體現(xiàn)素質(zhì)教育導(dǎo)向的初中物理作業(yè)真實(shí)情境優(yōu)化策略

盧倩 陳宗榮

摘? 要：在初中物理作業(yè)中，通過真實(shí)情境的作業(yè)設(shè)計(jì)能有效反饋學(xué)生認(rèn)知能力水平，發(fā)展關(guān)鍵能力，實(shí)現(xiàn)反饋、促進(jìn)等評(píng)價(jià)的功能。在教學(xué)實(shí)踐中總結(jié)出優(yōu)化初中物理作業(yè)真實(shí)情境的途徑。通過遷移生活情境、融合跨學(xué)科情境、設(shè)計(jì)實(shí)踐情境及融入人文情境，以優(yōu)化作業(yè)設(shè)計(jì)、提高作業(yè)質(zhì)量、促進(jìn)學(xué)生課程核心素養(yǎng)的培育。

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

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-6148（2022）3-0006-4

1? ? 引? ?言

2021年7月，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《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》（以下簡(jiǎn)稱《意見》）?！兑庖姟分忻鞔_指出“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)?！笨梢?，作業(yè)是一種學(xué)習(xí)活動(dòng)，是教學(xué)評(píng)價(jià)的重要形式之一，也是教學(xué)必不可少的環(huán)節(jié)。作業(yè)能夠反映課程的理念和追求的價(jià)值，作業(yè)的功能也決定了作業(yè)是學(xué)生形成核心素養(yǎng)的必經(jīng)之路。

情境是作業(yè)的基本組成部分。在國際大規(guī)模評(píng)估項(xiàng)目中，通常使用context來描述問題背景，國內(nèi)多譯為“情境”，即把情境定位在影響個(gè)體心理和行為活動(dòng)的客觀環(huán)境條件[1]。真實(shí)情境的作業(yè)指以自然界及社會(huì)生活、生產(chǎn)中客觀存在的現(xiàn)象或?qū)W習(xí)探索中的實(shí)際問題為背景材料的作業(yè)。其作用是對(duì)知識(shí)的習(xí)得和實(shí)際運(yùn)用以及對(duì)客觀外在環(huán)境內(nèi)在教育價(jià)值的挖掘而提供的問題解決背景、活動(dòng)場(chǎng)景和資源條件[2]，其功能是反饋、促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

2? ? 當(dāng)前初中物理作業(yè)真實(shí)情境的局限

2.1? ? 情境選材陳舊化，脫離學(xué)習(xí)主體

初中學(xué)生在解題時(shí)需在情境中提取信息，而后開展思維活動(dòng)，在知識(shí)體系內(nèi)進(jìn)一步理解概念規(guī)律從而解釋現(xiàn)象或解決問題。脫離主體，指陳舊的情境脫離學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生難以在情境中提取相關(guān)信息，導(dǎo)致很難找到物理學(xué)模型。

例題1 錘子的錘頭松了，人們常用撞擊錘柄下端的方法使錘頭套緊在錘柄上，如圖1甲所示。用有關(guān)物理知識(shí)解釋這種做法。

學(xué)生在提取貯存信息時(shí)，提取線索起著重要作用[2]。本題情境已經(jīng)沿用了多年，一定程度上已經(jīng)脫離了當(dāng)下部分學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)。他們見過的錘子如圖1乙所示，錘頭、錘柄一體化，并無利用慣性安裝錘頭的需求或?qū)嶋H操作。學(xué)生在此情境下提取信息困難，只能依靠憑空猜想或回憶原有習(xí)題，難以在問題情境中提取相關(guān)信息，難以進(jìn)行進(jìn)一步的思維認(rèn)知活動(dòng)。建議將此改為實(shí)踐型作業(yè)，學(xué)生既能積累直接經(jīng)驗(yàn)，又能在真實(shí)情境中提升用物理描繪生活圖景的能力。

2.2? ? 情境內(nèi)容精加工化，脫離問題任務(wù)

精加工化指情境設(shè)置來自客觀、真實(shí)的現(xiàn)象，經(jīng)命題者對(duì)物理現(xiàn)象抽象并改編后呈現(xiàn)的文字[3]。

例題2? xx海域出現(xiàn)國家級(jí)保護(hù)動(dòng)物中華白海豚，白海豚發(fā)聲頻率范圍很廣，能發(fā)出次聲。人耳_______（選填“能”或“不能”）聽到次聲。

精加工化后的情境內(nèi)容言辭簡(jiǎn)潔，構(gòu)造清晰，易于閱讀，但任務(wù)與情境相脫離，去除情境后問題也一樣可解。此類情境的作用僅是“穿靴戴帽”，不需要學(xué)生建構(gòu)物理模型去解決問題，也不需要用物理知識(shí)解釋實(shí)際問題。學(xué)生即使建立概念規(guī)律，也無法回歸生活去運(yùn)用。因此，作業(yè)真實(shí)情境呈現(xiàn)要適當(dāng)“去加工化”，還原問題本來面貌，引導(dǎo)學(xué)生在運(yùn)用物理知識(shí)過程中真正體會(huì)物理之用、品味物理之趣。

2.3? ? 問題情境低階化，弱化思維水平

要學(xué)生在真實(shí)情境中學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)和研究，就要求情境內(nèi)容與認(rèn)知能力水平相匹配，即低階問題應(yīng)匹配較為熟悉的情境，具有高階思維的問題應(yīng)匹配較為綜合、開放、陌生的情境。

例題3 圖2是“探究平面鏡成像特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)將與蠟燭A完全相同的蠟燭B放在玻璃板的后面，該實(shí)驗(yàn)方法是（? ? ? ）

A.控制變量法 B.等效替代法

C.理想模型法 D.微小量放大法

例題4 如圖3，首張黑洞照片于2019年4月10日問世。過去人們不能“看見”黑洞，但可通過其對(duì)恒星和氣體的影響來間接感知它的存在。這種研究的方法是（? ? ? ）

A.控制變量法 B.轉(zhuǎn)換法

C.等效替代法 D.理想實(shí)驗(yàn)法

物理科學(xué)方法是研究與描述物理現(xiàn)象、實(shí)施物理實(shí)驗(yàn)、總結(jié)及檢驗(yàn)物理規(guī)律時(shí)所應(yīng)用的各種手段與操作[4]，是在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、制訂方案過程中經(jīng)過深度思考后科學(xué)制訂的科學(xué)方法，根據(jù)安德森修訂的布魯姆教育目標(biāo)分類，其應(yīng)達(dá)到“分析”或“創(chuàng)造”，屬高階認(rèn)知水平。例題3的情境為學(xué)生熟悉的學(xué)科情境，情境的設(shè)置弱化了問題的認(rèn)知能力水平，學(xué)生可直接通過記憶得出“等效替代法”，并不能區(qū)分學(xué)生掌握與應(yīng)用學(xué)科方法所達(dá)到的認(rèn)知能力水平。例題4的情境為真實(shí)的陌生情境，學(xué)生在閱讀的過程中能夠體會(huì)科學(xué)家的研究方法，將學(xué)科方法進(jìn)行遷移，較好地考查了學(xué)生對(duì)物理思想方法的認(rèn)識(shí)。因此，作業(yè)情境的設(shè)置應(yīng)分別與考查內(nèi)容、認(rèn)知能力相匹配。

3? ? 優(yōu)化作業(yè)真實(shí)情境策略

有鑒于此，優(yōu)化初中物理作業(yè)真實(shí)情境設(shè)計(jì)，既要符合學(xué)生生活實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，又要滿足學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展需求。從選材上，真實(shí)情境主題與范圍應(yīng)符合學(xué)生的經(jīng)驗(yàn);從內(nèi)容上，情境與任務(wù)的相關(guān)度要高，為學(xué)生的抽象思維發(fā)展搭建臺(tái)階;從問題設(shè)計(jì)上，情境能夠促使深度學(xué)習(xí)的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)高階思維認(rèn)知水平的發(fā)展。

3.1? ? 遷移生活情境，提升思維能力

布魯納認(rèn)為，學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)在于主動(dòng)地形成認(rèn)知結(jié)構(gòu)，即把新知識(shí)和已有知識(shí)相聯(lián)系。以學(xué)生的生活實(shí)際為真實(shí)情境，使學(xué)生將物理知識(shí)和生活實(shí)際相聯(lián)系，在解決問題中建立模型，提升思維認(rèn)知水平。一方面，學(xué)生在真實(shí)的生活情境中容易提取信息，促進(jìn)思維加工活動(dòng);另一方面，透過對(duì)生活情境與問題背后“真實(shí)世界”的學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生真正意義上的學(xué)習(xí)。

例題5? 如圖4，甲、乙兩圖分別記錄了騎行中小鷺前后兩次從后視鏡看到弟弟騎行的位置，弟弟正在追趕小鷺，你預(yù)計(jì)弟弟能追上嗎？為什么？

學(xué)生擁有運(yùn)動(dòng)時(shí)你追我趕的直接經(jīng)驗(yàn)，能通過圖片閱讀建立運(yùn)動(dòng)模型，推理出弟弟相對(duì)于哥哥是往前運(yùn)動(dòng)且終將相遇。通過這樣的真實(shí)情境，學(xué)生閱讀非連續(xù)性文本，基于事實(shí)并從物理視角對(duì)生活現(xiàn)象抽象出運(yùn)動(dòng)模型，推理論證，提出見解，從而發(fā)展分析、推理的高階思維能力。

生活情境中，真實(shí)情境的設(shè)置要注重遷移性。情境的文本設(shè)置應(yīng)將學(xué)科內(nèi)容遷移到真實(shí)問題上，將學(xué)科知識(shí)遷移到生活現(xiàn)實(shí)問題的解決上。

3.2? ? 融合跨學(xué)科情境，形成正確觀念

課標(biāo)指出，應(yīng)讓學(xué)生了解自然界事物的相互聯(lián)系，注意學(xué)科間的聯(lián)系與滲透，逐步樹立正確的世界觀[5]。學(xué)生對(duì)自然世界的認(rèn)知不是單個(gè)的、零散的，而是整體的、有聯(lián)系的。因此，情境的創(chuàng)設(shè)不應(yīng)囿于單個(gè)知識(shí)點(diǎn)或?qū)W科，可以取材于融合的、跨學(xué)科的情境。一方面，跨學(xué)科情境能呈現(xiàn)更綜合的信息，完善學(xué)生科學(xué)知識(shí)體系的構(gòu)建;另一方面，尋找自然科學(xué)中的關(guān)聯(lián)能反過來促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解。

例題6 地球板塊就像一塊巨大的拼圖。如南美洲東海岸的形狀與非洲西海岸的形狀吻合，阿拉伯半島與非洲東北部的地形曲線相一致。

（1）請(qǐng)查閱資料，搜集并交流地球不同板塊移動(dòng)的平均速度。

（2）我們的指甲在緩慢地生長，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)方案測(cè)量手指甲的生長速度，并和典型的板塊移動(dòng)速度比一比，看哪個(gè)速度大。

速度是運(yùn)動(dòng)學(xué)的重要概念。學(xué)生對(duì)速度概念的正確認(rèn)識(shí)影響運(yùn)動(dòng)觀念的建立。滬科版教材指出“我們生活在運(yùn)動(dòng)的世界里”[6]，八年級(jí)學(xué)生具有“宏觀的運(yùn)動(dòng)都是‘看得見的”的前概念。本題通過查閱地球板塊運(yùn)動(dòng)，了解物理與地理學(xué)科的交叉知識(shí)，深化對(duì)運(yùn)動(dòng)的科學(xué)認(rèn)識(shí)，完善運(yùn)動(dòng)觀念的建立，形成正確的科學(xué)觀念。

跨學(xué)科情境下，問題情境的設(shè)置應(yīng)具有綜合性。問題不一定指向某個(gè)具體的概念或規(guī)律，可以經(jīng)由一個(gè)自然現(xiàn)象或者實(shí)際問題解決，指向一個(gè)大概念甚至是科學(xué)觀念。幫助學(xué)生構(gòu)建客觀世界的物理圖景，形成正確的科學(xué)觀念。

3.3? ? 設(shè)計(jì)實(shí)踐情境，發(fā)展探究能力

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，物理量和物理規(guī)律往往需要從實(shí)踐中獲得。崔允漷教授認(rèn)為，要衡量關(guān)鍵能力、必備品格與價(jià)值觀念，最好的做法是讓學(xué)生“做事”。因?yàn)樽鍪驴梢钥疾閷W(xué)生所學(xué)的知識(shí)、展示出來的技能、表現(xiàn)出來的情感與態(tài)度、推論行為背后的價(jià)值觀念等[7]。應(yīng)在真實(shí)情境中滲透實(shí)踐意識(shí)，以提高學(xué)生的探究能力。

例題7 桿秤是人類發(fā)明的各種衡器中歷史最悠久的一種，在中國湖南長沙出土的公元前700年的文物中，已有各種精制的桿秤。請(qǐng)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)自制一桿結(jié)實(shí)耐用的桿秤，同時(shí)標(biāo)出量程和分度值。若要增大桿秤的量程或提高桿秤的精度，可以怎么做？（表1為評(píng)價(jià)細(xì)則）

通過設(shè)計(jì)與制訂方案，制作與實(shí)踐，對(duì)結(jié)果進(jìn)行交流、評(píng)估、反思這一循環(huán)的過程來制作桿秤。學(xué)生A在反思改進(jìn)過程中修正了刻度，并創(chuàng)新地使用了“牛頓”作為測(cè)量的單位（圖5甲、乙）;學(xué)生B則通過使用可以增減質(zhì)量的“秤砣”改變量程（圖5丙）;學(xué)生C通過改變支點(diǎn)位置改變量程（圖5?。Ｔ诖诉^程中，培育學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題及提出問題的能力、收集數(shù)據(jù)及處理數(shù)據(jù)的能力、分析論證及解釋的能力、交流合作的能力，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，引導(dǎo)其學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、學(xué)會(huì)交流，培養(yǎng)其嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

實(shí)踐情境中，真實(shí)情境的設(shè)置要發(fā)揮反思功能。在情境中進(jìn)行猜想，在論證中提升科學(xué)論證能力，在實(shí)踐中提升觀察、證據(jù)和評(píng)估等能力，在反思重建中培育創(chuàng)新能力。

3.4? ? 融入人文情境，樹立科學(xué)精神

作業(yè)情境應(yīng)具有人文性。立德樹人是教育的根本任務(wù)，要做到“把培育和踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀融入國民教育全過程”，初中物理作業(yè)情境中應(yīng)體現(xiàn)思想性、歷史性與正確價(jià)值觀。

例題8 （節(jié)選）“割之彌細(xì)，所失彌少，割之又割，以至于不可割，則與圓合體而無所失矣?！边@是我國魏晉時(shí)期數(shù)學(xué)家于公元263年所描述的割圓術(shù)，如圖6所示。它是通過圓內(nèi)接正多邊形細(xì)割圓，并使正多邊形的周長無限接近圓的周長，進(jìn)而求得較為精確的圓周率。它所展示的是一種極限思想。請(qǐng)思考，圖7在測(cè)量小車下坡速度的過程中，若想更精確地反映小車在某一位置的速度，可以如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)？

本作業(yè)的真實(shí)情境取材于世界上最早的極限思想——割圓術(shù)。課標(biāo)認(rèn)為，初中學(xué)生對(duì)于速度概念的認(rèn)知應(yīng)達(dá)到“了解”的認(rèn)知水平。如果僅僅是知道生活中常見物體的速度大小，仍然停留在直接經(jīng)驗(yàn)層面。因此，在學(xué)生能自主測(cè)量平均速度后，可通過人文問題情境，引導(dǎo)學(xué)生在測(cè)量中通過極限思想進(jìn)一步了解如何更精確地描述速度。學(xué)生在具有科學(xué)人文精神的情境中領(lǐng)略物理研究的思想方法，初步嘗試在科學(xué)思想的指導(dǎo)下改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，培育創(chuàng)新精神，增強(qiáng)文化自信。

人文情境中，真實(shí)情境的設(shè)置要注重價(jià)值性?？梢詮氖妨?、新聞、科普中挖掘真實(shí)情境素材，既要符合學(xué)生的認(rèn)知能力水平，又要考慮物理學(xué)科科學(xué)與人文價(jià)值的體現(xiàn)。促使學(xué)生在閱讀與思辨中樹立科學(xué)人文精神。

4? ? 總結(jié)與反思

作業(yè)的真實(shí)情境為學(xué)生呈現(xiàn)了一個(gè)真實(shí)的、適當(dāng)加工的實(shí)際情境，使習(xí)題中所蘊(yùn)含的物理規(guī)律更加隱蔽，從而避免在解題過程中直接套用公式的現(xiàn)象，促使學(xué)生激發(fā)內(nèi)部動(dòng)機(jī)，成為自我構(gòu)建知識(shí)的主體。同時(shí)，也能夠考查學(xué)生建立物理模型、靈活運(yùn)用物理知識(shí)分析問題和解決問題的學(xué)科關(guān)鍵能力。因此，真實(shí)情境作業(yè)能夠避免學(xué)生反復(fù)“刷題”浪費(fèi)時(shí)間，起到“減負(fù)增質(zhì)”的作用。但每個(gè)層級(jí)的認(rèn)知水平都應(yīng)對(duì)應(yīng)一定比例的作業(yè)，其比例按照學(xué)生學(xué)情、課標(biāo)要求以及課時(shí)性質(zhì)的實(shí)際情況而定。

影響初中物理作業(yè)質(zhì)量的因素有很多，本文僅討論真實(shí)情境內(nèi)容設(shè)計(jì)的優(yōu)化策略。在初中物理作業(yè)真實(shí)情境中，可以遷移生活情境，設(shè)計(jì)跨學(xué)科情境、實(shí)踐情境和人文情境等。在編撰習(xí)題時(shí)可以擴(kuò)大素材的選取范圍，從日常生活、生產(chǎn)實(shí)際、體育活動(dòng)、科學(xué)事件、生態(tài)環(huán)境、當(dāng)代中國重大科技成果等多方面選取素材。實(shí)現(xiàn)學(xué)生在多元的、綜合的背景下進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，促使其全面發(fā)展。

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（欄目編輯? ? 趙保鋼）