基于跨學(xué)科實(shí)踐的初中物理單元長(zhǎng)作業(yè)設(shè)計(jì)

吳菁華

（海安市紫石中學(xué)，江蘇 南通 226600）

0 引言

作業(yè)是學(xué)習(xí)的重要組成部分，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)有診斷、指導(dǎo)、激勵(lì)和導(dǎo)向作用[1]。初中物理作業(yè)由兩部分構(gòu)成：第一部分是課時(shí)作業(yè)，安排在每一課時(shí)結(jié)束時(shí)，目的是強(qiáng)化基礎(chǔ)知識(shí)；第二部分是單元作業(yè)，安排在單元復(fù)習(xí)教學(xué)后，目的是構(gòu)建知識(shí)體系。這兩類(lèi)作業(yè)重理論輕實(shí)踐，對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力發(fā)展的促進(jìn)作用較小。針對(duì)這兩種作業(yè)的不足，基于跨學(xué)科實(shí)踐的單元長(zhǎng)作業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。

1 單元長(zhǎng)作業(yè)概念

初中物理實(shí)踐作業(yè)，是指學(xué)生在學(xué)習(xí)初中物理的過(guò)程中，基于問(wèn)題和任務(wù)驅(qū)動(dòng)的有指導(dǎo)、有一定挑戰(zhàn)的自主學(xué)習(xí)活動(dòng)[2]。基于跨學(xué)科實(shí)踐的單元長(zhǎng)作業(yè)由實(shí)踐作業(yè)發(fā)展而來(lái)，它的核心在于“跨學(xué)科”和“長(zhǎng)”。“跨學(xué)科”是指作業(yè)不再局限于物理知識(shí)，而是拓展到語(yǔ)文、英語(yǔ)、數(shù)學(xué)、工程、計(jì)算機(jī)等其他學(xué)科知識(shí)。這種作業(yè)綜合性強(qiáng)，可以全面地發(fā)展學(xué)生的綜合素養(yǎng)。“跨學(xué)科”這一特點(diǎn)符合初中物理教學(xué)目標(biāo)的需求。初中物理是基礎(chǔ)性的理科學(xué)科，知識(shí)的深度并不大，但是具有一定廣度，要求學(xué)生將其他學(xué)科的知識(shí)和物理知識(shí)融合起來(lái)。“長(zhǎng)”是指初學(xué)生完成作業(yè)的周期較長(zhǎng)。課時(shí)作業(yè)和單元作業(yè)作業(yè)量比較好控制，學(xué)生完成時(shí)間固定，學(xué)生做作業(yè)過(guò)程中表現(xiàn)出的差異較小。長(zhǎng)作業(yè)改變了傳統(tǒng)作業(yè)模式，它要求學(xué)生利用日常生活中的時(shí)間來(lái)開(kāi)展實(shí)踐活動(dòng)，借助跨學(xué)科知識(shí)解決問(wèn)題，完成作業(yè)。因?yàn)檫@種作業(yè)完成周期較長(zhǎng)，需要學(xué)生統(tǒng)籌安排作業(yè)時(shí)間，培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。基于跨學(xué)科實(shí)踐的單元長(zhǎng)作業(yè)一般安排在單元復(fù)習(xí)后，學(xué)生利用課外時(shí)間在一定周期內(nèi)完成。單元長(zhǎng)作業(yè)并不排斥課時(shí)作業(yè)和單元作業(yè)，它可以被當(dāng)成傳統(tǒng)作業(yè)形式的有益補(bǔ)充。加入了基于跨學(xué)科實(shí)踐的單元長(zhǎng)作業(yè)，初中物理作業(yè)體系將更為合理、有效。

2 單元長(zhǎng)作業(yè)目標(biāo)

單元長(zhǎng)作業(yè)的設(shè)計(jì)應(yīng)該從作業(yè)目標(biāo)的制定入手。作業(yè)目標(biāo)是指通過(guò)作業(yè)能夠發(fā)展學(xué)生具體能力的描述，它是單元長(zhǎng)作業(yè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。教師所制定的單元長(zhǎng)作業(yè)目標(biāo)應(yīng)該具體、可行。具體是指作業(yè)目標(biāo)比較詳細(xì)，可以作為單元長(zhǎng)作業(yè)設(shè)計(jì)的依據(jù)。這就需要教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容制定長(zhǎng)作業(yè)的目標(biāo)。有效是指作業(yè)目標(biāo)可以實(shí)現(xiàn)。如果單元長(zhǎng)作業(yè)的目標(biāo)無(wú)法實(shí)現(xiàn)，它將不能指導(dǎo)單元長(zhǎng)作業(yè)的設(shè)計(jì)。教師所制定的長(zhǎng)作業(yè)目標(biāo)符合學(xué)生的能力特點(diǎn)，學(xué)生可以借助生活中的資源完成長(zhǎng)作業(yè)中的各項(xiàng)任務(wù)。《聲現(xiàn)象》是蘇教版初中物理八年級(jí)上冊(cè)的第一個(gè)單元，也是學(xué)生接觸物理學(xué)習(xí)的第一個(gè)主題。下面以本單元來(lái)說(shuō)明單元長(zhǎng)作業(yè)目標(biāo)的制定。

長(zhǎng)作業(yè)目標(biāo)一：使用敲、撥、吹等方法使生活中的各種物品發(fā)出聲音，體會(huì)聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的這一規(guī)律。選擇一種聲音，利用固體、液體、氣體將這種聲音傳到遠(yuǎn)處，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到聲音的傳播需要介質(zhì)這一規(guī)律。通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生的物質(zhì)觀念和能量觀念。周期：3 天。

長(zhǎng)作業(yè)目標(biāo)二：使用生活中的物品制作一架“古琴”，彈奏“古琴”發(fā)出不同聲音；使用小藥瓶制作“水瓶琴”，吹“水瓶琴”使其發(fā)出不同聲音。通過(guò)小制作使學(xué)生認(rèn)識(shí)到響度和音調(diào)的不同。使用手機(jī)APP 錄制“古琴”和“水瓶琴”發(fā)出的聲音，使用電腦軟件CoolEdit 觀察“古琴”和“水瓶琴”聲音的波形。通過(guò)實(shí)踐發(fā)展學(xué)生的信息能力。周期：5 天。

長(zhǎng)作業(yè)目標(biāo)三：查閱資料，了解噪聲污染的危害；使用手機(jī)中的噪聲測(cè)試軟件測(cè)試不同場(chǎng)所噪聲的分貝數(shù)；撰寫(xiě)一篇小論文，提出解決噪聲污染的具體方法。進(jìn)行綜合實(shí)踐活動(dòng)，探究各種材料的隔聲能力。通過(guò)實(shí)踐樹(shù)立學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識(shí)，提升學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。周期：5 天。

長(zhǎng)作業(yè)目標(biāo)四：利用網(wǎng)絡(luò)查閱超聲波和次聲波的生產(chǎn)、生活、軍事應(yīng)用，制作一份PPT 課件，在課堂上匯報(bào)調(diào)查結(jié)果。通過(guò)實(shí)踐，發(fā)展學(xué)生的物理應(yīng)用意識(shí)。周期3 天。

3 單元長(zhǎng)作業(yè)內(nèi)容

單元長(zhǎng)作業(yè)是跨學(xué)科的，學(xué)生需要將多門(mén)學(xué)科的知識(shí)融合起來(lái)，去解決問(wèn)題。根據(jù)單元長(zhǎng)作業(yè)的目標(biāo)，教師設(shè)計(jì)單元長(zhǎng)作業(yè)的具體內(nèi)容，并作為任務(wù)布置給學(xué)生。

3.1 長(zhǎng)作業(yè)內(nèi)容一：（針對(duì)章節(jié)：聲音是什么？）

通過(guò)課堂學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)知道聲音是由于物體振動(dòng)而產(chǎn)生的。但是，學(xué)生對(duì)日常生活中的各種發(fā)聲物體缺乏必要的觀察。讓學(xué)生采用各種方法讓生活中的物品發(fā)出聲音。學(xué)生在這個(gè)過(guò)程中可以真切地感受到聲音是由于物體振動(dòng)而發(fā)出的。如，學(xué)生使用筷子敲擊瓷碗發(fā)出聲音。學(xué)生用手觸摸瓷碗，能夠感受到瓷碗在振動(dòng)。如果用手捏一下瓷碗，瓷碗停止振動(dòng)，它則不再發(fā)出聲音。學(xué)生撥動(dòng)鋼尺，鋼尺發(fā)出聲音，學(xué)生可以看到鋼尺在振動(dòng)。如果用手捏一下鋼尺，鋼尺停止振動(dòng)，不再發(fā)出聲音。讓學(xué)生體驗(yàn)聲音在各種介質(zhì)中的傳播。這個(gè)過(guò)程一方面讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到聲音可以在固體、液體、氣體中傳播，同時(shí)可以引導(dǎo)學(xué)生推斷出聲音在真空中無(wú)法傳播的結(jié)論。如，一名學(xué)生敲擊桌子，另外一名學(xué)生將耳朵貼在桌子的其他位置聽(tīng)聲音。學(xué)生可以感受到聲音通過(guò)桌子傳到了他的耳中。如果傳播聲音的介質(zhì)較長(zhǎng)，學(xué)生可能聽(tīng)到兩個(gè)聲音。一個(gè)聲音是介質(zhì)傳播過(guò)來(lái)的，另一個(gè)聲音是空氣傳播過(guò)來(lái)的。

3.2 長(zhǎng)作業(yè)內(nèi)容二：（針對(duì)章節(jié)：樂(lè)音的特征）

讓學(xué)生制作了一架“古琴”。學(xué)生可以在一塊木板上面釘上釘子，兩個(gè)釘子為一組，不同組內(nèi)的兩顆釘子的距離不一樣。在所有組的兩顆釘子上系上橡皮筋。學(xué)生撥動(dòng)橡皮筋可以發(fā)出聲音。由于這些橡皮筋的長(zhǎng)度存在差異，發(fā)出的聲音音調(diào)不一樣。學(xué)生可以將不同聲音的音調(diào)和橡皮筋的長(zhǎng)度聯(lián)系起來(lái)。讓學(xué)生制作了一架“水瓶琴”。學(xué)生使用小藥瓶或者飲料瓶來(lái)制作，各個(gè)瓶子中裝水的高度不一樣，如圖1 所示。學(xué)生可以使用敲擊或者從瓶口吹氣的方法使瓶子發(fā)出聲音。敲擊瓶子使瓶體發(fā)出聲音，從瓶口吹氣使瓶子中的空氣柱發(fā)出聲音。學(xué)生可以觀察音調(diào)和瓶體長(zhǎng)度或者空氣柱長(zhǎng)度的關(guān)系。要求學(xué)生使用手機(jī)APP 錄制“古琴”和“水瓶琴”發(fā)出的聲音，并且導(dǎo)入到電腦中，使用電腦中的聲音編輯軟件CoolEdit 觀察波形。通過(guò)觀察波形，學(xué)生發(fā)現(xiàn)不同音調(diào)的聲音頻率存在著差異，因此聲音的音調(diào)是由頻率決定的。學(xué)生還可以觀察到響度較大的聲音波形幅度較大，說(shuō)明了響度和聲音的振動(dòng)幅度存在著關(guān)系。

圖1 水瓶琴

3.3 長(zhǎng)作業(yè)內(nèi)容三：（針對(duì)章節(jié)：噪聲及其控制）

要求學(xué)生利用互聯(lián)網(wǎng)查詢和聲音污染相關(guān)信息。學(xué)生借助搜索引擎，輸入關(guān)鍵詞“噪聲污染”，查詢相關(guān)信息。學(xué)生可以了解到噪聲污染的概念，噪聲污染的危害，防止噪聲污染的方法等信息。要求學(xué)生使用手機(jī)中的聲音測(cè)試軟件，測(cè)試不同場(chǎng)所聲音的分貝數(shù)，如圖2 所示。學(xué)生可以在街道上、教室里、廣場(chǎng)上測(cè)試聲音的分貝數(shù)。通過(guò)這個(gè)活動(dòng)，學(xué)生可以對(duì)噪聲的響度有直觀的了解。要求學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究各種材料的隔聲能力。這是綜合實(shí)踐中的活動(dòng)。將這個(gè)綜合實(shí)踐活動(dòng)放在單元長(zhǎng)作業(yè)中可以促進(jìn)綜合實(shí)踐活動(dòng)的有效實(shí)施。這個(gè)綜合實(shí)踐活動(dòng)可以引發(fā)學(xué)生對(duì)防止噪聲污染的思考。要求學(xué)生寫(xiě)一篇有關(guān)噪聲防止的小論文。學(xué)生寫(xiě)作小論文時(shí)需要將大量信息融合起來(lái)，并提取最有價(jià)值的信息，有助于發(fā)展學(xué)生的探究能力。

圖2 聲音測(cè)試軟件界面

3.3 長(zhǎng)作業(yè)內(nèi)容四：（針對(duì)章節(jié)：人耳聽(tīng)不見(jiàn)的聲音）

要求學(xué)生了解超聲波和次聲波的概念。學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)搜索或者閱讀圖書(shū)了解超聲波和次聲波。學(xué)生可以了解到超聲波是頻率超過(guò)20000 Hz 的聲波，次聲波是頻率低于20 Hz 的聲波。人耳能夠分辨的聲音頻率在20 Hz 到20000 Hz 之間，因此超聲波和次聲波都是人耳聽(tīng)不見(jiàn)的聲音。要求學(xué)生查閱資料了解超聲波和次聲波的應(yīng)用。超聲波有許多應(yīng)用，比如醫(yī)院中的B 超。次聲波也有許多應(yīng)用，比如預(yù)測(cè)自然界的自然災(zāi)害。通過(guò)閱讀資料，學(xué)生了解到物理學(xué)的重要價(jià)值，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的內(nèi)在動(dòng)機(jī)。要求學(xué)生制作一份用以匯報(bào)的PPT。學(xué)生將收集到的資料整理起來(lái)，提取出核心內(nèi)容，呈現(xiàn)在PPT 中。這個(gè)過(guò)程進(jìn)一步發(fā)展了學(xué)生概括和抽象能力。

4 單元長(zhǎng)作業(yè)評(píng)價(jià)

基于跨學(xué)科的初中物理長(zhǎng)作業(yè)和傳統(tǒng)的紙筆作業(yè)有許多不同，教師不能再使用正確和錯(cuò)誤來(lái)評(píng)判學(xué)生的作業(yè)完成情況。因此，教師要采用新的、有效的評(píng)價(jià)方式。教師可以采用的評(píng)價(jià)方式有自評(píng)、互評(píng)、師評(píng)等。為了更好地幫助學(xué)生自評(píng)和互評(píng)，教師可以設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)表格，將評(píng)價(jià)過(guò)程細(xì)化。比如，對(duì)于學(xué)生收集信息過(guò)程的評(píng)價(jià)，教師可以設(shè)計(jì)四條評(píng)價(jià)細(xì)則：（1）能充分地收集相關(guān)的信息；（2）能對(duì)所收集的信息進(jìn)行歸類(lèi)、比較；（3）能夠提取出有價(jià)值的信息；（4）能夠采用合適的方式呈現(xiàn)信息。學(xué)生在評(píng)價(jià)的時(shí)候可以使用星級(jí)對(duì)細(xì)則進(jìn)行打分。最低星級(jí)為一顆星，最高星級(jí)為五顆星。師評(píng)是教師對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)。因?yàn)榻處煹膶W(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)比較豐富，教師可以對(duì)學(xué)生的長(zhǎng)作業(yè)進(jìn)行描述性評(píng)價(jià)，即教師說(shuō)出學(xué)生長(zhǎng)作業(yè)的優(yōu)點(diǎn)和不足。

5 結(jié)語(yǔ)

初中物理學(xué)科是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，大部分初中學(xué)生正處于從形象思維向抽象思維的過(guò)渡階段[3]。基于跨學(xué)科實(shí)踐的初中物理長(zhǎng)作業(yè)可以滿足學(xué)生思維發(fā)展的需要。單元長(zhǎng)作業(yè)可以配合常規(guī)作業(yè)，提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)，幫助學(xué)生全面發(fā)展。教師要重視長(zhǎng)作業(yè)的設(shè)計(jì)，選擇合適的作業(yè)主題，制定合適的目標(biāo)，設(shè)計(jì)適合的內(nèi)容。長(zhǎng)作業(yè)的周期較長(zhǎng)，學(xué)生可以有充分的時(shí)間去實(shí)踐探究。教師要對(duì)學(xué)生的長(zhǎng)作業(yè)進(jìn)行過(guò)程性評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)，為學(xué)生提供必要的反饋。