核心素養(yǎng)下的高中物理作業(yè)設計研究

陳敏燕

摘 要：核心素養(yǎng)是眼下教育改革方向之一，在各個教育階段的任何學科教學中，教師均承擔著培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的重任，促使學生在學習文化知識的同時更好地適應社會發(fā)展與終身發(fā)展。在高中物理教學中，作業(yè)設計是一個十分重要的環(huán)節(jié)，教師也要基于核心素養(yǎng)視角切入，對以往的作業(yè)內(nèi)容與形式加以創(chuàng)新和優(yōu)化，讓學生在完成作業(yè)的過程中核心素養(yǎng)得到很好的發(fā)展，筆者主要對核心素養(yǎng)下的高中物理作業(yè)設計進行分析和研究，并羅列部分作業(yè)案例。

關鍵詞：核心素養(yǎng)；高中物理；作業(yè)設計

作業(yè)屬于為實現(xiàn)教學目標、完成教學任務，教師設計的為幫助學生提高學習效率而進行的一項課下學習活動。不僅有利于學生更好地鞏固課堂所學，使其通過作業(yè)完成情況發(fā)現(xiàn)個人不足之處，為后續(xù)學習提供參考與依據(jù)，還可以檢測教師的教學效果，方便后續(xù)教學規(guī)劃的調(diào)整與安排。高中物理教師設計作業(yè)時需滲透核心素養(yǎng)，高度重視作業(yè)的質(zhì)量，不能以數(shù)量取勝，帶給學生系統(tǒng)的、科學的作業(yè)，促使他們在作業(yè)中收獲更多，使其健康成長。

一、把握合適訓練方向，培養(yǎng)學生的多樣性思維

在核心素養(yǎng)下的高中物理作業(yè)設計中，教師首先需把握好合適的訓練方向，注重對學生多樣性思維的培養(yǎng)，可設計一道綜合性題目，讓學生了解考查方向，對題目涵蓋知識進行梳理，讓學生初步明確解題思路。在學生掌握常規(guī)方式與思路之后，高中物理教師應當引領他們展開進一步思考，如：解答這一題目還有哪些途徑？使其思維實現(xiàn)多樣化發(fā)展。當學生最終把所有可行解題方法羅列出來后，教師需加以整理和匯總，讓學生分析、對比這些解題方法的異同之處，是否存在內(nèi)在聯(lián)系，使其思維變得愈加靈活[1]。

例如：在進行“牛頓運動定律”教學時，教師可結(jié)合本單元的教學內(nèi)容設計一道綜合性作業(yè)：將一個物體在斜面上拋出去，斜面傾斜角的正弦值為0.6，當物體落在斜面時，通過測量得出拋出點與降落點的距離是30m，那么該物體距離斜面的最遠距離是什么？花費的時間是多久？此道作業(yè)題目屬于常規(guī)題目，是利用牛頓運動定律解題的典型題目，涉及的知識點比較多，要求學生具備較強的思維能力，教師需要引導學生從問題本質(zhì)入手，尋找多種解題方式，通過整理、歸納后得到以下三種方法：1.根據(jù)物體平拋運動的規(guī)律，結(jié)合題目已知條件，可以求解出時間t和距離d；2.利用力的分解與合成知識內(nèi)容，計算出物體在水平方向和垂直方向的受力情況，求解出時間t與距離d的值；3.對題目條件進行梳理，根據(jù)兩條直線的距離公式，完成時間t與距離d的求解。三種解題方法的切入點不同，但均需要對物體受力情況進行分析，同時，學生可以畫出圖示輔助解題，這樣題目內(nèi)容變得直觀，解題思路則更為清晰，使其思維越來越趨向于多樣性發(fā)展，讓學生意識到一個題目有多個解法。

二、精心設計物理作業(yè)，促進學生物理觀念形成

在核心素養(yǎng)下的高中物理教學過程中，要求學生掌握較多的物理概念，如相互作用、運動與物質(zhì)以及能量等，物理概念是核心知識的進一步提煉與升華，包含重要的規(guī)律內(nèi)容，有時還涉及一定量的物理思維。要想從“知識”過渡至“觀念”，高中物理教師設計作業(yè)時需要以核心素養(yǎng)為前提，圍繞物理學科基礎知識精心設計一系列針對性極強的作業(yè)，且融入相應的思維訓練，以發(fā)展學生的物理觀念為切入點，使其快速把握題目的實質(zhì)，確定更加有效的解題方案，不僅能夠提高他們的做題效率，還可以顯著提升自身的思維品質(zhì)[2]。

比如：在開展“牛頓第一運動定律”教學時，一般情況下，教師設計作業(yè)時主要考查學生對這一定律的使用情況，以及相關物理定理與公式的理解、記憶和運用，鍛煉他們的物理思維方法。不過教師要以此為基礎，同時基于學生物理觀念的發(fā)展適當增加作業(yè)，可結(jié)合伽利略理想實驗這一背景知識設計作業(yè)內(nèi)容：理想實驗是什么？理想實驗與真實實驗有什么不同？在歷史上，出現(xiàn)的理想實驗有哪些？說一說理想實驗對于物理學科發(fā)展有哪些促進作用？以問題串的形式呈現(xiàn)作業(yè)，顯得新穎有特色，要求學生查閱各種物理學科資料，了解物理理論知識與實踐操作，使其在作業(yè)完成過程中知識視野得到很大程度的開闊，思維品質(zhì)也能夠產(chǎn)生明顯的提升，繼而促進他們物理觀念的形成，實現(xiàn)既定教學目標。

三、巧妙設計物理作業(yè)，推動學生科學思維發(fā)展

基于核心素養(yǎng)視角來看，科學思維指的是學生可以從物理學視角認識客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律與相互關系，在處理實際問題時可以對題目中涉及的過程與對象構(gòu)建出相應的物理模型，以此分析和推理題目，最終得到準確的答案。只有具備一定的科學思維，學生才能夠更好地理解各種物理現(xiàn)象，結(jié)合物理思維高效處理各類題目，所以，高中物理教師應當巧妙設計物理作業(yè)，融入科學思維的訓練，引導他們在分析、推理、綜合論證中處理題目，實現(xiàn)對理論知識的進一步內(nèi)化，使其根據(jù)證據(jù)提出批判與質(zhì)疑，且提出創(chuàng)造性見解[3]。

比如，在“牛頓第二運動定律”教學實踐中，本節(jié)課內(nèi)容在現(xiàn)實生活中有著廣泛體現(xiàn)與運用，教師設計作業(yè)時應找準切入點，以此達到推動學生科學思維發(fā)展的目的，改善他們的思維品質(zhì)。具體來說，教師可以圍繞這一定律的實際應用來設計作業(yè)內(nèi)容，結(jié)合青蛙跳躍、火箭發(fā)射等生活實例引出問題：在這樣的情況下，是什么原因使得物體運動狀態(tài)出現(xiàn)變化？學生思考、分析、研究后，繼續(xù)提出問題：火箭啟動時的推力比青蛙蹬地跳躍的推力大，火箭質(zhì)量也遠比青蛙質(zhì)量大，結(jié)合牛頓第二運動定律公式，可以分析出火箭的加速度未必會比青蛙的加速度大。上述的分析內(nèi)容有著重要的研究價值，教師需要引導學生深入思考，分析上述分析內(nèi)容的合理性，如果不合理，其原因是什么，使其在探究類似物理問題時切實認識到物理學的規(guī)律，讓他們的科學思維變得更為嚴謹與連貫。在這樣的作業(yè)訓練下，學生才會慢慢形成良好的科學思維，也能夠真正體現(xiàn)出作業(yè)的價值，繼而強化他們的物理綜合思維能力。

四、合理設計物理作業(yè)，培養(yǎng)學生實驗探究能力

針對核心素養(yǎng)下的高中物理教學來說，培養(yǎng)學生的實驗探究能力相當關鍵，因為實驗探究不僅是學習物理理論知識的一個重要途徑，還是探究物理原理的常用手段。教師在平常教學中，講解理論知識時需刻意培養(yǎng)他們的實驗探究能力，且將這一觀念延伸至作業(yè)設計環(huán)節(jié)，使其在作業(yè)完成過程中實驗探究能力得以進一步強化。高中物理教師應結(jié)合知識特征設計一些操作類作業(yè)，突破以往書面作業(yè)的局限性，既顯得更具趣味性，還能夠為學生提供更多親自動手探索物理奧秘的機會，使其認真觀察與思考物理現(xiàn)象，培養(yǎng)他們的實驗探究能力[4]。

在這里，以“相互作用”教學為例，本單元主要學習各種常見的力，包括重力、彈力與摩擦力等，以及力之間的相互作用。在完成本單元知識內(nèi)容學習之后，教師可以設計探究性作業(yè)，要求學生通過實驗形式親自動手配合完成，兩名同學共同完成實驗，具體操作方式如下：其中一位同學從上往下垂直扔出一小節(jié)粉筆，另一名同學在正下方接住粉筆，當粉筆剛好落在手中時，下面的學生可以切身感受粉筆與手掌之間的摩擦力。當完成實驗操作后，教師給出以下作業(yè)內(nèi)容：在剛才的實驗操作過程中，哪些物體之間存在相互作用力？作用力是怎么產(chǎn)生的？鼓勵學生自由討論、交流與發(fā)言，對整個實驗過程進行分析，使其通過探討將實驗環(huán)節(jié)粉筆的重力、粉筆與手掌的摩擦力列出來，借助互動，讓學生清晰梳理實驗過程。教師需要以學生討論作為基礎，對知識進行歸納與總結(jié)，讓學生深入理解實驗中物體之間的相互作用，利用這樣的操作類作業(yè)既能夠調(diào)動起學生參與科學探究的熱情，還可以訓練他們的探究思維，使其核心素養(yǎng)得到很好的培養(yǎng)。

五、設計社會實踐作業(yè)，科學態(tài)度與責任的培養(yǎng)

在眼下的高中物理教學中，各個教學環(huán)節(jié)的設計均要以核心素養(yǎng)為基本導向，自然也包括作業(yè)設計環(huán)節(jié)，其中在高中物理學科核心中，科學態(tài)度與責任是最難把握的，要以認識科學本質(zhì)，理解科學、技術、社會、環(huán)節(jié)之間的關系為前提，端正學生的科學態(tài)度，樹立學生對科學與技術的責任。這就要求高中物理教師圍繞具體教學內(nèi)容設計相應的社會實踐性作業(yè)，注重與現(xiàn)實生活之間的聯(lián)系，將物理同社會接軌，引領學生基于物理學視角分析生活中的自然現(xiàn)象，借此培養(yǎng)他們的科學態(tài)度與責任[5]。

舉個例子，在“重力與重心”教學中，本節(jié)課主要學習重力的概念、產(chǎn)生的原因、大小、方向，以及重心等，其中確定重心的位置是難點。教師可圍繞難點設計一道家庭實驗類的實踐性作業(yè)，要求學生回到家中使用懸掛法尋找物體的重心，具體操作步驟如下：

1.把釘子固定在紙板頂端；2.把棉線一端繞在釘子上，另外一端懸掛橡皮，把懸掛痕跡兩端進行描點，且連接起來；3.把紙板換個方向再次測量和連接；4.把紙板換個方向測量第三條懸掛軌跡且連接；5.用手指頂住這三條軌跡線的交叉點。如此，利用作業(yè)讓學生自己動手、動腦與觀察，教導他們在日常生活中不能片面看待問題，使其學會選擇物體的重心，且慢慢養(yǎng)成科學分析問題的良好習慣。

六、設計小組形式作業(yè)，鍛煉學生合作學習能力

高中物理知識與初中相比，深度、難度均有一定程度的升高，對學生的各項能力均有著更高的要求，無論是在新知學習中，還是作業(yè)環(huán)節(jié)，有時學生很難獨立完成，甚至會經(jīng)常陷入困境之中，影響做題的積極性與自信心。這時高中物理教師設計作業(yè)時可圍繞核心素養(yǎng)展開，設計一些難度更大、開放性程度更高的小組形式的作業(yè)，要求學生在小組內(nèi)先獨立思考、再合作探討，一起探尋解題思路與方案，使其思維發(fā)生摩擦與碰撞，變得更為發(fā)散與靈活，最終讓他們能夠結(jié)合所學知識準確解答題目，并鍛煉自身合作學習能力[6]。

比如：當學習“力與運動的關系”相關知識時，教師可設計這樣一道作業(yè)：在生活中，殘疾人不在少數(shù)，他們出行有著很大的不便，大家是否可以設計一個輪椅斜面，方便殘疾人出行？本題有著極強的綜合性，學生難以獨立完成，這時可把他們劃分成若干個學習小組，小組成員共同研究上述問題。具體要求如下：對于輪椅斜面通道的材料、尺寸等進行詳細說明；做好工具、材料的選擇，制作輪椅模型與通道模型；通過測量和驗證，對設計方案可行性進行分析；對小組方案進行歸納，如設計簡易圖紙、測量數(shù)據(jù)；制作多媒體課件，對方案進行展示與匯報；現(xiàn)場演示，并且接受教師與其他學生的提問；最后，做出整體的歸納總結(jié)。這樣的作業(yè)形式與以往的書面作業(yè)不同，在作業(yè)完成時，學生需要對所學知識進行綜合利用，并結(jié)合實際問題進行有的放矢的思考與交流，借此培養(yǎng)他們的知識運用與實踐能力，使其科學思維得到很好的鍛煉，強化學生的社會責任意識。在學生完成探究作業(yè)之后，教師可以選擇小組對本小組的作品與設計方案進行介紹，將各類方案展示出來，選出最佳的方案，并且給予小組獎勵。在這樣的作業(yè)活動中，學生處于主體地位，使其物理學科核心素養(yǎng)得到有效強化。

七、科學設計物理作業(yè)，驅(qū)使學生實現(xiàn)深度學習

隨著高中物理課程教學內(nèi)容的深入，學生的知識更加豐富，逐漸形成相應的知識體系，他們在后續(xù)學習中會發(fā)現(xiàn)不少新知識同舊知識都存在著一定的關聯(lián)性，學習新課內(nèi)容時往往要以原有知識當作鋪墊。對于核心素養(yǎng)下的高中物理教學而言，教師設計作業(yè)時要注重新舊知識之間的聯(lián)系，根據(jù)新授內(nèi)容科學設計作業(yè)，以作業(yè)為依托將新舊知識巧妙地建立起聯(lián)系，讓學生通過對作業(yè)的完成增進思維的體系性與連貫性，使其實現(xiàn)深度學習的目的，讓他們的物理知識架構(gòu)變得越來越完善與穩(wěn)固，物理思維也得到進一步發(fā)展[7]。

例如：在展開“勻變速直線運動”教學時，在高中物理學習中，本單元知識內(nèi)容得到大量應用，無論是運動知識還是電場、磁場知識，都需要運用本單元知識內(nèi)容，教師可以結(jié)合力學、電學、熱學等不同物質(zhì)運動時產(chǎn)生的差異設計作業(yè)時，要求學生加以分析與歸納，讓學生初步完成研究報告。此種作業(yè)設計具有探究性與開放性特點，學生可以自主選擇研究對象，根據(jù)研究內(nèi)容撰寫目的性強的報告，使其在作業(yè)完成過程中加深對力學、電學、熱學等不同物體運動時產(chǎn)生差異的認識，增強對相關知識的內(nèi)化和吸收，有效提高他們的物理核心素養(yǎng)。

結(jié)束語

綜上所述，在核心素養(yǎng)下的高中物理作業(yè)設計中，教師應及時擺脫以往作業(yè)形式的束縛與限制，把握好高中物理學科核心素養(yǎng)的幾個維度，即為物理觀念、科學思維、實驗探究及社會態(tài)度與責任，注重作業(yè)的多元化、功能性、實效性，帶領學生真正走出以往“題海戰(zhàn)術”的困境，使其積極踴躍地參與到作業(yè)完成中，讓作業(yè)真正發(fā)揮出自身應有的價值與功能。

參考文獻

[1]袁芳.核心素養(yǎng)視域下高中物理校本作業(yè)的單元設計[J].現(xiàn)代基礎教育研究，2022，46（2）：165-173.

[2]侯宏.基于學生核心素養(yǎng)發(fā)展的高中物理作業(yè)設計[J].中學理科園地，2022，18（3）：6-8.

[3]施美珊.核心素養(yǎng)視域下高中物理作業(yè)設計策略研究[J].中學理科園地，2022，18（3）：75-77.

[4]陳希.基于高中物理核心素養(yǎng)的單元作業(yè)設計初探[J].中學物理教學參考，2022，51（9）：18-20.

[5]姚煥芹.素養(yǎng)導向下的高中物理作業(yè)設計的模型構(gòu)建[J].高考，2022（4）：63-65.

[6]戴功成.核心素養(yǎng)導向下的高中物理單元作業(yè)設計實踐研究[J].求知導刊，2021（51）：23-25.

[7]袁曉芬.指向核心素養(yǎng)培育的高中物理學科單元活動類作業(yè)設計[J].上海課程教學研究，2021（Z1）：65-69.