核心素養下的高中物理作業設計研究

摘 要：新課程標準提出要立足學生的核心素養發展，旨在通過學科學習培養學生形成適應社會發展或終身發展的價值觀、必備品格和關鍵能力.在此背景下，高中物理課堂教學、作業設計等教學環節的改革勢在必行.文章圍繞作業設計展開討論，簡述了作業設計原則，從三個方面詳述了如何基于核心素養科學設計物理作業.

關鍵詞：核心素養；高中物理；作業設計

中圖分類號：G632?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1008-0333（2023）21-0074-03

收稿日期：2023-04-25

作者簡介：俞如楠（1979.4-），女，福建省莆田人，本科，中學一級教師，從事高中物理教學研究.

作業設計是一種為解決某個問題所提供的指導，旨在加強學生在學習新知識過程中形成的品格與能力.教師作為作業設計的主體要清楚地認識到這一點，在此基礎上結合核心素養內涵、物理教學實際，才能設計出有利于學生核心素養培養的物理作業.

1 豐富作業類型

傳統的物理作業設計基本是以書面作業為主，包括選擇、填空、計算等各種習題.作業也多來源于各種教輔資料，或者是教師通過分析教學內容、學生學情，改編各種來自教材、教輔資料的習題作為作業［1］.雖然這種作業形式備受廣大教師的喜愛，且有利于培養學生的物理觀念，但大部分學生并不喜歡這種作業形式，也不會積極完成作業，尤其是無法培養學生物理學科核心素養.所以，物理教師應當創新作業設計思維，豐富作業類型，實現書面與實踐并重，切實促進學生的全面發展.

1.1 書面為主，開放作業為輔

教師可以采用以書面作業為主，融入開放題型的設計方式.通過封閉式的書面作業可以加深對學生基礎物理知識的記憶和理解，通過開放性題目則可以啟發學生思維，升華學生對物理知識的理解和應用.以“曲線運動”教學為例，通過本節課程學習，要求學生了解曲線運動是變速運動，物體做曲線運動的條件是受到的外力合力與初速度不共線.教師通過講解平拋運動的概念和性質，讓學生初步認識平拋運動的應用，為了培養學生空間想象力，教師可以布置相應的作業.教師提出問題：將一個粉筆頭水平拋出，粉筆頭所做的運動是否是平拋運動？通過這樣的作業問題，讓學生研究粉筆頭的曲線運動規律，開展深入探究活動，培養學生的探究意識.在學生研究中，讓學生將平拋運動分解成水平方向和豎直兩個方向上的直線運動，開展相應的推測活動，逐漸培養學生科學思維能力.對于這樣的作業設計，以教材內容作為基礎，設計相應的書面作業，同時具有開放性特點，讓學生結合作業開展深入學習和探究，進一步培養學生核心素養.

1.2 實驗作業設計

物理本身就是一門實驗性學科，大部分物理概念、定理、定律及公式都是物理學家通過觀察現象提出問題、合理猜想、設計實驗、數據分析、得出結論等一系列步驟總結出來的.依托物理作業設計回歸實驗，可以讓學生體驗物理知識形成的過程，重新理解物理學科，形成科學、嚴謹的物理實驗觀.

當然，實驗作業設計要充分考慮教學內容、教學條件及學習環境，盡可能保證學生能順利完成實驗，并從中獲取與教材相關的知識.以“物體速度快慢的描述——加速度”的教學為例，首先，教師需要向學生講解初始速度和加速度的基本概念，引導學生深入探究教材內容，提高學生理解能力；之后，教師將學生劃分成相應的小組，引導學生利用時間，開展物理實驗活動，完成物理作業學習.在實驗室，要求每個小組成員利用打點計時器打出幾條紙帶，通過秒表將時間與速度通過

圖像形式展示，讓學生計算出瞬時速度，畫出速度圖像，根據數據感受運動規律.在實驗完成之后，小組成員需要針對打點計時器測試物體運動速度的原理進行討論，進一步開展物理實驗探究，培養學生正確的物理觀念.

2 分層作業設計

不同的學生，理解能力、思維能力也不相同，通過課堂學習對物理知識的掌握程度也存在不同，這就是學生之間的個體差異.教師要正視這一點，采用有效的教學手段滿足不同層次學生的學習需求，確保所有學生都能學有所得，也只有這樣才能真正促進學生物理學科核心素養的培養［2］.

分層作業設計是建立在充分了解學生學情基礎上的.對此，教師可通過觀察學生日常學習狀態、課堂表現、作業完成情況及摸底考試等方式，全方位摸排學生的學習水平、學習態度、學習能力，然后再根據教學重難點，設計分層作業.以“功與功率”的教學為例，教師可以根據學生個性特點和學習情況，設計不同類型作業，即基礎類、提高類和遷移類.基礎類作業設計如下：

在下列幾種情況下，對力F的做功關系進行討論（ ）

（1）用水平推力F推質量為m的物質在光滑水平面上前進了S.

（2）用水平推力F推質量是2 m的物體，沿著動摩擦因數是μ的水平面上前進了S.

（3）斜面的傾斜角是θ，推力F與斜面平行，推質量是2 m的物體，沿著光滑斜面向上推進了S.

A.（3）做功最多?? B.（2）做功最多

C.做功一樣 D.無法確定

提高類作業設計如下：

起重機豎直吊起質量是m的重物，上升的加速度是a，上升的高度是h，則起重機對貨物所做的功是（? ）.

A.mgh B.mah C.m（g+a）h D.m（g-a）h

遷移類作業設計如下：

圖1 功率隨時間變化圖一輛汽車在平直公路上行駛，從某個時刻開始計時，發動機的功率P隨著時間t的變化如圖1所示，假設汽車受到的阻力大小Ff恒定不變，下列描述汽車的速度v隨著時間t的變化曲線中，可能正確的是（? ）.

如圖2所示，使用跨過光滑定滑輪的纜繩，將海面上失去動力的小船沿著直線拖向岸邊，已知推動纜繩的電動機功率恒定為P，小船質量是m，小船受到的阻力大小恒定為Ff，經過A點是，速度大小是v0，小船從A點沿直線加速運動到B點，使用的時間為t1，A、B兩點的距離是d，纜繩質量忽略不計，求：

（1）小船從A點運動到B點的過程中克服阻力做的功Wf

（2）小船經過B點時的速度大小v1

（3）小船經過B點時的加速度大小a

此題的問題（1）能夠加深學生對功的定義的理解，通過簡單推理和計算可以完成，解答難度小，屬于基礎類作業；問題（2）是為了鍛煉學生動能定理應用能力，通過對功的求解，培養學生綜合能力，屬于提高類作業；問題（3）幫助學生復習瞬時功率，速度合成與分解以及牛頓第二定律的運用，要求學生綜合利用知識，對學生遷移能力和綜合運用能力要求較高，是遷移類作業.

通過這樣的方式設計分層作業，能滿足不同學生的學習需求，實現課堂教學的延伸.通過解決問題，幫助學生掌握知識，激發學生學習欲望，減輕學生作業負擔，提高學生學習效果.

3 結合實際情景

根據物理學科特點，物理情景主要是指來源于生活、生產過程中與物理知識有關的現象、活動.通過引入物理情景，可以引導學生建構起物理學科與生活實際問題之間的聯系，在解決習題中對抽象、理論性強的物理知識產生共鳴，并形成具有實踐性的物理知識體系.更何況，物理知識是諸多物理學家從實際生活中提煉而來，回歸到實際生活、生產，也有利于學生的學習［3］.在作業設計時，教師可以將生活實際與物理概念、規律結合，引起學生學習興趣，培養學生創新思維能力.如以“牛頓運動定律的應用”的教學為例，教師可以根據教材內容，設計相應的作業，加強學生知識訓練，可以這樣設計作業：在一個飲料瓶的下方鉆出一個小孔，向瓶內裝滿水，手持飲料瓶，水從小孔處噴出，此時放手，讓飲料瓶自由下落，小孔噴水的情況會發生什么樣的變化？原因是什么？

針對此作業，學生需要找出題目中研究的對象，構建相應的物理模型，根據牛頓運動定律知識，對水在整個過程中的運動情況和受力情況，瓶中的水對瓶身的壓力變化，對噴水的情況作深度分析.

4 注重社會實踐作業

在高中物理教學中，教師應當以核心素養作為導向，做好每個教學環節設計，作業設計也是重要的環節之一.通過物理教學，引導學生認識科學本質，理解科學、技術、社會之間的關系，樹立學生良好的科學態度以及責任感.作為教師，應當根據教學內容，設計實踐性作業，結合生活中的問題，引導學生從物理學角度分析生活現象，逐漸培養學生科學態度以及責任感.

如“重力與彈力”的教學中，要求學生掌握重力的概念、產生原因、大小、方向以及重心等內容，重心位置是學習的難點.教師可以結合難點設計實踐性作業，要求學生在課后使用懸掛法尋找物體重心，操作步驟如下：將釘子固定在紙板的頂端；將細線的一端繞在釘子上，另一端懸掛，對懸掛痕跡兩端進行描點，連接起來；將紙板換個方向再次測量與連接，把紙板換個方向，測量處第三條懸掛軌跡，并且連接；用手指頂住三條軌跡線的交點.通過這樣的作業設計，讓學生自己動手和觀察，幫助學生掌握物體重心尋找方式，讓學生認識到不能夠片面地看待生活問題，要養成科學分析問題的習慣.

總而言之，基于核心素養的作業設計應當是典型的、滿足學生學習及教師教學需求的，作業設計方式也應當多樣化的，有利于學生核心素養培養的.

參考文獻：

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

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

［3］ 陳希.基于高中物理核心素養的單元作業設計初探［J］.中學物理教學參考，2022（9）：3.

［責任編輯：李 璟］