高中物理情境化作業設計的研究

蔡志威

摘 要：情境化作業對優化高中物理作業和培養學生核心素養具有積極影響。情境化作業是指將價值引領、物理知識、教學方法等整合，并與科技發明、生產生活等具體事例銜接，讓學生在閱讀的基礎上提取有價值的信息，構建物理模型并論證，將遇到的問題解決，提高學生綜合能力。為提升作業設計有效性，教師應根據學生的特點和學習目標，設計具有情境性的任務，引導學生探究和實踐，讓學生在思考和探索中掌握并內化知識。

關鍵詞：高中物理；情境化；作業設計

高中物理教育的目標是培養學生的科學素養和實踐能力。然而，傳統的課堂教學方法往往過于注重理論知識的灌輸，缺乏對學生實際問題的探究和解決問題能力的培養。因此，情境化作業設計作為一種新的教學方法被引入物理教學中，對促進學生的主動學習和創新思維有重要意義。教師在高中物理作業設計期間，應該在明確教學現狀、要求以及學生實際情況的基礎上，注重情境化的營造，減輕學生的學習壓力和負擔，激發學生對物理的學習興趣，提升學生學科素養。

一、當前高中物理作業設計存在的問題

在高中物理教學中，作業設計是重要一環，起到幫助學生鞏固和復習知識的作用，有助于學生水平的提升。但結合當前高中物理作業設計情況來看，存在的問題較多。在設計作業期間，經常存在內容過于抽象的情況，與學生的實際經驗脫節，導致學生難以理解和應用。作業設計需要根據學生的實際水平和能力設置適當難度，然而部分教師設計的作業頻繁出現超出學生理解能力的情況，使得學生無法完成作業。并且在部分作業設計中，還存在難度過低，無法激發學生的學習興趣和挑戰性的問題[1]。同時，若想將作業的作用充分發揮出來，輔助學生理解和內化知識，需要保證作業設計涉及多個學科領域，幫助學生綜合運用所學知識。然而一些作業設計過于單一，只涉及物理學科的知識，缺乏與其他學科的交叉和綜合。此外，作業設計應該滿足不同學生的學習需求和興趣，但就目前的作業設計情況來看，統一化特征明顯，很難讓學生的個性化學習需求得到滿足，最終使得學生對作業缺乏積極性和主動性，不利于學生物理水平與學科素養的提升。

二、高中物理情境化作業設計的原則和要點

（一）高中物理情境化作業設計的原則

為保證高中物理情境化作業設計的合理性與科學性，教師應該嚴格按照主題化、結構化、項目化和層次化展開，具體分析如下：

1.主題化：現階段，教師在設計情境化作業期間，大多只針對單一題目，情境之間的關聯度不高，習題之間缺乏連貫性，導致作業效果無法達到預期。對此，教師在設計作業過程中，應該嚴格遵循主題化原則，圍繞一個特定的主題展開，突出作業設計的整體性，使學生能快速理解和應用物理知識[2]。教師可以選擇與能源、力學、光學等相關的主題，通過設計與主題相關的情境，激發學生的興趣和探索欲望。

比如：教師在對“磁場及其描述”知識點講解后，可以設計以下作業。

（1）畫出通電直導線、通電螺線管、環形電流的三視圖。

（2）畫出你知道的勻強磁場并說明哪部分為勻強磁場。

（3）如圖所示，a、b是直線電流的磁場，c、d是環形電流的磁場，e、f是通電螺線管的磁場，試在各圖中補畫出電流方向或磁感線方向。

將“常見的幾種磁場”作為情境素材，從認識——了解——探究——操作，展開情境化的作業設計，體現主題化的同時，幫助學生將形象思維和抽象思維結合，激發學生大腦創造力[3]。學生在面對枯燥冗長的物理題目時，看到畫圖題，思維會發散，完成作業的動力也會被激發。

2.結構化：情境化作業設計應具有明確的結構，包括引入、發展和總結等部分。引入部分可以通過提出問題、呈現實際案例或引用相關資料等方式，引起學生的思考和興趣。發展部分可以設計一系列有關物理知識和實驗的問題或任務，引導學生逐步深入學習和探索。總結部分可以要求學生對所學知識進行歸納總結，或提出進一步的思考和展望。

比如：教師在對“萬有引力定律及航天”單元知識點講解完畢后，可以展開情境化作業設計，將作業分成幾個模塊：

（1）感悟生活：從生活情境出發，要求學生觀察日常生活中的重力作用，如：為什么掉落的物體會落地？為什么我們能站立？學生可以記錄下自己的觀察和感受，思考萬有引力對我們生活的影響。

（2）類比結構：讓學生通過類比的方式理解萬有引力定律，如：讓學生想象自己在一個旋轉的游樂設施上，體驗到離心力和向心力的作用。學生可以用圖表或文字形式描述他們的類比體驗，進一步理解萬有引力定律。

（3）遷移應用：要求學生思考萬有引力定律在航天中的應用，如：為什么宇航員在太空中會感到失重？為什么衛星能夠繞地球運動？學生可以用文字或圖片展示他們的思考結果，了解航天技術中的重力影響。

（4）情境實踐：設計一個小實踐活動，讓學生在實際情境中應用萬有引力定律，如：讓學生制作一個簡單的陀螺儀，觀察其旋轉的原理，記錄下實踐過程中的觀察和結果，進一步鞏固對萬有引力定律的理解。

（5）實驗探究：提供一個簡單的實驗任務，讓學生通過實驗現象來探究萬有引力定律，如：要求學生通過不同高度和質量的物體自由落體實驗，觀察它們的落地速度和加速度的關系。探究過程中，學生要整理實驗數據并分析，深化對萬有引力定律的理解。

（二）高中物理情境化作業設計的要點

1.創設現實情境。在對高中物理情境化作業設計過程中，教師要創設接近現實的問題情境，能夠貼近學生的實際生活，以提高學生作業主動性為基礎。在作業設計環節，應該讓學生的作業過程更為真實，突出學生的體驗感，幫助學生內化并理解知識[4]。在具體作業設計中，對學生的實際情況與能力綜合考量，在明確社會生產以及生活中的事物現象的基礎上，設計相應的題目，并在保證現實問題性質不改變的前提下，對問題科學處理，將真實問題情境作為依據，促進學生全面發展，保證學生能形成物理模型和科學思維，讓學生快速掌握理論知識，可以嘗試解決生活中的各類物理問題。

2.明確作業內容。為提高作業設計的合理性與可行性，教師在情境化作業設計過程中，還要提出開放式或者半開放式的問題，側重對學生課堂外動手操作能力的培養，讓學生能夠通過小組合作等方式，增強合作意識與協調能力。通過情境化的作業設計，促進學生全面發展，讓學生真正做到學以致用。在作業具體設計過程中，不需要有標準化的答案，教師要鼓勵學生獨立思考和推測，鼓勵學生將自己對物理作業完成過程的思路講解出來，讓學生在應用知識的同時，養成嚴謹、科學的思維習慣。

3.作業評價的設計。為促進作業質量和效果的提高，教師在物理情境化作業設計過程中，也要保證評價的合理性與客觀性。學生在完成教師布置的作業后，并不代表整個作業設計的完成，應該進行及時、科學的評價，做好信息反饋，讓學生在完成作業后對作業的完成情況有全面的認識和了解，幫助學生認識到自己對于具體知識點的掌握情況，明確存在的不足和問題。同時，教師要盡可能利用鼓勵性的語言和評語對學生展開評價，讓學生對物理學習產生自信心，增強學生的參與主動性和積極性。

三、高中物理情境化作業具體設計分析

（一）制訂作業目標

作業是基于教學目標和課時內容的學習任務，承擔著診斷學生知識掌握情況和發展學生核心素養的作用。在作業設計過程中，作業目標與習題的設計、編排、取舍有密切聯系，同時關系到學生的作業質量和效果。因此，在對高中物理情境化作業設計過程中，首先要制訂明確的目標，結合教學內容與需求，并在對學生實際能力掌握的前提下，保證作業目標設計的合理性，為后續學生作業提供幫助。在目標制訂時，應該注重對學生觀察、實驗、推理以及解決問題能力的培養，增強學生運用物理知識解釋和分析現象的能力，提升學生的實驗設計與數據分析能力，強化學生合作與溝通能力。

比如：教師在講解完“運動的合成與分解”知識點后，應該制訂以下目標：

（1）理解運動的合成與分解的概念。

（2）能夠運用合成與分解的原理解決相關物理問題。

（3）培養學生的觀察、實驗和分析問題的能力。

基于目標要求，將作業的題型和題量、對應學科水平的分步進行統計，保證目標覆蓋和相應重難點內容習題分布的合理化。具體為：

理論部分：

提供合成與分解運動的相關概念和公式，讓學生通過閱讀理解其意義。

提供實際生活中的例子，要求學生分析并解釋涉及合成與分解運動的情況。

實驗部分：

設計簡單的實驗，讓學生通過觀察和記錄數據，驗證合成與分解運動的原理。

要求學生根據實驗結果，總結并歸納合成與分解運動的規律。

計算與應用部分：

提供運動合成與分解的問題，要求學生運用所學知識解決，并給出詳細的解答過程。

引導學生思考一些實際問題，如運動員奔跑時的速度合成與分解，讓學生運用所學知識進行分析和解決。

（二）篩選設計對象

與傳統的作業不同，情境化作業具有較強的綜合性特點，要求學生在對基礎知識掌握的基礎上，學會遷移和運用，發展學生的創新思維。所以，在對情境化作業設計期間，應該對目標的學習水平及學科能力水平綜合考量，明確是否與情境化的功能相匹配。針對不需要情境化便能實現知識鞏固和能力提高的練習題，要避免過度情境化，確保情境的合理運用，提高作業的質量，讓學生能通過作業提升自身的水平與能力。

（三）情境化作業的設計

在對高中物理情境化作業設計過程中，教師可以結合教學內容，設計不同的作業情境，讓學生對作業產生濃厚興趣，可以自主完成，提高學生的物理水平，強化學生的學科素養。

1.問題情境作業的設計。真實且具體的情境對學生視野的拓寬有較大促進作用，也能為學生學科素養的形成打下堅實基礎，更能促進學生整體能力的提高。因此，在對情境化作業設計過程中，教師應該合理創設問題情境，將作業與學生實際生活經驗有效銜接，設計出滿足學生實際情況的情境。同時，也可以考慮使用圖表、圖片、視頻等多媒體形式，激發學生的興趣及參與度，讓學生能快速完成作業。在作業設計過程中，教師也可以引入一些新穎的元素，包括科技、環境保護等，讓學生的創造力和思維能力得到提高。考慮到學生的認知水平和學習進度，在問題情境化作業設計時，難易度需要有一定的挑戰性和成就感。此外，結合多個知識點，讓學生進行綜合運用與分析，促進學生學習效果的提升。

比如：教師在對“電磁感應現象及其應用”知識點講解完畢后，可以以真實情境為依托，引導學生主動地對問題進行分析、綜合、抽象、推理，最后得出結論，培養學生發散思維，提升學生的學科素養。具體可以設計以下問題：

（1）小磁針靜止時為什么會指向地球的南北極？（用一個條形磁鐵來模擬地球，進行解釋）

（2）磁在現代生活或古代生活中的應用并解釋其原理。（三個以上）

通過對此類題型的設計，學生可以對知識進一步延伸和遷移，將知識應用于實際，有利于學生內化和理解知識。

2.實踐探究情境作業設計。在高中物理教學中，實踐是重要一環，有利于學生實踐與創新能力的提高。因此，在情境化作業設計期間，教師可以設計實踐探究的作業，讓學生在真實的情境中探索和研究，引導學生通過實踐掌握并內化知識，在完成作業的過程中鞏固物理知識。

比如：在學習完“初識電磁波及其應用”知識點之后，在作業設計環節，由于此部分知識點較為抽象，學生的學習難度大，很難在短時間內掌握知識。為讓學生了解電磁波的存在形式和作用，教師可以設計如下作業：

（1）查找資料，了解微波爐的構造和工作原理。

（2）按照說明書使用微波爐加熱一道菜品，完成一份關于微波爐的學習報告，其中要包括微波爐的相關物理知識、實踐體會以及操作步驟。

通過對此種方式的合理利用，學生不僅可以認真完成作業，也能從直觀化的層面理解電磁波的相關知識，有利于學生學習效率的提高，更能激發學生對物理學習的興趣。

3.分層情境化作業設計。情境化作業設計應根據學生的不同能力水平和學習階段，設置不同的層次和要求。對于基礎較為薄弱的學生，可以設計基礎性的問題和實驗，幫助學生建立起物理知識的基礎。對于水平較高的學生，可以設計探究性的問題和開放式實驗，培養學生的創新思維和解決問題的能力。通過層次化的設計，滿足不同學生的需求和發展。

比如：教師在對“重力與重心”知識點講解完畢后，可以根據學生的能力和水平設計，分層展開，滿足學生的個性化學習需求。“重力與重心”考查的目標是：理解力的概念和性質、力的分類方法、力的三要素，會畫力的圖示和示意圖，掌握重力的概念、大小以及方向，掌握找準物體重心的方法，懂得判斷重心的移動。在設計時，將學生分成A、B、C三個層次，針對性設計。

A類作業：

題量 題號 難度系數 詳細知識點

4 1 0.94 找物體重心的方法；判斷物體重心的移動

2 0.94 力的概念及性質

3 0.85 力的概念及性質；力的三要素：大小、方向、作用點

4 0.85 畫受力圖或示意圖

B類作業：

題量 題號 難度系數 詳細知識點

4 1 0.65 判斷物體重心的移動

2 0.65 力的概念及性質；力的三要素：大小、方向、作用點；重力的概念、大小和方向

3 0.65 力的概念及性質

4 0.65 重力的概念、大小和方向

C類作業：

題量 題號 難度系數 詳細知識點

3 1 0.65 力的概念及性質

2 0.65 重力的概念、大小和方向

3 0.4 重力的概念、大小和方向；找物體重心的方法；判斷物體重心的移動

（四）實施作業評價

有效的作業評價可以反饋教學目標的達成情況，讓教師對教學的重難點靈活調整，確定考試的側重點，讓課堂、作業、考試有效銜接在一起。因為很多情境問題沒有標準答案，所以在評價過程中，教師采用的方式方法應該具備多樣化、動態化特點，在形式上給定答案要領，結合評價要點及學生作答的能力水平，合理進行層次劃分，保證通過客觀的評價，學生能認識到自身存在的不足和問題，從而合理調整學習方法。在具體評價中，應該依照作業的目標和學生能力制定評價標準，包括準確性、邏輯性、創造性等。作業的評價方式可以利用不同形式，包括書面評價、口頭評價、小組討論等，需要結合實際情況選擇最佳的評價方法。為了方便評價，教師要設計相應的評價工具，包括評分表、評價表格等，評價工具要明確具體的評價指標和分值，對學生的表現能做出公正評價。在評價作業時，需要關注學生在解決問題期間的思考和分析能力，不僅要關注答案的正確與否，也要評價學生的解題思路、解題方法、問題分析能力。教師在評價過程中，評語內容要適當豐富，以激勵為主，將夸贊性評語、肯定性評語、批評性評語等有效融合。在每一次學生糾錯后，要求學生反思，歸納科學思維方法和解題策略。

批改作業是教師了解學生學習情況的主要方法，在批改作業時，教師應該及時糾正學生的錯誤，促進學生全面發展。為實現此目標，教師要做到及時批改，有效批改，可以采取隨堂批改或者學生相互批改的方式。批改完的作業，第一時間發回，及時講解，讓學生學會自我反思。在講解作業期間，注重分析解題的思路，讓學生學會讀題，對題目中的關鍵詞深入分析，慢慢學會解題技巧。教師也要引導學生在課堂上大膽發言，了解學生的解題思路，發現學生學習過程中存在的問題，并通過點撥讓學生找到適合自己的學習方法。

結束語

綜合而言，情境化作業設計在高中物理教學中具有重要的教學價值和實踐意義。通過情境化作業設計，可以激發學生的學習興趣和主動性，提高學生的學習動機和學習成績。然而，情境化作業設計的實施還存在一些問題和挑戰，如教師的教學能力和時間管理等。因此，教師在實施情境化作業設計時，要注重教學方法的靈活運用，合理安排教學時間，以便更好地發揮情境化作業設計的教育作用，讓作業設計在不同學生群體中適用，推動高中物理教學的改革和發展。

參考文獻

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