實(shí)踐性作業(yè)在高中物理教學(xué)中的實(shí)施方式研究
——以“反沖現(xiàn)象”教學(xué)為例

郭宇婧 胡澤康

(北京市首都師范大學(xué)教師教育學(xué)院 100037)

2021年4月25日，教育部辦公廳發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)義務(wù)教育學(xué)校作業(yè)管理的通知》，明確提出：鼓勵(lì)布置分層作業(yè)、彈性作業(yè)和個(gè)性化作業(yè)，科學(xué)設(shè)計(jì)探究性作業(yè)和實(shí)踐性作業(yè)，探索跨學(xué)科綜合性作業(yè).2021年7月24日，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步減輕義務(wù)教育階段學(xué)生作業(yè)負(fù)擔(dān)和校外培訓(xùn)負(fù)擔(dān)的意見》中明確指出發(fā)揮作業(yè)診斷、鞏固、學(xué)情分析等功能，將作業(yè)設(shè)計(jì)納入教研體系，系統(tǒng)設(shè)計(jì)符合年齡特點(diǎn)和學(xué)習(xí)規(guī)律、體現(xiàn)素質(zhì)教育導(dǎo)向的基礎(chǔ)性作業(yè).在教學(xué)中貫徹實(shí)踐性作業(yè)，契合立德樹人的育人要求.當(dāng)下需要的新型物理人才不再是只會做題、能拿高分的學(xué)生，更重要的是對解決任務(wù)有高質(zhì)量的統(tǒng)籌規(guī)劃能力.采用實(shí)踐性作業(yè)貫穿物理課堂，無疑可以為升學(xué)壓力依舊較大的學(xué)生帶來活躍思維的時(shí)間與機(jī)會，這樣，教學(xué)過程更加生動有趣，更符合營造學(xué)生符合身心發(fā)展的氛圍.

1 布置課前預(yù)習(xí)實(shí)踐性作業(yè)，為知識習(xí)得做課前準(zhǔn)備

實(shí)踐性作業(yè)主要分為：觀察生活類、信息采集類、實(shí)驗(yàn)探究類、動手制作類等.學(xué)生通過預(yù)習(xí)觀察類、文檔調(diào)查類實(shí)踐性作業(yè)對知識內(nèi)容提前感知，或基于自身前概念，對本節(jié)課程的知識點(diǎn)進(jìn)行簡單總結(jié).若以物理學(xué)史的視角感受物理的發(fā)展，對自身的閱讀量和閱讀理解能力也有一定的提升.采用實(shí)驗(yàn)探究類或動手制作類實(shí)踐性作業(yè)，不僅考察學(xué)生觀察現(xiàn)象、處理問題的能力，同時(shí)增強(qiáng)學(xué)生動手制作的能力，貼合物理學(xué)對學(xué)生發(fā)展的要求.在實(shí)踐中體會本課內(nèi)容的重點(diǎn)與難點(diǎn)，通過動手制作提煉問題，帶著問題進(jìn)入課堂的研究與討論，對學(xué)生的整體發(fā)展起著強(qiáng)大的推動作用.

例如，在人教版的高中物理選擇性必修第一冊，第一章第六節(jié)“反沖現(xiàn)象”，教材中已呈現(xiàn)部分可以動手制作的小實(shí)驗(yàn)，但學(xué)生只看教材或者課上教師用課件進(jìn)行演示，帶來的只是一定的視覺感觸.若無動手實(shí)踐，會導(dǎo)致對現(xiàn)象的理解不夠深刻.由此提出，在學(xué)習(xí)“反沖現(xiàn)象”這一節(jié)課時(shí)，采取實(shí)踐性作業(yè)貫穿課堂始終的做法.首先，對學(xué)生提出問題，學(xué)生帶著問題進(jìn)行課前預(yù)習(xí)作業(yè)，動手制作能反映反沖現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)器具，并且觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，興趣是學(xué)習(xí)發(fā)展最好的老師，促使學(xué)生想要深入思考與挖掘有趣現(xiàn)象背后的故事.希望促進(jìn)學(xué)生對學(xué)習(xí)本節(jié)課知識的興趣，也鼓勵(lì)學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題.

實(shí)踐活動1氣球動力小車

將一只氣球吹起來后，用手捏住氣球的通氣口，然后突然放手，使氣流飛出，同時(shí)觀察氣球和小車之間的運(yùn)動.

實(shí)踐活動2 反擊式水輪機(jī)模型

倒圓錐形容器固定在鐵架臺上，容器底部對稱的分布著兩個(gè)對稱的細(xì)水管，管口彎向同一方向.緩慢向容器中注水，觀察現(xiàn)象.

問題1：這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)有相互作用嗎？分別是哪幾部分之間的相互作用？

問題2：思考這兩個(gè)種相互作用有什么共同點(diǎn)？

思考1：原來靜止.

思考2：相互作用的兩個(gè)物體，原來是個(gè)整體.

思考3：相互作用的兩個(gè)物體由于內(nèi)力作用朝著相反的方向運(yùn)動.

通過高質(zhì)量的課前實(shí)踐性作業(yè)，激發(fā)學(xué)生動手操作的水平，提升學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力，開發(fā)學(xué)生思維，并通過對反沖運(yùn)動定義的推理、總結(jié)，提升學(xué)生歸納的能力.教師根據(jù)學(xué)生的反饋，可以有效調(diào)整自身的教學(xué)節(jié)奏，依據(jù)情況安排各部分教學(xué)時(shí)間占比，低耗高效的完成“反沖現(xiàn)象”的教學(xué).

2 課中貫穿豐富的實(shí)踐性作業(yè)，啟發(fā)學(xué)生思維，引發(fā)深度思考

本堂課的開展主要有以下幾個(gè)核心問題：一是通過動手實(shí)驗(yàn)、對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析得出反沖運(yùn)動的定義；二是通過教師演示以及學(xué)生觀察討論反沖運(yùn)動遵循的物理規(guī)律及反沖現(xiàn)象的特點(diǎn)；三是學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，探討反沖運(yùn)動的利用與防止.此段課程的教學(xué)并非講授進(jìn)行，而是學(xué)生實(shí)際進(jìn)行實(shí)踐活動，利用玻璃管、火柴、鐵架臺、滑板，以及一些關(guān)于反沖應(yīng)用的圖片、動畫、視頻等來創(chuàng)設(shè)生活實(shí)際的情境.將大家所創(chuàng)造的情境、得到的東西填寫到實(shí)踐卡上再開展協(xié)作教學(xué)，在協(xié)作學(xué)習(xí)過程中進(jìn)行共享與共學(xué)共創(chuàng).

問題一：歸納反沖運(yùn)動的定義

利用動手操作類作業(yè)和觀察信息類作業(yè)的共同作用，對反沖運(yùn)動定義簡單總結(jié)——一個(gè)靜止的物體在內(nèi)力的作用下分裂為兩部分，一部分向某個(gè)方向運(yùn)動，另外一個(gè)部分必然向相反的方向運(yùn)動，這個(gè)現(xiàn)象叫反沖運(yùn)動.

實(shí)踐活動1 動手操作類：大家動手把氣球吹滿氣，猛一松手，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？

實(shí)踐活動2 觀察信息類：觀察演示實(shí)驗(yàn)視頻

①觀察兩人在滑板車上互推，會出現(xiàn)什么運(yùn)動？

②觀察烏賊、章魚的游動，為什么能夠調(diào)整噴水的方向，使身體向任意方向游動？

③觀察活塞與試管的運(yùn)動情況，出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？

問題二：探索反沖運(yùn)動遵循的物理規(guī)律及反沖現(xiàn)象的特點(diǎn)

最終總結(jié)反沖運(yùn)動遵循的規(guī)律：反沖運(yùn)動是系統(tǒng)內(nèi)力作用的結(jié)果，盡管有時(shí)整個(gè)系統(tǒng)所受到的合外力并不是零，但由于系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力，所以系統(tǒng)的總動量是守恒的.反沖現(xiàn)象的特點(diǎn)：①系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力，系統(tǒng)動量守恒.②有其他形式的能轉(zhuǎn)化為動能，系統(tǒng)動能增加.

實(shí)踐活動1 動手操作類：學(xué)生小組用酒精燈加熱水平放置的裝滿水的試管，觀測活塞運(yùn)動方向和試管的運(yùn)動狀況.

實(shí)踐活動2 信息觀察采集類：

①公元一世紀(jì)時(shí)由亞歷山大港的希羅發(fā)明的“希羅引擎”：當(dāng)裝置中的水被加熱沸騰，蒸汽進(jìn)入球體，從不對稱的管子噴出，由此推動球體旋轉(zhuǎn)起來.

②觀察灌溉噴水器、噴氣式飛機(jī)、大炮發(fā)射的模型，強(qiáng)化對反沖現(xiàn)象的理解.

問題三：理論聯(lián)系實(shí)際，探討反沖運(yùn)動的利用與防止

實(shí)踐活動1 觀察總結(jié)利用反沖類：

①反擊式水輪機(jī):將水流從轉(zhuǎn)輪的葉片中排出，使轉(zhuǎn)輪隨著后坐而回轉(zhuǎn)，推動發(fā)電機(jī)發(fā)電.

②噴氣式飛機(jī):靠噴射的氣體的反沖作用，達(dá)到巨大的加速.

③灌溉噴射器:在田地、花園中的噴灌設(shè)備一邊噴水一邊轉(zhuǎn)動，當(dāng)噴射器的方向稍微傾斜，水由噴口涌出時(shí)，噴水管會因反沖而轉(zhuǎn)動，就能夠自行改變水噴射的方向.

實(shí)踐活動2 觀察總結(jié)防止反沖類：

daoh.any2000：《金 粉 世家》是通俗文學(xué)大師張恨水早期新聞生涯積累的生活素材的一次集中展現(xiàn)，北洋軍閥統(tǒng)治時(shí)期國務(wù)總理的兒子金燕西偶遇平民女子冷清秋，不惜一切代價(jià)苦苦追求，而學(xué)生身份的冷清秋雖內(nèi)心清高、孤傲，但囿于對金燕西的絕對信任，與他一起走進(jìn)了婚姻的殿堂。于是和金燕西演出了一場從戀愛、結(jié)婚到婚變、出走的感情悲劇。與此同時(shí)，另外一條線索也貫穿其中，金燕西的父親國務(wù)總理金銓在官場上的跌宕起伏，到最后的突然離世，暴露了北洋軍閥時(shí)期官僚們驕奢淫逸、勾心斗角的丑惡嘴臉。這是一部長途跋涉的連載作品，1926年在北京《世界日報(bào)》上連載，至1932年刊完，近乎6年。

①射擊時(shí)，炮彈向前飛，炮體隨即向后退.

②射擊時(shí)，步槍的后坐會影響射擊的準(zhǔn)確度，故用步槍射擊時(shí)要將步槍抵于肩部，以減少反沖的影響.

3 課后安排實(shí)踐性作業(yè)鞏固、內(nèi)化所學(xué)知識，提高動手能力

設(shè)計(jì)實(shí)踐性作業(yè)時(shí)要遵循生活性、實(shí)踐性原則和探究性、綜合性原則，即引導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)踐活動，通過活動培養(yǎng)學(xué)生從關(guān)注實(shí)驗(yàn)的“玩”，到關(guān)注生命、社會創(chuàng)造性發(fā)展的“玩”.為了達(dá)成“反沖現(xiàn)象”的學(xué)習(xí)任務(wù)，對“反沖現(xiàn)象”有更深層次的鞏固，除了布置書面作業(yè)外還要用實(shí)踐性作業(yè)進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的思維發(fā)散能力以及動手實(shí)踐能力.或者參與社會調(diào)查，密切自己與社會的連接，寫一份調(diào)查研究報(bào)告，具體闡述生活中的反沖運(yùn)動對其日常的影響等.

實(shí)踐活動1 自制模擬炮彈發(fā)射機(jī)

實(shí)踐活動2 查資料對比古代火箭和現(xiàn)代火箭，寫一份調(diào)查報(bào)告.

在高中物理教學(xué)中引入課前、課中、課后實(shí)踐性作業(yè)，使教學(xué)過程更加生動、完整，觀察類作業(yè)使學(xué)生的思維更完整，閱讀能力、總結(jié)能力得到提升；動手制作類作業(yè)使學(xué)生親身經(jīng)歷探究過程，更加貼合新時(shí)代對人才培養(yǎng)的衡量標(biāo)準(zhǔn)，符合物理課應(yīng)該帶給學(xué)生的內(nèi)容追求；信息采集類要求學(xué)生在實(shí)施過程中具有整體思維，清晰展現(xiàn)事物發(fā)展的時(shí)間線，對現(xiàn)象的本質(zhì)進(jìn)行梳理，進(jìn)而產(chǎn)生更加深刻的認(rèn)識.實(shí)踐性作業(yè)作為物理教學(xué)模式的重要組成，有利于學(xué)生思維的層層提升和能力的不斷加強(qiáng)，是值得大力的探索和推進(jìn)的教學(xué)新思路.