走進(jìn)自然提升素養(yǎng)

譚俊賢

摘? ?要：課堂練習(xí)及課后作業(yè)對物理教學(xué)的有效性起著客觀的甄別和警示作用。課堂練習(xí)及課后作業(yè)設(shè)計作為物理教學(xué)的重要組成部分，歷來都為一線教師所重視。在新課改逐步進(jìn)入深水區(qū)的新常態(tài)下，不少老師的作業(yè)設(shè)計，依然存在著新瓶裝舊酒的不良傾向，既不利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，也不利于培育和提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。文章立足于一線教學(xué)實際，旨在核心素養(yǎng)視域下對一道初中物理練習(xí)題進(jìn)行客觀審視，期望為廣大初中物理教師提供一些借鑒。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);初中物理;作業(yè)設(shè)計

沙坪壩區(qū)初中物理采用滬科版教材。在八年級第十章《機械與人》第四節(jié)《做功的快慢》的習(xí)題課（第2課時）上，任課教師設(shè)計了一道如下的課堂練習(xí)題：

【拓展與延伸】 “飯后百步走，活到九十九”，散步是一種常見的健身方式。為了研究“人在水平路面上行走時克服重力所做的功”，大兵同學(xué)在互聯(lián)網(wǎng)上查閱得知：人體的重心大約位于肚臍上方6 cm、脊椎前方3 cm處。在行走過程中，人的重心高度會隨著行走而上下變動，重心升高時，人體會克服重力做功。

大兵在小區(qū)里選擇了一段平直的步道，請父親用智能手機錄制自己在水平路面上行走的視頻，并用皮尺測出了自己的步距s（跨出每一步時兩腳之間的距離）和腿長L，有關(guān)測量數(shù)據(jù)如表1。

假設(shè)在正常行走時，重心在人體中的相對位置不變。

（1）通過觀察自己在水平路面上行走的視頻，大兵發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前腳跨出時重心會下降，而后腳收起時重心會上升。則他每走一步，重心會下降或升高多少？

（2）大兵每走一步需要克服重力做多少功？

（3）你認(rèn)為人在水平路面上通過走路進(jìn)行鍛煉時，哪些因素會影響鍛煉效果？請簡述你的理由。

1? ? 考查閱讀能力

在大語文、泛閱讀的大背景下，所有科目都會考查閱讀能力，物理也不例外。本題題干包括247個字，比傳統(tǒng)的初中物理練習(xí)題字?jǐn)?shù)多得多。如果不善于閱讀，不善于勾畫，很難有效提取題目中的關(guān)鍵信息，解題也就無從談起。

2? ? 體現(xiàn)社會責(zé)任

網(wǎng)絡(luò)作為科技發(fā)展的產(chǎn)物，信息時代的標(biāo)志，本應(yīng)極大地拓展學(xué)習(xí)的時空。然而，據(jù)聯(lián)合國教科文組織的不完全統(tǒng)計，以學(xué)習(xí)為主要目的上網(wǎng)的中學(xué)生，美國占總數(shù)的20%，英國為15%，中國僅為2%。上網(wǎng)和手機幾乎等同于網(wǎng)絡(luò)游戲，是所有學(xué)生家長談之色變、避之不及的敏感詞匯。緣何如此？答案也許就在我們?nèi)粘５慕虒W(xué)活動之中。希望本練習(xí)題的設(shè)計，能夠為一線教師引導(dǎo)學(xué)生善用網(wǎng)絡(luò)提供有價值的借鑒。

3? ? 構(gòu)建物理模型

物理建模就是將現(xiàn)實生活中復(fù)雜的問題進(jìn)行簡化、抽象。本練習(xí)題要求學(xué)生能夠建立“行走”時雙腿的幾何模型（如圖1所示）。實線表示跨出一步且雙腳著地時的雙腿，虛線表示后腿收起時的雙腿。

4? ? 運用數(shù)學(xué)工具

對于廣大中學(xué)生而言，之所以感覺物理難，一個最主要的原因在于不善于運用工具學(xué)科（語文、數(shù)學(xué)等），總是把物理獨立于其他學(xué)科之外，無法借力，自然不能形成學(xué)科之間的合力。在解本練習(xí)題時，即建立了幾何模型之后，先用勾股定理求出雙腳著地（實線）狀態(tài)下重心的高度：

收起后腿時，重心高度為：

h2=L=0.65 m

顯然，每走一步，重心會下降或升高h(yuǎn)=0.05 m。

5? ? 認(rèn)識科學(xué)本質(zhì)

第2小問很常見，在得到了每行走一步重心的高度變化之后，只要知道做功的科學(xué)本質(zhì)是關(guān)注力和空間的累積效應(yīng)，一般都容易得出每走一步需克服重力做功25 J。

6? ? 端正科學(xué)態(tài)度

對普通老百姓而言，鍛煉效果只是一個生活常識。在自媒體時代，正常人都知道，步幅越大，走得越快，流汗就越多，消耗的能量就越多，鍛煉效果就越好。站在科學(xué)的角度看，論證需要有力的證據(jù)。

行走時，每跨一步，重心升降：

在腿長L一定的前提下，步距s越大，重心升降h越大。

收起后腿時，克服重力做功：

W=G·h

在健身者體重G一定的情況下，重心升降h越大，做功越多。

以30分鐘為鍛煉時長，健身專家提供的參考數(shù)據(jù)如表2所示。

顯然，步行的健身效果既與步距s有關(guān)，還與行走的速度（步頻）有關(guān)。

這是一道探索性的、與生活相關(guān)的練習(xí)題。對于初中生而言，要嚴(yán)格求解十分困難。在教學(xué)中教師應(yīng)從引導(dǎo)學(xué)生以定性或半定量分析為出發(fā)點，培養(yǎng)學(xué)生運用物理知識分析問題的能力。

課堂練習(xí)及課后作業(yè)是物理教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。在基礎(chǔ)教育課程改革逐步深入的大背景下，立德樹人是設(shè)計物理作業(yè)的根本點，減負(fù)提質(zhì)是設(shè)計物理作業(yè)的出發(fā)點，提升素養(yǎng)是設(shè)計物理作業(yè)的落腳點。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭軍凱. 基于核心素養(yǎng)的初中物理作業(yè)設(shè)計[J]. 中學(xué)物理， 2018，36（12）：37-39.

[2]王金鐸. 基于核心素養(yǎng)的物理作業(yè)設(shè)計[J]. 物理教學(xué)探討，2018，36（4）：1-3.

（欄目編輯? ? 趙保鋼）