發(fā)展核心素養(yǎng)的初中物理作業(yè)設(shè)計

宋加全

摘要：本文以初中物理作業(yè)設(shè)計為切入點(diǎn)，以發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)為落腳點(diǎn)，從物理基本觀念、科學(xué)思維能力、實(shí)驗(yàn)探究能力、科學(xué)的態(tài)度和責(zé)任四個方面出發(fā)，通過具體實(shí)例分析研究初中物理作業(yè)的優(yōu)化設(shè)計策略，以提高作業(yè)布置的有效性。

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

2014年3月30日，教育部印發(fā)《關(guān)于全面深化課程改革落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見》。該意見提出“要從實(shí)際情況和學(xué)生特點(diǎn)出發(fā)，把核心素養(yǎng)落實(shí)到學(xué)科教學(xué)中”。物理學(xué)科的學(xué)科素養(yǎng)包括：物理觀念、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究、科學(xué)態(tài)度和責(zé)任。物理作業(yè)是物理課堂教學(xué)的補(bǔ)充和延伸，是教學(xué)效果、學(xué)習(xí)效度的主要評價方式之一，因此作業(yè)的設(shè)計與布置成為教學(xué)工作中的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)。那么如何在作業(yè)設(shè)計中落實(shí)核心素養(yǎng)呢？本文以初中物理作業(yè)設(shè)計為切入點(diǎn)，以發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)為落腳點(diǎn)來探討作業(yè)設(shè)計策略，以期拋磚引玉，引起廣大教師在學(xué)科中落實(shí)學(xué)科素養(yǎng)這一問題的關(guān)注和思考。

1作業(yè)設(shè)計體現(xiàn)典型性。幫助學(xué)生建立基本的物理觀念

基本物理觀念是學(xué)生在獲得知識、方法和技能的過程中，逐步形成的較為基礎(chǔ)的物理認(rèn)識觀，并能夠內(nèi)化為解決實(shí)際問題的物理能力。教師在作業(yè)設(shè)計時應(yīng)認(rèn)真領(lǐng)會新課標(biāo)精神，鉆研教材，研究學(xué)情，作業(yè)設(shè)計時要注重題目的典型性，幫助學(xué)生建立基本的物理觀念。注意作業(yè)的難度和題量要適當(dāng)，摒棄偏、繁、難、脫離生活實(shí)際的內(nèi)容。

例1 能量轉(zhuǎn)化效率問題的作業(yè)設(shè)計

太陽能路燈（如圖1所示）的燈桿頂端是太陽能電池板，它能將太陽能轉(zhuǎn)化為——能，并向燈桿下方的蓄電池充電，將電能轉(zhuǎn)化為——能儲存起來，供夜晚路燈照明。若在一定時間內(nèi)，太陽光輻射到該太陽能電池板的能量為2.7×10⁷J，這與完全燃燒____kg的煤放出的熱量相當(dāng)；這些能量經(jīng)轉(zhuǎn)化后，可供功率為35W的路燈工作60h，那么該太陽能路燈的能量轉(zhuǎn)化效率是____%（煤的熱值為3.0×10⁷J/kg）。

本題以生活中的真實(shí)情景為素材，引導(dǎo)學(xué)生注意觀察生活，積極思考。本題涉及到能量轉(zhuǎn)化、熱值、電能幾個基本概念，通過簡單計算，反映出幾種形式的能之間的關(guān)系。通過此題，學(xué)生加深了對能量相互轉(zhuǎn)化的理解。

2作業(yè)設(shè)計體現(xiàn)層次性，幫助不同層次的學(xué)生提高科學(xué)思維能力

《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：“學(xué)生是學(xué)習(xí)發(fā)展的主體，物理學(xué)科必須根據(jù)學(xué)生的身心發(fā)展，關(guān)注學(xué)生的個體差異的不同的學(xué)生需求?！薄凹皶r了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，對不同學(xué)生提出不同的學(xué)習(xí)任務(wù)和要求，這是因材施教的基本手段?！边@充分說明物理教學(xué)必須以學(xué)生為中心，充分考慮學(xué)生差異。設(shè)計和編選的作業(yè)應(yīng)該體現(xiàn)層次化，以適應(yīng)不同層次學(xué)生的發(fā)展要求，這符合因材施教的教學(xué)原則。根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)能力等方面因素，把學(xué)生分成三個組：其中較優(yōu)秀的學(xué)生為甲組，中等的學(xué)生為乙組，較差的學(xué)生為丙組。在分組前給學(xué)生講清分組的目的和重要性，以消除學(xué)生思想中的消極心理。每次作業(yè)采用優(yōu)化的彈性結(jié)構(gòu)設(shè)計，分基礎(chǔ)題、中檔題和提高題。甲組學(xué)生選做中檔題，必做提高題；乙組學(xué)生必做基礎(chǔ)題、中檔題，鼓勵做提高題；丙組學(xué)生必做基礎(chǔ)題，鼓勵做中檔題。

例2 中考綜合復(fù)習(xí)的作業(yè)設(shè)計

如圖2甲所示是小華同學(xué)設(shè)計的一種測定油箱內(nèi)油量的裝置，其中R₀為定值電阻，R為壓敏電阻，其阻值隨所受壓力變化的圖像如圖2乙所示。油量表由量程為0～3V的電壓表改裝而成。已知油箱重80N，壓敏電阻R能夠承受的最大壓力為800N，電源電壓保持6V不變。（g取10N/kg）

（1）若油箱內(nèi)油的密度為0.8×10.kg/m³，則此油箱最多可裝多少立方米的油？

（2）若壓敏電阻受到最大壓力時，電壓表的示數(shù)達(dá)到最大值，則定值電阻R₀的阻值為多大？

（3）請推導(dǎo)R₀兩端電壓U₀與油量V的關(guān)系式，并據(jù)此說明此油量表的刻度是否均勻。

此題中，第（1）題中的每個所求的物理量只需運(yùn)用一個公式即可算出，難度較低，作為基礎(chǔ)題；第（2）題需要綜合圖像分析和電學(xué)計算，具有一定的難度，作為中檔題；第（3）題綜合性較強(qiáng)，在進(jìn)行數(shù)學(xué)推導(dǎo)時要求學(xué)生具有較強(qiáng)的數(shù)學(xué)功底和邏輯思維能力，難度較大，作為提高題。

為了維護(hù)學(xué)生的自尊，學(xué)生分組情況并不公開，由教師靈活掌握。另外，學(xué)生分組情況是動態(tài)變化的，對進(jìn)步較大的學(xué)生要及時提高其層次，對高層次作業(yè)力不從心時也可考慮降低其層次。在這樣的激勵機(jī)制下，學(xué)生學(xué)習(xí)既有壓力也有動力，在成功的嘗試中樹立學(xué)習(xí)的自信心，科學(xué)思維能力得到了不同程度的提高。

3作業(yè)設(shè)計體現(xiàn)探究性，幫助學(xué)生強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)探究能力

科學(xué)探究既是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)，又是重要的學(xué)習(xí)方式。《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：“通過科學(xué)探究，使學(xué)生經(jīng)歷基本的科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，發(fā)展初步的科學(xué)探究能力，形成尊重事實(shí)、探索真理的科學(xué)態(tài)度?！睂W(xué)生的科學(xué)探究能力的培養(yǎng)也可以通過作業(yè)練習(xí)來實(shí)現(xiàn)。

3.1探究活動的評估與反饋

例3 歐姆定律的探究作業(yè)設(shè)計

如圖3是某實(shí)驗(yàn)小組探究“電流與電壓、電阻關(guān)系”的電路圖。使用的實(shí)驗(yàn)器材有：電壓為6V的電源，電流表、電壓表各一個，開關(guān)一個，5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值電阻各一個，規(guī)格為“20Ω 1A”的滑動變阻器一個，導(dǎo)線若干。

（1）連接電路時，開關(guān)應(yīng)處于____狀態(tài)，滑動變阻器的滑片P應(yīng)該處于最____端。

（2）探究電流與電壓的關(guān)系時，所測得的幾組電流、電壓值如表1所示。據(jù)表1數(shù)據(jù)可得到結(jié)論：____。

（3）探究電流與電阻的關(guān)系時，所測得的幾組電流、電壓值如表2所示。

①由于操作不當(dāng)，導(dǎo)致一組數(shù)據(jù)存在錯誤，請判斷第____次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)存在錯誤。產(chǎn)生錯誤的原因是____，正確的數(shù)據(jù)應(yīng)該是____A。endprint

②糾正錯誤以后，該小組用30Ω的電阻替換15Ω的電阻進(jìn)行了第4次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)無法進(jìn)行下去。為完成第4次實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們提出了下列解決方案，其中正確的是（ ）

A.將電壓表的量程換為0～15V

B.換成電壓為12V的電源

C.更換最大阻值大于或等于30Q的滑動變阻器

D.可將定值電阻兩端的電壓調(diào)為1.5V

此題探究“味道”濃厚，要求學(xué)生能深刻理解、掌握進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)、分析與論證、評估等探究要素。多設(shè)計這類題目的訓(xùn)練，可以使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的樂趣，領(lǐng)悟科學(xué)探究的方法。

3.2動手操作解決實(shí)際問題

物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為主的學(xué)科。教師可以設(shè)計一些物理小制作作業(yè)，使學(xué)生通過親自動手，增強(qiáng)感性認(rèn)識，提高動手動腦能力，學(xué)生的創(chuàng)新能力和意識也會得到提升。在學(xué)習(xí)《杠桿》時，為了讓學(xué)生掌握杠桿原理，筆者設(shè)計了制作“蠟燭蹺蹺板”的作業(yè)：

例4 將一支蠟燭的兩端削尖，在中間垂直插入一枚大號縫衣針，把縫衣針的兩端分別放在兩個玻璃杯上，就做成了一個蠟燭蹺蹺板。用小刀對蠟燭的兩端進(jìn)行加工，使蠟燭蹺蹺板能夠在水平位置平衡，蠟燭蹺蹺板會怎樣運(yùn)動？請你解釋其中的道理。

學(xué)生通過完成此題，增強(qiáng)了動手操作的能力，加深了對杠桿原理的理解。初中階段可以讓學(xué)生完成的小制作很多，如：水果電池、簡易針孔照相機(jī)、浮沉子、會跳的卡片、橡皮筋測力計等。學(xué)生完成小制作后，教師可以組織學(xué)生相互交流，總結(jié)改進(jìn)，從而進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲，提高學(xué)生的物理素養(yǎng)。

4作業(yè)設(shè)計體現(xiàn)開放性。幫助學(xué)生培養(yǎng)科學(xué)的態(tài)度和責(zé)任

布置開放性作業(yè)，可以拓寬學(xué)生的科學(xué)視野，體會到學(xué)以致用的樂趣，了解科技發(fā)展的動態(tài)，關(guān)注技術(shù)應(yīng)用帶來的社會進(jìn)步和問題，樹立正確的科學(xué)觀。

通過設(shè)計和布置調(diào)查、訪問類作業(yè)，讓學(xué)生走出課堂，走進(jìn)社會，調(diào)查一些與物理相關(guān)的問題。例如，在學(xué)完了《噪聲及其控制》后，布置學(xué)生對所在學(xué)校的噪聲情況做一個調(diào)查，要求列出學(xué)校環(huán)境噪聲的主要來源，并且根據(jù)調(diào)查結(jié)果向?qū)W校提出改進(jìn)意見；在學(xué)完《電磁波及其傳播》后，組織學(xué)生參觀當(dāng)?shù)氐碾娨暸_，了解電視信號的發(fā)射、傳輸和接收的過程；在學(xué)習(xí)《電能表和電功》后，布置學(xué)生統(tǒng)計家里用電情況，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐卣梗弘娨暀C(jī)處于待機(jī)狀態(tài)時耗電情況研究，冬天將空調(diào)的制熱溫度調(diào)高2℃對耗電的影響等。

現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展正在突破各種資源的時空限制，為物理學(xué)習(xí)提供了廣闊的舞臺。布置一些信息收集的作業(yè)，可以讓學(xué)生自主尋找有用信息進(jìn)行研究，真正成為學(xué)習(xí)的主人。例如，在學(xué)習(xí)《長度的測量》時，布置學(xué)生上網(wǎng)查閱有關(guān)“國際單位制”的資料，了解關(guān)于“米”的定義的歷史變遷。在學(xué)習(xí)《物質(zhì)的三態(tài)

溫度的測量》時，布置學(xué)生上網(wǎng)了解溫度計的發(fā)展歷史，并查閱“溫室效應(yīng)”和“熱島效應(yīng)”的有關(guān)資料，嘗試對環(huán)境溫度問題發(fā)表自己的看法。

綜上所述，教師在進(jìn)行作業(yè)設(shè)計時，必須認(rèn)真學(xué)習(xí)和領(lǐng)會新課標(biāo)精神，摒棄傳統(tǒng)的作業(yè)觀，著眼于提高學(xué)生的核心素養(yǎng)，以提高作業(yè)設(shè)計的有效性，為學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。endprint