基于學(xué)業(yè)質(zhì)量的物理練習(xí)設(shè)計改進

鄭妙群

摘?要：對照新課程標準規(guī)定的學(xué)業(yè)質(zhì)量標準，我們需要改進物理教學(xué)中的練習(xí)設(shè)計。練習(xí)的設(shè)計目標要明確，清楚地指向物理學(xué)科核心素養(yǎng)的某個或多個方面;難度要合理，體現(xiàn)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的水平層次;應(yīng)具有一定的問題性、真實性、探究性或開放性;知識內(nèi)容應(yīng)具有代表性，為學(xué)生的個性發(fā)展搭建平臺;要有針對性、計劃性，確保學(xué)生形成完善的知識架構(gòu)，為學(xué)生發(fā)展提供堅實基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);學(xué)業(yè)質(zhì)量;練習(xí)設(shè)計

教育部頒布的《普通高中物理課程標準（2017年版）》，主要是將課程改革和教育質(zhì)量的提升作為最終目的。新課程標準增加了學(xué)業(yè)質(zhì)量部分，規(guī)定了學(xué)業(yè)質(zhì)量標準。明確指出學(xué)業(yè)質(zhì)量內(nèi)涵是：學(xué)生在完成本學(xué)科課程學(xué)習(xí)后的學(xué)業(yè)成就表現(xiàn)。為進一步掌握學(xué)生學(xué)業(yè)完成質(zhì)量和完成情況，在指導(dǎo)參與課程學(xué)習(xí)后還需要進行學(xué)業(yè)水平考試。學(xué)業(yè)水平考試以學(xué)業(yè)質(zhì)量為依據(jù)，測量學(xué)生是否達到國家課程標準規(guī)定的學(xué)業(yè)質(zhì)量的要求。因此，我們需要在物理教學(xué)中參照學(xué)業(yè)質(zhì)量標準設(shè)計課后練習(xí)。

高中物理學(xué)業(yè)質(zhì)量是依據(jù)物理學(xué)科核心素養(yǎng)四個方面的要求：“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”，結(jié)合課程內(nèi)容的要求而制定的。學(xué)業(yè)質(zhì)量水平具體分為五個不同的級別，每個級別都包含上述四個方面的內(nèi)容，根據(jù)學(xué)生在不同環(huán)境，以及不同復(fù)雜程度問題的解決過程中，采取的概念、思維、方法和觀念等來劃分。學(xué)業(yè)質(zhì)量水平2是當前高中畢業(yè)生需要滿足的實際要求，也是進行學(xué)業(yè)水平考試合格性的基本要求，學(xué)業(yè)質(zhì)量水平4往往作為高等院校招生錄取專業(yè)性學(xué)業(yè)水平等級考試要求。

作為學(xué)生多方面發(fā)展狀況的關(guān)鍵衡量標準，結(jié)合當前不同學(xué)業(yè)質(zhì)量標準要求，我們可以對原有的練習(xí)設(shè)計進行反思和改進。

一、反思現(xiàn)時高中物理練習(xí)設(shè)計中存在的問題

物理練習(xí)是由教師布置的要求學(xué)生在學(xué)習(xí)了一個課程內(nèi)容之后完成的任務(wù)。一般認為，它是課堂教學(xué)的延伸，有助于鞏固和完善學(xué)生在課內(nèi)學(xué)到的知識、技能，并培養(yǎng)學(xué)生獨立的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)習(xí)慣?？梢哉f，學(xué)生做練習(xí)在物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)中非常重要。筆者在深入分析高中物理練習(xí)設(shè)計的現(xiàn)狀后，發(fā)現(xiàn)存在下面的問題：

1.缺乏長遠規(guī)劃。當前的高中物理練習(xí)大多是針對某個概念、某條定理或定律、某個單元而設(shè)計的，有的只是找一些現(xiàn)有的資料進行練習(xí)，這種做法往往忽略學(xué)生的實際需求，缺乏系統(tǒng)性、針對性，更無學(xué)業(yè)質(zhì)量等級觀念。

2.依賴教輔書上的練習(xí)。目前高中物理教學(xué)多數(shù)人依賴教輔書，以教輔書上的練習(xí)代替教材中的練習(xí)，且采取題海戰(zhàn)術(shù)。但是，教輔書上的練習(xí)多數(shù)是拼湊堆積而成的，可能既不符合課程內(nèi)容要求，也不符合學(xué)業(yè)質(zhì)量標準。

3.理論性強而實踐性弱。練習(xí)基本上只是針對課內(nèi)知識的書面形式，把物理知識和訓(xùn)練都集中在書面練習(xí)上體現(xiàn)，卻放棄了實踐活動。

4.答案唯一，壓抑個性。高中物理練習(xí)題中，不管是主觀題還是思維發(fā)散題，都給出了唯一的標準答案或者參考答案，為了盡可能拿到高分，學(xué)生就需要盡可能地做到和標準答案一致，長此以往會限制學(xué)生的發(fā)散思維，只能夠單純形成固有的思維和觀念。答案的唯一，嚴重束縛學(xué)生的思維。

綜上所述，這種缺乏長遠規(guī)劃、依賴教輔書上的練習(xí)、理論性強而實踐性弱、答案唯一的練習(xí)，限制了學(xué)生學(xué)習(xí)和發(fā)展，同時也不符合新課程標準中五個級別的要求。所以，必須改進練習(xí)設(shè)計。

二、高中物理練習(xí)設(shè)計的改進

建構(gòu)主義者認為：學(xué)生學(xué)習(xí)過程其實就是知識的重新建構(gòu)過程，并非簡單的信息輸入、存儲和提取，而是新舊知識和經(jīng)驗之間的相互作用的過程，也不僅僅是理解、記憶新知識，還要在分析的基礎(chǔ)上形成自己的觀點、思想，并對已有的知識經(jīng)驗進行改造。既然《普通高中物理課程標準（2017年版）》凝練出了物理學(xué)科核心素養(yǎng)，明確了學(xué)業(yè)質(zhì)量應(yīng)該達到的水平，那么，物理教師在教學(xué)中，就要將練習(xí)設(shè)計依據(jù)物理學(xué)科核心素養(yǎng)中的四個方面分為五個等級，這也是不同學(xué)業(yè)質(zhì)量水平的體現(xiàn)。

1.練習(xí)的設(shè)計目標要明確，清楚地指向物理學(xué)科核心素養(yǎng)某個或多個方面。

新課程標準指出：高中物理課程能夠為學(xué)生認識自然、理解自然提供基礎(chǔ)，進一步建構(gòu)自然界的物理圖景。教學(xué)過程中，應(yīng)該讓學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)，正確了解科學(xué)、社會、環(huán)境之間的關(guān)系，形成正確的世界觀、價值觀，成為有社會責(zé)任感的公民。

因此，為了充分體現(xiàn)物理學(xué)科對培養(yǎng)學(xué)生的獨特作用，在設(shè)計練習(xí)時，必須明確指向物理學(xué)科核心素養(yǎng)的某一個或多個方面。

示例1?為了探究“感應(yīng)電流的大小與導(dǎo)體切割磁感線的速度的關(guān)系”，小王設(shè)計了如下的實驗方案，請你填空。

（1）按如圖所示實物圖連接電路;

（2）保持磁感應(yīng)強度不變，讓導(dǎo)體棒AB以（填“相同”或“不同”）的速度沿相同方向做切割磁感線運動，觀察電流表指針偏轉(zhuǎn)角度大小;

（3）如果電流表指針偏轉(zhuǎn)角度不同，說明感應(yīng)電流的大小與導(dǎo)體切割磁感線的速度（填“有關(guān)”或“無關(guān)”）。

設(shè)計目標：此題設(shè)計明確指向物理學(xué)科核心素養(yǎng)中“科學(xué)探究”的證據(jù)意識和方案設(shè)計。

2.練習(xí)的設(shè)計難度要合理，體現(xiàn)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的水平層次。

新課程標準將學(xué)業(yè)質(zhì)量水平具體劃分為五個不同的級別，針對不同級別的學(xué)習(xí)進行分析可以確定，當前不同級別之間存在由低到高遞進的關(guān)系。對于高考不選考物理的學(xué)生，學(xué)業(yè)質(zhì)量達到水平2就可以了，高考選考物理的學(xué)生則要達到更高水平。進行練習(xí)設(shè)計的時候，需要掌握好分寸，設(shè)計出對應(yīng)級別難度的題目，讓不同級別的學(xué)生在進行練習(xí)的過程中享受到成功的喜悅，最終提升學(xué)生物理學(xué)習(xí)的能力和物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

示例2?研究證實，一般的人從發(fā)現(xiàn)路面存在情況到進行剎車操作的反應(yīng)時間為0.3 s，但飲酒會導(dǎo)致反應(yīng)時間延長。在某次試驗中，志愿者飲用了少量酒之后，在試驗場的水平路面以v0=72 km/h的速度勻速行駛。路面突然出現(xiàn)情況，他采取剎車制動，汽車行駛了40 m后停止，在汽車減速過程中，汽車運動的位移x和速度v的關(guān)系如圖乙所示，此過程可視為勻變速直線運動，重力加速度g取10 m/s2。

（1）求減速過程汽車加速度的大小;

（2）求汽車從剎車至停下來所用的時間;

（3）飲酒之后，志愿者反應(yīng)時間增加了多少？

設(shè)計目標：第（1）問考查的主要是物理學(xué)這種“物理觀念”的運動與相互作用概念，以及“科學(xué)思維”中的證據(jù)意識，屬于水平2層次，從圖像中獲取證據(jù)，利用運動與相互作用的知識解決問題。第（2）問主要是針對物理學(xué)科核心素養(yǎng)中“科學(xué)思維”模型構(gòu)建和推理能力進行考查，屬于水平4層次，學(xué)生可以根據(jù)題目描述出來的場景轉(zhuǎn)換為所學(xué)的物理模型，通過物理學(xué)習(xí)中學(xué)到的公式來進行解答。第（3）問主要是對物理學(xué)科學(xué)習(xí)中的“物理觀念”，以及運動和相互作用概念以及“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”的社會責(zé)任等進行考查和分析，屬于水平5層次，使學(xué)生通過運用物理知識解決實際問題，自覺抵制酒后開車。

3.練習(xí)的設(shè)計應(yīng)具有一定的問題性、真實性、探究性或開放性，體現(xiàn)學(xué)生應(yīng)對復(fù)雜現(xiàn)實情景，參與探究活動的能力。

學(xué)業(yè)質(zhì)量標準中不管是達到畢業(yè)的合格性要求，還是用于高校招生錄取的等級性要求，都對學(xué)生應(yīng)對復(fù)雜現(xiàn)實環(huán)境、恰當運用證據(jù)、參與探究學(xué)習(xí)活動提出要求，而且這些也是物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標所要求的。所以，練習(xí)設(shè)計就應(yīng)創(chuàng)設(shè)學(xué)生熟悉的問題情景，提出開放性或可探究的問題。

示例3?某位同學(xué)借助當前實驗室已有的器材來測量某圓柱體的電阻率ρ，其中使用到的器材有：待測圓柱體、游標卡尺、螺旋測微器、電源、電流表、電阻箱、滑動變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線若干。

（1）分別使用游標卡尺和螺旋測微器對圓柱體的長度和直徑進行測量，測量結(jié)果如圖甲和乙所示，則長度為 cm，直徑為mm。

（2）按圖丙連接電路后，實驗操作如下：

a.移動滑動變阻器R1的滑片，將滑片置于阻值最（填“大”或“小”）處;將S2撥至1，閉合S1，調(diào)節(jié)R1，使電流表示數(shù)為I0;

b.調(diào)節(jié)電阻箱R2，將阻值調(diào)至最（填“大”或“小”），將S2撥至2;保持R1不變，調(diào)節(jié)R2，使電流表的示數(shù)仍然為I0，此時R2的阻值為1 280 Ω。

（3）根據(jù)測量數(shù)據(jù)可以確定，圓柱體的電阻率ρ=Ω·m。

（4）若實驗室沒有電阻箱，但有電壓表，請你設(shè)計一個方案測出該圓柱體的電阻率ρ。

設(shè)計目標：第（1）問針對物理學(xué)科核心素養(yǎng)中“物理觀念”和“科學(xué)探究”進行深入探究和分析，屬于水平1層次，利用儀器收集數(shù)據(jù)。第（2）問針對物理學(xué)科核心素養(yǎng)中“物理觀念”和“科學(xué)思維”進行考查，學(xué)生需要利用電路知識分析處理問題，其中a屬于水平2層次，b屬于水平3層次。第（3）問針對物理學(xué)科核心素養(yǎng)中“科學(xué)思維”，需要學(xué)生對當前已經(jīng)存在的證據(jù)進行再度分析，最終得出結(jié)論，屬于水平4層次。第（4）問對物理學(xué)科中核心素養(yǎng)的“科學(xué)探究”和“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”進行考查，要求學(xué)生制訂出科學(xué)探究方案，對學(xué)生的探究與創(chuàng)新能力要求較高，屬于水平5層次。

4.練習(xí)的設(shè)計涉及的知識內(nèi)容應(yīng)具有代表性，為學(xué)生的個性發(fā)展搭建平臺。

根據(jù)新課程標準，物理教材內(nèi)容的編寫注重基礎(chǔ)性、科學(xué)性，覆蓋全部知識點，所以，每節(jié)課或每個單元知識內(nèi)容很多，如果全部設(shè)計為練習(xí)，會增加學(xué)生學(xué)業(yè)負擔(dān)，而且有些知識無需練習(xí)就能掌握。因此，應(yīng)將一些對學(xué)生將來的發(fā)展有幫助的知識設(shè)計為練習(xí)。

學(xué)習(xí)《磁感應(yīng)強度》一節(jié)時，磁感應(yīng)強度概念在電磁學(xué)里是一個重要概念，是要掌握的重點概念。設(shè)計練習(xí)時要涉及磁感應(yīng)強度的方向、大小、定義式，它的單位“特斯拉”學(xué)生當堂就能掌握，無需再專門設(shè)計練習(xí)，本節(jié)練習(xí)設(shè)計如下。

示例4?關(guān)于磁感應(yīng)強度，下列說法正確的是（ ?）

A.根據(jù)定義式B=FIL，磁場中某點的磁感應(yīng)強度B與F成正比，與IL的乘積成反比

B.B是矢量，方向與在該點的磁感線的切線方向相同

C.由B=FIL可知，磁感應(yīng)強度B的方向與通電導(dǎo)線在磁場中受到的力方向一致

D.勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大小和方向一定不變

設(shè)計目標：考查磁感應(yīng)強度的方向及定義式。

示例5?如圖所示，三根長直導(dǎo)線垂直于紙面放置，通以大小相同、方向如圖所示的電流，ac⊥bd，且ab=ad=ac，則a點處磁感應(yīng)強度B的方向為 （ ?）

A.垂直于紙面向外

B.垂直于紙面向里

C.沿紙面由a向d

D.沿紙面由a向c

設(shè)計目標：考查磁感應(yīng)強度的方向。

示例6?在磁場中放一根與磁場方向垂直的通電導(dǎo)線，電流強度為2.5 A，導(dǎo)線長為1 cm，它受到的安培力為5×10-2 N，則磁場的磁感應(yīng)強度是多大？

設(shè)計目標：考查磁感應(yīng)強度的大小。

5.練習(xí)的設(shè)計需要有針對性、計劃性，確保學(xué)生形成完善的知識架構(gòu)，為學(xué)生發(fā)展提供堅實基礎(chǔ)。

新課程標準提出：物理課程內(nèi)容的設(shè)計要循序漸進，遵循高中生的認知規(guī)律及物理學(xué)科特點。所以，每節(jié)課或每個單元可能是零散的，但學(xué)業(yè)質(zhì)量要求落實發(fā)展學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)。因此，練習(xí)的設(shè)計應(yīng)是互相有聯(lián)系的，以此使學(xué)生準確有效地認識物理知識體系，最終提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)和學(xué)科學(xué)習(xí)能力。

學(xué)習(xí)《電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況》一節(jié)時，設(shè)計下面的練習(xí)，將摩擦力產(chǎn)生條件、閉合電路歐姆定律、通電導(dǎo)線在磁場中受力、安培定則、楞次定律、外力做功及電流做功、能量守恒等知識點綜合考查，構(gòu)成完整的電磁學(xué)體系。

示例7?如圖所示，寬度為L的光滑平行金屬導(dǎo)軌上放一個直導(dǎo)體棒AB，導(dǎo)軌左端接有電阻R構(gòu)成回路。設(shè)導(dǎo)體棒AB向右勻速運動的速度為v，不計其他電阻。求：

（1）導(dǎo)體棒AB做勻速運動時受到的安培力大小和方向;

（2）導(dǎo)體棒AB受到的外力的大小和方向;

（3）導(dǎo)體棒AB向右運動的位移為s時，外力克服安培力做的功是多少;

（4）在此過程中感應(yīng)電流做的功是多少。

設(shè)計目標：綜合考查電磁學(xué)知識。

三、小結(jié)

總之，高中物理教師要以新課程標準為依據(jù)，以發(fā)展學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)為目標，緊扣學(xué)業(yè)質(zhì)量標準，確立目標明確、難度合理、有一定問題性及代表性、題型開放多樣、重視探究性的物理練習(xí)觀，樹立新的練習(xí)設(shè)計理念，以內(nèi)容豐富多彩、形式多種多樣的練習(xí)，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生的個性得到張揚，為學(xué)生的終身發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻

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[2]徐斌艷，吳剛，高文.建構(gòu)主義教育研究.北京：教育科學(xué)出版社，2008.