核心素養(yǎng)下的高中物理作業(yè)設(shè)計(jì)研究

陳敏燕

摘 要：核心素養(yǎng)是眼下教育改革方向之一，在各個教育階段的任何學(xué)科教學(xué)中，教師均承擔(dān)著培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重任，促使學(xué)生在學(xué)習(xí)文化知識的同時更好地適應(yīng)社會發(fā)展與終身發(fā)展。在高中物理教學(xué)中，作業(yè)設(shè)計(jì)是一個十分重要的環(huán)節(jié)，教師也要基于核心素養(yǎng)視角切入，對以往的作業(yè)內(nèi)容與形式加以創(chuàng)新和優(yōu)化，讓學(xué)生在完成作業(yè)的過程中核心素養(yǎng)得到很好的發(fā)展，筆者主要對核心素養(yǎng)下的高中物理作業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和研究，并羅列部分作業(yè)案例。

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

作業(yè)屬于為實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)、完成教學(xué)任務(wù)，教師設(shè)計(jì)的為幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率而進(jìn)行的一項(xiàng)課下學(xué)習(xí)活動。不僅有利于學(xué)生更好地鞏固課堂所學(xué)，使其通過作業(yè)完成情況發(fā)現(xiàn)個人不足之處，為后續(xù)學(xué)習(xí)提供參考與依據(jù)，還可以檢測教師的教學(xué)效果，方便后續(xù)教學(xué)規(guī)劃的調(diào)整與安排。高中物理教師設(shè)計(jì)作業(yè)時需滲透核心素養(yǎng)，高度重視作業(yè)的質(zhì)量，不能以數(shù)量取勝，帶給學(xué)生系統(tǒng)的、科學(xué)的作業(yè)，促使他們在作業(yè)中收獲更多，使其健康成長。

一、把握合適訓(xùn)練方向，培養(yǎng)學(xué)生的多樣性思維

在核心素養(yǎng)下的高中物理作業(yè)設(shè)計(jì)中，教師首先需把握好合適的訓(xùn)練方向，注重對學(xué)生多樣性思維的培養(yǎng)，可設(shè)計(jì)一道綜合性題目，讓學(xué)生了解考查方向，對題目涵蓋知識進(jìn)行梳理，讓學(xué)生初步明確解題思路。在學(xué)生掌握常規(guī)方式與思路之后，高中物理教師應(yīng)當(dāng)引領(lǐng)他們展開進(jìn)一步思考，如：解答這一題目還有哪些途徑？使其思維實(shí)現(xiàn)多樣化發(fā)展。當(dāng)學(xué)生最終把所有可行解題方法羅列出來后，教師需加以整理和匯總，讓學(xué)生分析、對比這些解題方法的異同之處，是否存在內(nèi)在聯(lián)系，使其思維變得愈加靈活[1]。

例如：在進(jìn)行“牛頓運(yùn)動定律”教學(xué)時，教師可結(jié)合本單元的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)一道綜合性作業(yè)：將一個物體在斜面上拋出去，斜面傾斜角的正弦值為0.6，當(dāng)物體落在斜面時，通過測量得出拋出點(diǎn)與降落點(diǎn)的距離是30m，那么該物體距離斜面的最遠(yuǎn)距離是什么？花費(fèi)的時間是多久？此道作業(yè)題目屬于常規(guī)題目，是利用牛頓運(yùn)動定律解題的典型題目，涉及的知識點(diǎn)比較多，要求學(xué)生具備較強(qiáng)的思維能力，教師需要引導(dǎo)學(xué)生從問題本質(zhì)入手，尋找多種解題方式，通過整理、歸納后得到以下三種方法：1.根據(jù)物體平拋運(yùn)動的規(guī)律，結(jié)合題目已知條件，可以求解出時間t和距離d；2.利用力的分解與合成知識內(nèi)容，計(jì)算出物體在水平方向和垂直方向的受力情況，求解出時間t與距離d的值；3.對題目條件進(jìn)行梳理，根據(jù)兩條直線的距離公式，完成時間t與距離d的求解。三種解題方法的切入點(diǎn)不同，但均需要對物體受力情況進(jìn)行分析，同時，學(xué)生可以畫出圖示輔助解題，這樣題目內(nèi)容變得直觀，解題思路則更為清晰，使其思維越來越趨向于多樣性發(fā)展，讓學(xué)生意識到一個題目有多個解法。

二、精心設(shè)計(jì)物理作業(yè)，促進(jìn)學(xué)生物理觀念形成

在核心素養(yǎng)下的高中物理教學(xué)過程中，要求學(xué)生掌握較多的物理概念，如相互作用、運(yùn)動與物質(zhì)以及能量等，物理概念是核心知識的進(jìn)一步提煉與升華，包含重要的規(guī)律內(nèi)容，有時還涉及一定量的物理思維。要想從“知識”過渡至“觀念”，高中物理教師設(shè)計(jì)作業(yè)時需要以核心素養(yǎng)為前提，圍繞物理學(xué)科基礎(chǔ)知識精心設(shè)計(jì)一系列針對性極強(qiáng)的作業(yè)，且融入相應(yīng)的思維訓(xùn)練，以發(fā)展學(xué)生的物理觀念為切入點(diǎn)，使其快速把握題目的實(shí)質(zhì)，確定更加有效的解題方案，不僅能夠提高他們的做題效率，還可以顯著提升自身的思維品質(zhì)[2]。

比如：在開展“牛頓第一運(yùn)動定律”教學(xué)時，一般情況下，教師設(shè)計(jì)作業(yè)時主要考查學(xué)生對這一定律的使用情況，以及相關(guān)物理定理與公式的理解、記憶和運(yùn)用，鍛煉他們的物理思維方法。不過教師要以此為基礎(chǔ)，同時基于學(xué)生物理觀念的發(fā)展適當(dāng)增加作業(yè)，可結(jié)合伽利略理想實(shí)驗(yàn)這一背景知識設(shè)計(jì)作業(yè)內(nèi)容：理想實(shí)驗(yàn)是什么？理想實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)有什么不同？在歷史上，出現(xiàn)的理想實(shí)驗(yàn)有哪些？說一說理想實(shí)驗(yàn)對于物理學(xué)科發(fā)展有哪些促進(jìn)作用？以問題串的形式呈現(xiàn)作業(yè)，顯得新穎有特色，要求學(xué)生查閱各種物理學(xué)科資料，了解物理理論知識與實(shí)踐操作，使其在作業(yè)完成過程中知識視野得到很大程度的開闊，思維品質(zhì)也能夠產(chǎn)生明顯的提升，繼而促進(jìn)他們物理觀念的形成，實(shí)現(xiàn)既定教學(xué)目標(biāo)。

三、巧妙設(shè)計(jì)物理作業(yè)，推動學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展

基于核心素養(yǎng)視角來看，科學(xué)思維指的是學(xué)生可以從物理學(xué)視角認(rèn)識客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律與相互關(guān)系，在處理實(shí)際問題時可以對題目中涉及的過程與對象構(gòu)建出相應(yīng)的物理模型，以此分析和推理題目，最終得到準(zhǔn)確的答案。只有具備一定的科學(xué)思維，學(xué)生才能夠更好地理解各種物理現(xiàn)象，結(jié)合物理思維高效處理各類題目，所以，高中物理教師應(yīng)當(dāng)巧妙設(shè)計(jì)物理作業(yè)，融入科學(xué)思維的訓(xùn)練，引導(dǎo)他們在分析、推理、綜合論證中處理題目，實(shí)現(xiàn)對理論知識的進(jìn)一步內(nèi)化，使其根據(jù)證據(jù)提出批判與質(zhì)疑，且提出創(chuàng)造性見解[3]。

比如，在“牛頓第二運(yùn)動定律”教學(xué)實(shí)踐中，本節(jié)課內(nèi)容在現(xiàn)實(shí)生活中有著廣泛體現(xiàn)與運(yùn)用，教師設(shè)計(jì)作業(yè)時應(yīng)找準(zhǔn)切入點(diǎn)，以此達(dá)到推動學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展的目的，改善他們的思維品質(zhì)。具體來說，教師可以圍繞這一定律的實(shí)際應(yīng)用來設(shè)計(jì)作業(yè)內(nèi)容，結(jié)合青蛙跳躍、火箭發(fā)射等生活實(shí)例引出問題：在這樣的情況下，是什么原因使得物體運(yùn)動狀態(tài)出現(xiàn)變化？學(xué)生思考、分析、研究后，繼續(xù)提出問題：火箭啟動時的推力比青蛙蹬地跳躍的推力大，火箭質(zhì)量也遠(yuǎn)比青蛙質(zhì)量大，結(jié)合牛頓第二運(yùn)動定律公式，可以分析出火箭的加速度未必會比青蛙的加速度大。上述的分析內(nèi)容有著重要的研究價值，教師需要引導(dǎo)學(xué)生深入思考，分析上述分析內(nèi)容的合理性，如果不合理，其原因是什么，使其在探究類似物理問題時切實(shí)認(rèn)識到物理學(xué)的規(guī)律，讓他們的科學(xué)思維變得更為嚴(yán)謹(jǐn)與連貫。在這樣的作業(yè)訓(xùn)練下，學(xué)生才會慢慢形成良好的科學(xué)思維，也能夠真正體現(xiàn)出作業(yè)的價值，繼而強(qiáng)化他們的物理綜合思維能力。

四、合理設(shè)計(jì)物理作業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力

針對核心素養(yǎng)下的高中物理教學(xué)來說，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力相當(dāng)關(guān)鍵，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)探究不僅是學(xué)習(xí)物理理論知識的一個重要途徑，還是探究物理原理的常用手段。教師在平常教學(xué)中，講解理論知識時需刻意培養(yǎng)他們的實(shí)驗(yàn)探究能力，且將這一觀念延伸至作業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，使其在作業(yè)完成過程中實(shí)驗(yàn)探究能力得以進(jìn)一步強(qiáng)化。高中物理教師應(yīng)結(jié)合知識特征設(shè)計(jì)一些操作類作業(yè)，突破以往書面作業(yè)的局限性，既顯得更具趣味性，還能夠?yàn)閷W(xué)生提供更多親自動手探索物理奧秘的機(jī)會，使其認(rèn)真觀察與思考物理現(xiàn)象，培養(yǎng)他們的實(shí)驗(yàn)探究能力[4]。

在這里，以“相互作用”教學(xué)為例，本單元主要學(xué)習(xí)各種常見的力，包括重力、彈力與摩擦力等，以及力之間的相互作用。在完成本單元知識內(nèi)容學(xué)習(xí)之后，教師可以設(shè)計(jì)探究性作業(yè)，要求學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)形式親自動手配合完成，兩名同學(xué)共同完成實(shí)驗(yàn)，具體操作方式如下：其中一位同學(xué)從上往下垂直扔出一小節(jié)粉筆，另一名同學(xué)在正下方接住粉筆，當(dāng)粉筆剛好落在手中時，下面的學(xué)生可以切身感受粉筆與手掌之間的摩擦力。當(dāng)完成實(shí)驗(yàn)操作后，教師給出以下作業(yè)內(nèi)容：在剛才的實(shí)驗(yàn)操作過程中，哪些物體之間存在相互作用力？作用力是怎么產(chǎn)生的？鼓勵學(xué)生自由討論、交流與發(fā)言，對整個實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行分析，使其通過探討將實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)粉筆的重力、粉筆與手掌的摩擦力列出來，借助互動，讓學(xué)生清晰梳理實(shí)驗(yàn)過程。教師需要以學(xué)生討論作為基礎(chǔ)，對知識進(jìn)行歸納與總結(jié)，讓學(xué)生深入理解實(shí)驗(yàn)中物體之間的相互作用，利用這樣的操作類作業(yè)既能夠調(diào)動起學(xué)生參與科學(xué)探究的熱情，還可以訓(xùn)練他們的探究思維，使其核心素養(yǎng)得到很好的培養(yǎng)。

五、設(shè)計(jì)社會實(shí)踐作業(yè)，科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的培養(yǎng)

在眼下的高中物理教學(xué)中，各個教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)均要以核心素養(yǎng)為基本導(dǎo)向，自然也包括作業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，其中在高中物理學(xué)科核心中，科學(xué)態(tài)度與責(zé)任是最難把握的，要以認(rèn)識科學(xué)本質(zhì)，理解科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)節(jié)之間的關(guān)系為前提，端正學(xué)生的科學(xué)態(tài)度，樹立學(xué)生對科學(xué)與技術(shù)的責(zé)任。這就要求高中物理教師圍繞具體教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)相應(yīng)的社會實(shí)踐性作業(yè)，注重與現(xiàn)實(shí)生活之間的聯(lián)系，將物理同社會接軌，引領(lǐng)學(xué)生基于物理學(xué)視角分析生活中的自然現(xiàn)象，借此培養(yǎng)他們的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任[5]。

舉個例子，在“重力與重心”教學(xué)中，本節(jié)課主要學(xué)習(xí)重力的概念、產(chǎn)生的原因、大小、方向，以及重心等，其中確定重心的位置是難點(diǎn)。教師可圍繞難點(diǎn)設(shè)計(jì)一道家庭實(shí)驗(yàn)類的實(shí)踐性作業(yè)，要求學(xué)生回到家中使用懸掛法尋找物體的重心，具體操作步驟如下：

1.把釘子固定在紙板頂端；2.把棉線一端繞在釘子上，另外一端懸掛橡皮，把懸掛痕跡兩端進(jìn)行描點(diǎn)，且連接起來；3.把紙板換個方向再次測量和連接；4.把紙板換個方向測量第三條懸掛軌跡且連接；5.用手指頂住這三條軌跡線的交叉點(diǎn)。如此，利用作業(yè)讓學(xué)生自己動手、動腦與觀察，教導(dǎo)他們在日常生活中不能片面看待問題，使其學(xué)會選擇物體的重心，且慢慢養(yǎng)成科學(xué)分析問題的良好習(xí)慣。

六、設(shè)計(jì)小組形式作業(yè)，鍛煉學(xué)生合作學(xué)習(xí)能力

高中物理知識與初中相比，深度、難度均有一定程度的升高，對學(xué)生的各項(xiàng)能力均有著更高的要求，無論是在新知學(xué)習(xí)中，還是作業(yè)環(huán)節(jié)，有時學(xué)生很難獨(dú)立完成，甚至?xí)?jīng)常陷入困境之中，影響做題的積極性與自信心。這時高中物理教師設(shè)計(jì)作業(yè)時可圍繞核心素養(yǎng)展開，設(shè)計(jì)一些難度更大、開放性程度更高的小組形式的作業(yè)，要求學(xué)生在小組內(nèi)先獨(dú)立思考、再合作探討，一起探尋解題思路與方案，使其思維發(fā)生摩擦與碰撞，變得更為發(fā)散與靈活，最終讓他們能夠結(jié)合所學(xué)知識準(zhǔn)確解答題目，并鍛煉自身合作學(xué)習(xí)能力[6]。

比如：當(dāng)學(xué)習(xí)“力與運(yùn)動的關(guān)系”相關(guān)知識時，教師可設(shè)計(jì)這樣一道作業(yè)：在生活中，殘疾人不在少數(shù)，他們出行有著很大的不便，大家是否可以設(shè)計(jì)一個輪椅斜面，方便殘疾人出行？本題有著極強(qiáng)的綜合性，學(xué)生難以獨(dú)立完成，這時可把他們劃分成若干個學(xué)習(xí)小組，小組成員共同研究上述問題。具體要求如下：對于輪椅斜面通道的材料、尺寸等進(jìn)行詳細(xì)說明；做好工具、材料的選擇，制作輪椅模型與通道模型；通過測量和驗(yàn)證，對設(shè)計(jì)方案可行性進(jìn)行分析；對小組方案進(jìn)行歸納，如設(shè)計(jì)簡易圖紙、測量數(shù)據(jù)；制作多媒體課件，對方案進(jìn)行展示與匯報；現(xiàn)場演示，并且接受教師與其他學(xué)生的提問；最后，做出整體的歸納總結(jié)。這樣的作業(yè)形式與以往的書面作業(yè)不同，在作業(yè)完成時，學(xué)生需要對所學(xué)知識進(jìn)行綜合利用，并結(jié)合實(shí)際問題進(jìn)行有的放矢的思考與交流，借此培養(yǎng)他們的知識運(yùn)用與實(shí)踐能力，使其科學(xué)思維得到很好的鍛煉，強(qiáng)化學(xué)生的社會責(zé)任意識。在學(xué)生完成探究作業(yè)之后，教師可以選擇小組對本小組的作品與設(shè)計(jì)方案進(jìn)行介紹，將各類方案展示出來，選出最佳的方案，并且給予小組獎勵。在這樣的作業(yè)活動中，學(xué)生處于主體地位，使其物理學(xué)科核心素養(yǎng)得到有效強(qiáng)化。

七、科學(xué)設(shè)計(jì)物理作業(yè)，驅(qū)使學(xué)生實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)

隨著高中物理課程教學(xué)內(nèi)容的深入，學(xué)生的知識更加豐富，逐漸形成相應(yīng)的知識體系，他們在后續(xù)學(xué)習(xí)中會發(fā)現(xiàn)不少新知識同舊知識都存在著一定的關(guān)聯(lián)性，學(xué)習(xí)新課內(nèi)容時往往要以原有知識當(dāng)作鋪墊。對于核心素養(yǎng)下的高中物理教學(xué)而言，教師設(shè)計(jì)作業(yè)時要注重新舊知識之間的聯(lián)系，根據(jù)新授內(nèi)容科學(xué)設(shè)計(jì)作業(yè)，以作業(yè)為依托將新舊知識巧妙地建立起聯(lián)系，讓學(xué)生通過對作業(yè)的完成增進(jìn)思維的體系性與連貫性，使其實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的目的，讓他們的物理知識架構(gòu)變得越來越完善與穩(wěn)固，物理思維也得到進(jìn)一步發(fā)展[7]。

例如：在展開“勻變速直線運(yùn)動”教學(xué)時，在高中物理學(xué)習(xí)中，本單元知識內(nèi)容得到大量應(yīng)用，無論是運(yùn)動知識還是電場、磁場知識，都需要運(yùn)用本單元知識內(nèi)容，教師可以結(jié)合力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)等不同物質(zhì)運(yùn)動時產(chǎn)生的差異設(shè)計(jì)作業(yè)時，要求學(xué)生加以分析與歸納，讓學(xué)生初步完成研究報告。此種作業(yè)設(shè)計(jì)具有探究性與開放性特點(diǎn)，學(xué)生可以自主選擇研究對象，根據(jù)研究內(nèi)容撰寫目的性強(qiáng)的報告，使其在作業(yè)完成過程中加深對力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)等不同物體運(yùn)動時產(chǎn)生差異的認(rèn)識，增強(qiáng)對相關(guān)知識的內(nèi)化和吸收，有效提高他們的物理核心素養(yǎng)。

結(jié)束語

綜上所述，在核心素養(yǎng)下的高中物理作業(yè)設(shè)計(jì)中，教師應(yīng)及時擺脫以往作業(yè)形式的束縛與限制，把握好高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)的幾個維度，即為物理觀念、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究及社會態(tài)度與責(zé)任，注重作業(yè)的多元化、功能性、實(shí)效性，帶領(lǐng)學(xué)生真正走出以往“題海戰(zhàn)術(shù)”的困境，使其積極踴躍地參與到作業(yè)完成中，讓作業(yè)真正發(fā)揮出自身應(yīng)有的價值與功能。

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