困難。

以上六個實踐性作業(yè)中包含三個探究實踐任務(wù)、兩個創(chuàng)新實踐任務(wù)、一項閱讀實踐任務(wù)，且不同類型作業(yè)的設(shè)置方式不同。完成上述任務(wù)，學(xué)生將能夠制作水果電池，會設(shè)計電路，會連接電路，為完成核心任務(wù)打好了基礎(chǔ)。我們將“教材—實踐活動—教材”與“核心素養(yǎng)—實踐活動—核心素養(yǎng)”兩條思維線進行了整合（如下頁圖3）。

最后是不同類型實踐性作業(yè)案例。一是探究實踐類作業(yè)，我們以“能否用摩擦的方法使金屬棒帶電”為例，設(shè)計“能否用摩擦的方法使金屬棒帶電”作業(yè)任務(wù)單。

【提出問題】請你嘗試做一下：手握金屬棒，用毛皮摩擦后接觸驗電器，觀察驗電器金屬箔是否張開？（金屬箔沒有張開）經(jīng)過課堂上摩擦起電知識的學(xué)習(xí)，你認為用摩擦的方法能使金屬棒帶電嗎？

【猜想與假設(shè)】猜想一：金屬、人體、大地都是導(dǎo)體，摩擦后無論金屬棒得到電子還是失去電子都將由于與大地連通而無法使驗電器金屬箔張開。

猜想二：金屬有其自身特性而無法通過摩擦的方法帶電。

你還有什么猜想？請寫出你的猜想及依據(jù)：_____________________________ 。

【設(shè)計實驗】 ____________________________ 。（寫出具體做法）

如果觀察到 ____________________________現(xiàn)象，則證明猜想一正確;反之，猜想二正確;如果你有不一樣的猜想，請將針對你猜想的設(shè)計方案寫在下面 ____________________________（寫出具體做法）。如果觀察到 ____________________________現(xiàn)象，則證明你的猜想正確;反之，如果證明你的猜想不正確，請繼續(xù)驗證猜想一和猜想二。如果在設(shè)計實驗過程存在困難，可查閱相關(guān)視頻資料。

【進行實驗】為驗證猜想需準備以下器材：________________________________________________________。

【實驗記錄及分析】實驗過程記錄：________________________________________________________ 。

實驗現(xiàn)象記錄：________________________________________________________ 。

你的實驗證據(jù)支持猜想____________________________ ，請不要急于得出結(jié)論（科學(xué)結(jié)論的得出往往經(jīng)歷了艱難而曲折的探索），你能對實驗現(xiàn)象做出進一步分析和猜想嗎？

進一步分析和猜想：____________________________。

你能通過實驗做進一步探索和驗證嗎？

________________________________________________________。

【理論加油站】不同物質(zhì)的原子核束縛電子的本領(lǐng)不同，請查找相關(guān)資料，確認金屬與毛皮兩種物質(zhì)原子核束縛電子能力的差異，你是否對實驗有了新的設(shè)想？請你嘗試進一步設(shè)計實驗并展開深入研究;你也可以查閱相關(guān)視頻資料。

【結(jié)論】你能用摩擦的方法使金屬棒帶電嗎？如果能，請寫出你是怎樣做到的;如果不能，請寫出你的證據(jù)。

【自我評價】回想探究過程，記錄你的收獲。（然后進行同伴評價和教師評價）

設(shè)計此作業(yè)任務(wù)單，目的是引導(dǎo)學(xué)生一步步展開深入探究，并養(yǎng)成且思考、且實驗、且記錄的科學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)慣。我們預(yù)設(shè)到學(xué)生經(jīng)歷初步探究會發(fā)現(xiàn)，即使為金屬棒加上了絕緣柄，與毛皮摩擦后仍然沒能使驗電器金屬箔張開，這一現(xiàn)象可能成為學(xué)生支持猜想二的證據(jù)。因此，我們引導(dǎo)學(xué)生就現(xiàn)象進一步分析和猜想，并設(shè)置了“理論加油站”（金屬棒與毛皮的原子核束縛電子本領(lǐng)的差異較小，并提示金屬棒與塑料的原子核束縛電子本來差異較大）以及探究視頻，鼓勵學(xué)生將探究繼續(xù)下去，讓學(xué)生親身經(jīng)歷并非順利的探究歷程（嘗試用有絕緣柄的金屬棒與一次性塑料袋摩擦發(fā)現(xiàn)可以帶電）。學(xué)生在加深理論認識的同時體會：得到科學(xué)的結(jié)論，往往要經(jīng)歷曲折而艱難的歷程。

二是創(chuàng)新實踐類作業(yè)，我們以“設(shè)計并連接具有一定控制作用的簡單串聯(lián)電路和并聯(lián)電路”為例，設(shè)計“設(shè)計并連接具有一定控制作用的簡單串聯(lián)電路和并聯(lián)電路”作業(yè)任務(wù)單。

【創(chuàng)意名稱】

【設(shè)計圖紙與構(gòu)思】

【創(chuàng)新之處介紹】（請介紹此電路設(shè)計的創(chuàng)新之處以及設(shè)計思路）

【制作取材】

【制作過程遇到的困難及解決辦法】

【作品的局限性及改進設(shè)想】

【同伴評價】

【教師評價】

此作業(yè)任務(wù)單留給了學(xué)生很大的空間，使學(xué)生充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，切身體會到科技創(chuàng)新可以就在身邊，對創(chuàng)新有直接的體驗和認識。

三是閱讀實踐類作業(yè)，我們以 “半導(dǎo)體、超導(dǎo)領(lǐng)域新成就及我國在芯片領(lǐng)域的技術(shù)困難”為例，布置作業(yè)任務(wù)單。任務(wù)一，閱讀人教版物理教材第66頁內(nèi)容。任務(wù)二，自己查找資料閱讀，我國在芯片制作領(lǐng)域存在怎樣的技術(shù)困難以及我國在半導(dǎo)體和超導(dǎo)材料研究領(lǐng)域的新成就。學(xué)生完成任務(wù)一、二后解決下面的問題。

1.什么是半導(dǎo)體材料？半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性受哪些因素的影響？

2.你身邊有哪些電子元件是由半導(dǎo)體材料制作的？

3.你是怎樣檢索查找中國芯片制造的技術(shù)難題的？有哪些閱讀收獲？

4.在教材中標注，什么是超導(dǎo)現(xiàn)象？我國在超導(dǎo)領(lǐng)域主要有哪些成就？超導(dǎo)現(xiàn)象的應(yīng)用前景如何？

在此基礎(chǔ)上，教師還可以進行拓展，組織學(xué)生觀看鐵基超導(dǎo)視頻和探秘超導(dǎo)量子計算機視頻。

科學(xué)有效地設(shè)計實踐性作業(yè)有利于學(xué)生在實踐過程中加深對知識的理解和體驗，在實踐的過程中學(xué)習(xí)科學(xué)的研究方法，養(yǎng)成科學(xué)思維習(xí)慣。同時，有利于教師切實有效地減輕學(xué)生的作業(yè)負擔(dān)，提升學(xué)生核心素養(yǎng)。

在進行實踐性作業(yè)單元設(shè)計時，教師可嘗試從日常生活、工程實踐及社會熱點出發(fā)，研究設(shè)計綜合性實踐任務(wù)，突出真實情境下的問題解決，體現(xiàn)綜合性、實踐性和開放性，引導(dǎo)學(xué)生運用多學(xué)科知識和方法解決問題，發(fā)展學(xué)生的問題解決能力和實踐能力。教師應(yīng)不斷研究并積累案例，切實提高作業(yè)設(shè)計能力，注意實踐性作業(yè)應(yīng)與符合教學(xué)目標和教學(xué)實際情況的基礎(chǔ)性作業(yè)相結(jié)合，整體規(guī)劃、有序?qū)嵤?/p>

參考文獻：

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[3]鮑建中，秦曉文.初中物理制作類作業(yè)的設(shè)計策略[J].中學(xué)物理，2021（39）.

（責(zé)任編輯：楊強）