核心任務引領的高中物理大單元作業設計策略

楊繼鋒

摘 要：作業作為課堂的延伸，其設計質量影響著整個教育質量。因此，在物理教學活動開展中，教師要以“核心素養”為導向，立足大單元視角，結合現實情境設計啟發性、引導性、探究類的作業，讓學生在完成作業中鞏固課堂知識，養成良好的思維習慣。基于此，文章以高中物理為研究對象，分析了當下物理作業設計中存在的問題，討論了大單元視角下作業設計的優勢，最后以案例的方式對核心任務引領下的單元作業設計開展了深入的研究，期望在有效策略的指導和推動下，深化學生對知識的理解，并在完成作業的過程中建立起系統化的知識體系。

關鍵詞：核心任務；高中物理；大單元作業；設計策略

隨著“雙減”政策的落實，越來越多的教師開始關注作業設計，皆在通過作業的優化幫助學生鞏固課堂知識，提升學生自身的學習能力，促進學生核心素養的發展。以往的作業設計，不僅繁多而且超出了高中生自身的認知與能力，大量的作業并未幫助學生真正地掌握知識，相反成了學生素養與能力發展的絆腳石。那么，如何優化與設計作業，來提升學生的綜合素養呢？這是擺在物理教師面前的重要問題。

一、高中物理作業設計中存在的問題

隨著教學改革的逐步推進，各種新型的教學方式得到推廣，并取得了不錯的效果。在高中物理教學中，作業是物理課堂的一個重要環節，對測評學生自身情況、幫助學生鞏固知識發揮著重要的作用。同時在新的背景下，也對物理作業設計提出了要求，即在確保傳統作業優點的同時，根據新課標加強優化與創新，通過新穎性、趣味性物理作業的設計，促使學生的主動參與，促進學生各項能力的提升。物理是高中階段的一門基礎學科，以培養學生的科學思維、提升學生的探究能力為主要目標。筆者通過對傳統物理作業設計的分析，總結了常見的幾個問題：第一，用訓練代替講課，缺少設計；第二，作業多且繁雜，作業設計缺少梯度；第三，試題多以各種試卷或網絡資源為主，不符合本班學生的情況或者試題不嚴謹，缺少針對性與科學性；第四，授課內容和試題關聯性不大，未能達到鞏固知識的目的；第五，作業布置多以識記概念與公式為主，缺少對學生綜合分析能力、邏輯思維能力、科學探究能力的培養。為了減輕學生的負擔，同時提升作業的教學價值，需要將核心素養納入作業設計中，可以將作業設計與單元核心任務整合起來，以核心任務為引領的單元作業設計，不僅是對傳統作業的優化，而且實現了學習的進一步延伸，在學生完成作業的過程中既鞏固了知識，又提升了學生的學科素養[1]。

二、大單元視角下作業設計的優勢

單元視角下的作業設計即圍繞核心知識點，設計一整套的作業。單元視角下的作業設計優勢盡顯，具體表現如下：

第一，目標明確。單元視角下的作業設計，以促進單元目標達成為目的。根據學生的學習情況，設計短時與長時作業，而且作業難度也要體現層次，確保學生在完成作業中獲得能力的提升。

第二，知識應用。在單元背景下的物理作業設計中，作業要契合學生的認知并服務于現實生活，讓學生在完成作業中感受到物理學習的價值，最終達到學以致用的能力。

第三，形式多樣，趣味十足。除了常規類的習題作業外，物理作業還包含自主調查、探究、實驗等，通過多樣化作業的布置，保持學生向上的學習熱情同時，提升了學生的探究能力。

三、物理核心任務概述

物理核心任務即讓學生把握物理概念、公式、定理與規律，提升學生分析、應用知識的能力。一般情況下，核心任務以真實的情境為依托，并與物理學科知識契合，不僅要有真實情境作依托，更要體現出深度與廣度。大量的教學實踐研究顯示，以核心任務為引領的教學突出了學生的主體地位，讓學生自主地進入了知識探究中來，并在沉浸式的學習中獲得獨特的體驗。但要想提出具有探究價值的任務，需要教師在課前整合資源，根據學情做出處理，為課堂教學的開展提供堅實的保障。核心任務的設定要包含核心素養的每一個要素，統籌好教材與新課標、師生自身情況，而后采取相應的手段將各要素的關系統領起來，在解決實際問題的過程中，促進核心素養目標的真正落實[2]。

以魯科版“恒定電流（教材第三章、第四章）”大單元教學為例，核心任務包括電流、電壓、電阻、電功率等若干概念形成、部分電路歐姆定律和閉合電路歐姆定律的理解應用、利用歐姆定律解決實際問題能力提升等三個單元教學目標。以生活中的家庭電路的真實情境為依托，設計如下核心問題承載本單元核心任務：“我們有這樣的經驗，傍晚是每一天用電高峰時段，萬家燈火，但是燈光較暗；而夜深人靜的時候，燈光特別亮，這是為什么？在家用電器使用中，打開大功率的空調后，你會發現燈泡會變暗，而關掉空調后燈又會馬上亮起來，這與我們初中階段學習的并聯電路互不影響的規律是否矛盾？”并將此核心問題分層次設計為若干子任務，將其滲透于每一個課時作業中，可以達成本單元中的各個教學目標。并且這個問題與初中并聯電路各支路互不影響的知識形成一定的“認知沖突”，既對初中知識起到承接作用，又可以極大地激發學生對本單元新知識求知欲。

四、核心任務引領的高中物理大單元作業設計策略

作業是促進核心素養目標落實的重要手段之一，作業的方式有很多種。科學、合理的物理作業，可以將學生的問題全面地反映出來，教師可以以此為基礎優化教學策略，推動高中物理教學的有序開展。站在大單元的層面，高屋建瓴地設計核心問題，并逐級設置各種形式的作業，涵蓋到本單元的主要知識要點，發展學生各方面的能力。下面從時間維度入手，將其劃分為了課前啟發、課堂探究、課后應用作業，依照不同時段設計不同素養的物理作業。

（一）基于課前學習，設計啟發性的作業

基于課前學習，設計啟發性的作業，可以讓學生把握住串聯與并聯電路的特征。為了調動起學生的學習熱情，啟發性問題設計要以現實生活、科技為背景，根據教學內容，聯系生活現象，設計具有探究價值的問題。為了促進學生的深入學習，教師要把握住啟發性問題設計的幾個特征。

1.以原有認知為基礎，引發學生的探究興趣

作業一：經過初中階段的學習，了解到串聯電路中的電流各處都相等，那么可以得到什么關系式？在并聯電路中，因電荷的分布是動態平衡的，同一時間內從干路流到支路的電荷量，必須等于進入各支路電荷量之和，那么可以推導出什么關系式？

作業二：能根據串并聯電路中電流的關系，推導電壓之間的關系嗎？

作業三：如若將兩個電阻R1和R2串聯或并聯后看成一個電阻，這個電阻跟R1、R2具有怎樣的關系？

作業四：基于作業三，將兩個電阻R1、R2串聯或并聯起來接到電路里，作為一個整體，它相當于一個電阻R，則這個電阻的大小與原來兩個電阻的大小有什么關系？

通過前面電路知識的有關學習，學生綜合之前的學習經驗和所學的知識，通過課前對本節知識的預習，對教師設置的問題進行了深入的思考，最終得到串聯電路中R=R1+R2；并聯電路中1/R=1/R1+1/R2，并且若干個電阻串聯或并聯后對電路的作用，都可以用一個等效電阻予以替換。同學們通過完成這組作業，承接了初中電學相關要點，加深了對電流、電壓、電阻等概念的認識。

2.層層遞進，提升學生的思維品質

學生通過對上述作業的探究，得出了串并聯電路中的電阻關系，基于核心問題解決，繼續設計以下激活學生思維的作業：

作業一：在串聯電路中，如若增大某一個串聯電阻的阻值，R總如何變化？

作業二：在串聯電路中，如若增加一個串聯電阻，R總會如何變化？

作業三：如在并聯電路中增加一個并聯支路，R總會如何變化？

作業四：如在并聯電路中增大某個支路電阻的電阻值，R總會如何變化？

上述的問題皆在考查學生對串聯、并聯電路的電流、電壓、電阻的關系，及應用部分電路歐姆定律分析電阻變化進一步分析電路中電流和電壓的變化規律的掌握情況，完成對初中內容的復習。上述的問題簡單且符合學生當前的認知水平，通過學生自主翻閱資料，在已有知識節點生成新的認知，在無人監管下完成自主學習[3]。

（二）基于課堂教學，布置探究性的作業

科學探究指的是在實驗的基礎上進行猜想，制訂合理的方案，對獲取的信息和結論做出科學的解釋，并對探究過程、結果進行交流、反思的能力。布置探究類的作業，讓學生在對真實情境觀察中提出問題，并利用掌握的知識與工具驗證結論，做出解釋。例如，教材第三章《串聯和并聯電路的規律》的學習中，指導學生以小組合作的方式進行探究。

學生自備電學實驗箱，選用恒壓學生電源供電，干路選用較長的導線模擬家庭電路來設計探究性作業。

作業一：在并聯電路中，增加一個并聯支路，其他支路的用電器的工作狀態如何變化？

作業二：在并聯電路某條支路中增加一個串聯電阻（用滑動變阻器來代替），改變接入電阻值，其他各個支路的用電器工作狀態如何變化？

作業三：猜想是什么原因導致作業一和作業二觀察到的現象和初中物理“并聯電路，各支路互不影響”的結論相悖？并設計實驗驗證猜想！

引導學生在干路中串聯一個電阻代替長導線，進行作業一和作業二的操作，觀察到的現象與前面有什么不同？

通過上述實驗的開展，大家通過對實驗現象的觀察、分析比較，了解到長導線構成的干路中存在電阻，是造成上述悖論的主要原因之一。同時完成這組作業對后續遠距離輸電學習也可以起到鋪墊作用。

在第四章《閉合電路歐姆定律》授課過程中，繼續沿用此實驗背景，補充以下探究性作業。

作業四：若使用干電池作為電源，增加并聯支路和增大支路電阻值，探究干路和其他支路電流電壓的變化規律。

作業五：對比使用學生恒壓輸出電源和干電池電源時，電路表現出的變化規律，干電池是否為理想恒壓電源？

通過作業四、作業五，不僅完成了閉合電路歐姆定律的學習，同時也幫助學生進一步理解到電源內阻也是并聯支路互相影響的原因之一，真正解開了現階段“并聯電路各支路電路互相影響”與初中“并聯電路各支路互不影響”的認知沖突。

本次教學探究作業的開展，培養了學生的質疑、猜想、探究的精神，而且激活了學生解決問題的內在驅動力。為學生形成科學思維、探究精神奠定了堅實的基礎[4]。同時把第三、四兩章歸為一個大單元進行教學，也符合學生從理想電源到實際電源，從簡單到復雜的認知規律。

（三）基于課堂教學，布置深度思考性作業。

立足本單元的核心任務，設計綜合性問題，引發學生的深入思考，促進學生思維向深層次、多維度發展。提升學生推理分析的思維能力。

針對本單元提出的核心任務，構建模型，進行作業設計。

作業一：上述的情境中，串聯與并聯電路中電流電壓的變化受到哪些物理規律的約束，它們之間有沒有邏輯上的因果關系？

作業二：對各種連接方式的動態電路分析，有沒有基本分析邏輯？

作業三、設計一個電路，驗證自己邏輯推理的正確性。而后要求學生以小組的方式商討如何進行實驗電路設計、分析論證、總結規律。

在大家的共同分析與商討中得到動態電路中電阻、電流、電壓變化的邏輯關系，總結出動態電路分析的基本程序，即支路電阻變化→電路總電阻變化→干路電流變化→路段電壓變化→支路電流變化，制作動態電路分析模型。

通過對局部電阻的變化，影響整個電路全局的變化規律分析，即“牽一發而動全身”，幫助學生建立整體與局部相互影響的思維方式，提高同學們邏輯推理和科學思考的能力，達成本單元的核心任務目標。

（四）立足課后，布置學以致用的作業

以真實情境為依托，引導學生根據真實情境，概況提煉，建立物理模型，解決實際問題。

基于本單元的核心任務，把物理模型與實際情境融合，進一步進行作業設計，培養學生問題解決能力。

作業一，傍晚的家庭電路和深夜時的家庭電路有什么區別，大功率用電器的電阻有何特點？

作業二，如何制作物理模型，契合家庭電路的不同工作狀態？

作業三，基于電路模型，結合實際情境，家庭電路在傍晚、深夜工作狀態進行動態分析；對接入大功率用電器對電路各部分的影響進行分析。

問題解決是學生探究的內在動力，通過教師的引導，對問題不斷地進行優化，可以引發學生的認知矛盾，并在解決問題中不斷提升思辨能力。應用性問題解決作業的布置，激發了學生的解決問題的興趣，并在學生解決實際問題的過程中，培養了他們的解決問題的能力與邏輯思維能力。這樣的課后作業布置，搭建了課堂學習與實際問題解決的橋梁，實際生活與課堂學習實現了連接，推動著教學的有序開展[5]。

課后拓展：根據實驗現象、資料查找，及對本單元各個層級的推理、假設、驗證及問題的進一步拓展分析，予以歸納總結，最后以報告的方式提交上來[6]。

結束語

綜上所述，基于核心任務引領的高中物理大單元作業設計，在核心任務的引領下，設計物理作業，不僅提升了作業品質，而且為學生營造起了輕松、愉快的課堂學習氛圍。但這又對教師提出了新的要求，教師只有不斷地豐富自身知識，加強與生活的聯系，創設真實的問題情境，才能引發學生的深入分析與探究，在探究中找出問題的根源，運用合理的手段探尋真理，為學生物理核心素養的發展奠定堅實的基礎。

參考文獻

[1]桑嫣.學科核心素養導向下的高中物理單元作業設計[J].上海課程教學研究，2018（05）：39-43.

[2]李俊鵬，魏潔，應發寶.核心素養導向下的高中物理教學設計：以“牛頓第一定律”為例[J].中學物理教學參考，2020（16）：5.

[3]董文杰.學科核心素養背景下高中物理單元教學設計的探索：以人教版第3章“相互作用：力”為例[J].物理教師，2020，41（10）：14-16.

[4]邵友娣，李喆，陳玲，等.凸顯物理學科核心素養的作業設計：以滬科版高中物理“牛頓運動定律”單元為例[J].中學物理教學參考，2022，51（26）：4-7.

[5]吳慶林，李旭偉，羅翀.核心素養導向下的高中物理差異化作業設計：以《勻速圓周運動快慢的描述》為例[J].福建基礎教育研究，2021（10）：110-111.

[6]周云.核心素養視域下高中物理單元的教學設計：以第三單元牛頓運動定律為例[J].天津教育，2022（01）：87-89.