基于學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的高中物理作業(yè)設(shè)計(jì)

侯宏

摘? ?要：作業(yè)是教學(xué)環(huán)節(jié)中的重要組成部分，通過合理的設(shè)計(jì)提高作業(yè)效率，落實(shí)輕負(fù)增效，是作業(yè)設(shè)計(jì)需要解決的問題。對(duì)于高中物理的作業(yè)設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)以基礎(chǔ)性作業(yè)為基石、以分層作業(yè)為重點(diǎn)、以變式作業(yè)為拓展、以作業(yè)形式多變進(jìn)行突破，達(dá)到作業(yè)設(shè)計(jì)的目標(biāo)“減負(fù)高效”。

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

近年來，教學(xué)改革中將核心素養(yǎng)放在重要的位置，中小學(xué)各個(gè)學(xué)科都提出了本學(xué)科落實(shí)核心素養(yǎng)的要求。對(duì)物理學(xué)科而言，物理核心素養(yǎng)主要從物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任這四個(gè)方面著手，培養(yǎng)學(xué)生的綜合解決問題的能力以及創(chuàng)新精神和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度與責(zé)任，最終目的是為了讓學(xué)生更好的適應(yīng)社會(huì)發(fā)展和終身發(fā)展[ 1 ]。作業(yè)作為物理教學(xué)重要的組成部分之一，不僅是課堂教學(xué)的延伸，還是對(duì)所學(xué)物理知識(shí)的復(fù)習(xí)與鞏固最后內(nèi)化為自己知識(shí)體系的重要環(huán)節(jié)。如何在作業(yè)中發(fā)展學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)，是所有教師需要思考的問題。在設(shè)計(jì)作業(yè)過程中發(fā)展物理學(xué)科核心素養(yǎng)，是建立在物理教師對(duì)核心素養(yǎng)深刻理解的基礎(chǔ)上。教師要充分研讀新課程標(biāo)準(zhǔn)，明確物理學(xué)科核心素養(yǎng)的指向、構(gòu)成要素。提升作業(yè)觀念，加強(qiáng)作業(yè)設(shè)計(jì)的研究，創(chuàng)新作業(yè)方式，提升作業(yè)設(shè)計(jì)水平。重視學(xué)生通過作業(yè)的完成來提升利用所學(xué)知識(shí)分析問題和解決實(shí)際問題的能力。在物理教學(xué)中，首先應(yīng)盡量少用或者不用教輔材料給學(xué)生作為課后作業(yè)，這樣才能避免作業(yè)低效，其次要依據(jù)校情和學(xué)情，設(shè)計(jì)出最適合自己學(xué)生的校本作業(yè)，這樣才能切實(shí)做到“高效與輕負(fù)”。其實(shí)作業(yè)設(shè)計(jì)就像做一道美味佳肴，要色香味俱全才能讓大家心服口服。

1? 高中物理作業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)以基礎(chǔ)為基石

對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和鞏固是作業(yè)的重要功能，高中物理的教學(xué)之首應(yīng)該是以人為本，考慮到每一位學(xué)生，因此在作業(yè)的設(shè)計(jì)中首要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)就是基礎(chǔ)性。扎實(shí)的基本功不僅是物理核心素養(yǎng)的基本體現(xiàn)，也是后續(xù)創(chuàng)新和開拓的基石。因此，對(duì)基本知識(shí)和基本技能的考查是提升學(xué)生物理核心素養(yǎng)的基本，要注重體現(xiàn)物理“雙基”的設(shè)計(jì)。在作業(yè)中設(shè)計(jì)適量的基礎(chǔ)題，注重物理概念和基本規(guī)律的簡(jiǎn)單應(yīng)用，既能加深學(xué)生對(duì)物理觀念的深刻理解，還可以大大提升學(xué)生學(xué)習(xí)物理的自信，更好的培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣。如在學(xué)習(xí)完電場(chǎng)這部分內(nèi)容時(shí)，鑒于這部分內(nèi)容新的物理概念較多而且抽象，但又都是學(xué)生需要掌握的，此時(shí)就可以設(shè)計(jì)以下的作業(yè)，讓學(xué)生先厘清各個(gè)物理量的關(guān)系，夯實(shí)基礎(chǔ)。

【例題1】如圖1所示的實(shí)線是電場(chǎng)中的一簇電場(chǎng)線，虛線是一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子只在電場(chǎng)力的作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，M、N是軌跡上的兩點(diǎn)，則可以得出：（1）電場(chǎng)的強(qiáng)弱;（2）粒子在M、N兩點(diǎn)所受的電場(chǎng)力、加速度大小;（3）粒子從M到N電場(chǎng)力做正功還是負(fù)功;（4）電荷在M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)能;（5）M、N兩點(diǎn)的電勢(shì);（6）M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)差。

通過這樣的設(shè)計(jì)就把這一部分的概念全部串在一起了，從電場(chǎng)E→電場(chǎng)力F（加速度a）→電場(chǎng)力做功（WF）→電勢(shì)能（EP）→電勢(shì)（φ）→電勢(shì)差（U），不用死記硬背了，可以幫助學(xué)生理解這些抽象的概念的內(nèi)涵和外延以及他們之間的關(guān)系，從而促進(jìn)記憶并形成知識(shí)結(jié)構(gòu)了。

2? 高中物理作業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)以分層為重點(diǎn)

在同一個(gè)學(xué)校同一個(gè)班級(jí)，我們看到這樣的事實(shí)：不同的學(xué)生在同樣的情境下學(xué)習(xí)會(huì)出現(xiàn)很大的差異。如果采用“一刀切”來布置或設(shè)計(jì)作業(yè)，就只能滿足部分學(xué)生的需求，作業(yè)設(shè)計(jì)太簡(jiǎn)單優(yōu)等生就會(huì)覺得做得沒意思，“吃不飽”，而作業(yè)設(shè)計(jì)太難對(duì)于成績(jī)一般或相對(duì)落后的學(xué)生，由于不會(huì)做而自信心和學(xué)習(xí)興趣備受打擊。因此，分層的物理作業(yè)設(shè)計(jì)就像事物中的佐料是必備的。高中物理作業(yè)分層的設(shè)計(jì)是在針對(duì)所有學(xué)生的基礎(chǔ)性作業(yè)之外，再依據(jù)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)能力的差異和個(gè)性特點(diǎn)以及接受知識(shí)的具體情況，有的放矢地設(shè)計(jì)出適合多層次的差異化、有坡度的作業(yè)，而且作業(yè)數(shù)量有彈性，進(jìn)而讓不同的學(xué)生都能有所收獲，體驗(yàn)成功，提高自身的物理素養(yǎng)。分層作業(yè)一般按學(xué)生學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)成績(jī)高低的策略來設(shè)計(jì)，可以分成A、B、C三層。A層偏基礎(chǔ)中等難度的作業(yè)，B層較綜合提高性作業(yè)，C層綜合應(yīng)用提高性作業(yè)。運(yùn)用分層次的形式結(jié)合學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況對(duì)階段型的作業(yè)進(jìn)行符合學(xué)情的設(shè)計(jì)。將大致相同學(xué)習(xí)的內(nèi)容，設(shè)計(jì)成具有不同難易程度的，有梯度的不同層次的作業(yè)，讓學(xué)生結(jié)合自己這一段對(duì)物理知識(shí)掌握的實(shí)際情況來選擇自己想要做的作業(yè)[ 2 ]。對(duì)B層及以上的物理作業(yè)不做硬性的要求，使學(xué)生擁有更大的選擇空間。如成績(jī)比較差的、基礎(chǔ)不好的同學(xué)就只要選擇A層的作業(yè)，夯實(shí)基礎(chǔ)就可以了，而對(duì)于頭腦靈活成績(jī)優(yōu)等的學(xué)生，就可以選擇B層及以上的作業(yè)，這樣就能夠調(diào)動(dòng)程度不同的學(xué)生的積極性，讓所有學(xué)生都能“吃飽”“吃好”，發(fā)揮出作業(yè)的應(yīng)有的效果，而不要成為學(xué)生的負(fù)擔(dān)。

常常通過一系列不同目標(biāo)要求的題目組讓不同層次的學(xué)生來因地制宜的選擇來實(shí)現(xiàn)，也可以在同一題目中設(shè)置難度有差異的問題來實(shí)現(xiàn)。

【例題2】求平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

（1）已知一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球從高20 m處，水平拋出。

（2）已知一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球以2 m/s的水平速度拋出，落地時(shí)速度與豎直方向成30°角。

（3）已知一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球從傾角為30°的斜面頂點(diǎn)以2 m/s的水平速度拋出落在斜面上。

上述題組中的三題都要求平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，其中第一小題直接用高度公式計(jì)算時(shí)間;第二小題要用速度的分解求時(shí)間;第三小題是需要找到位移的方向然后再利用位移的分解求時(shí)間，把這三題作為一個(gè)小小的題組，讓學(xué)生根據(jù)自己當(dāng)天對(duì)知識(shí)的掌握情況選擇題目進(jìn)行解答，這樣的設(shè)計(jì)鞏固了不同學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，同時(shí)也滿足了學(xué)習(xí)程度不同學(xué)生能力的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了作業(yè)分層的最終目的。

3? 高中物理作業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)以變式為拓展

變式就是對(duì)一些題目在維持原本題目的情況下，對(duì)物理問題的內(nèi)容、情境或者形式進(jìn)行合理的、有目的改造和延伸。大量的事實(shí)說明，對(duì)習(xí)題的變式的訓(xùn)練可以提高學(xué)生解題能力，對(duì)于那些蘊(yùn)含有啟發(fā)性和探索性的變式，不僅可以讓學(xué)生更好地掌握物理知識(shí)，探索物理問題的規(guī)律和本質(zhì)，還能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。6084100D-29F8-4848-8673-6B2D309A0F29

3.1? 改變條件

在很多物理問題中，對(duì)于同一個(gè)問題，將條件進(jìn)行簡(jiǎn)單的調(diào)整，需要注意新的問題，可以考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的遷移應(yīng)用能力。

【例題3】一物體沿著某方向做直線運(yùn)動(dòng)，在時(shí)間t內(nèi)的平均速度是v，隨后內(nèi)的平均速度是，在這段時(shí)間內(nèi)物體的平均速度是（）

A.v? ?B.v? ?C.v? ?D.v

可這樣進(jìn)行變式：在【例3】中，前一半位移中物體的平均速度為v，后一半位移中物體平均速度為，求物體全程的平均速度。

3.2? 改變情境

情境由特殊到一般的變化中，分析問題的思路不變，但是細(xì)節(jié)上有很大的不同。

【例題4】一條長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕細(xì)繩一端固定，另一端拴一個(gè)質(zhì)量為m的小球，若要小球恰好能在豎直平面內(nèi)完成完整的圓周運(yùn)動(dòng)，問小球在最低的速度至少為多大？

變式1：如果把上述裝置放在光滑斜面上，讓小球做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，小球在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的速度分別為多少？（斜面傾角為30°）

變式2：若給小球帶上電荷+q，

（1）放在E=mg/q，方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，還讓小球在豎直平面內(nèi)完成完整的圓周運(yùn)動(dòng)，問小球在最低的速度至少為多大？

（2）放在E=mg/q，方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，小球還能在最低點(diǎn)平衡嗎？若不能，找出其平衡位置。若在其平衡位置給小球一個(gè)初速度，它仍能在豎直平面完成完整的圓周運(yùn)動(dòng)，則初速度該為多少？

（3）放在E=mg/q，方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，在最低點(diǎn)給小球一個(gè)初速度小球?qū)⒆鍪裁催\(yùn)動(dòng)？

（4）放在E=3 mg/q，方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，小球的平衡位置在哪里？能在豎直平面完成完整的圓周運(yùn)動(dòng)，則初速度又該為多少？在哪個(gè)位置速度最?。?/p>

這樣改編的意圖，是讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)到小球有最大速度并不一定在最低點(diǎn)，再通過等效和類比的方法讓學(xué)生找出改編之后小球的平衡位置和具有最小速度的位置，進(jìn)一步引出等效重力場(chǎng)的概念，讓學(xué)生能理解幾何最高點(diǎn)和物理的最高點(diǎn)，在學(xué)生頭腦中建構(gòu)形成一個(gè)更一般的物理模型。

3.3? 其余變式

變式的方式可以多種多樣，如從一種題型延伸到類似的題型，例如將比較不同衛(wèi)星的線速度大小，變式為比較赤道上的建筑物和近地衛(wèi)星的線速度大小，使學(xué)生對(duì)做圓周運(yùn)動(dòng)物體向心力的來源理解更深刻。又如從不同的角度提出問題，例如將可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊，輕放到傳送帶的左側(cè)，被傳送到右側(cè)，求物塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可以變式為求摩擦力做功，摩擦生熱，以及電動(dòng)機(jī)多做的功等等。

4? 高中物理作業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)以形式多樣為突破

4.1? 自主探究類作業(yè)

讓學(xué)生會(huì)學(xué)樂學(xué)是物理教學(xué)的重要目標(biāo)，可以多鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)。教師在進(jìn)行作業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，可適當(dāng)設(shè)計(jì)適合學(xué)生的探究性作業(yè)，在培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的同時(shí)，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。如在學(xué)習(xí)超重與失重前，可以提前布置這樣的學(xué)習(xí)任務(wù)：（1）請(qǐng)你在家，站在體重計(jì)上，用手機(jī)拍下下蹲、起立和靜止不動(dòng)時(shí)，體重計(jì)的示數(shù)，思考示數(shù)變化的原因（2）請(qǐng)你將體重計(jì)搬到電梯上，讓電梯從一樓往上升，拍下電梯上升過程體重計(jì)示數(shù)的變化，思考示數(shù)變化的原因。通過自主探究讓學(xué)生了解生活中處處是物理，物理更能解釋生活。

如學(xué)完自由落體運(yùn)動(dòng)后，教師準(zhǔn)備一把長(zhǎng)度50 cm的刻度尺，告訴同學(xué)們，教師手中的尺子很神奇，它除了能測(cè)量長(zhǎng)度，還能測(cè)量時(shí)間，并且能測(cè)出你們大腦的反應(yīng)時(shí)間？你們知道如何測(cè)嗎？讓學(xué)生通過合作探究測(cè)量自己的反應(yīng)時(shí)間。再如學(xué)習(xí)了勢(shì)能的改變后，可以布置這樣的探究作業(yè)：為什么不能高空拋物，讓學(xué)生通過合作學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，通過定量計(jì)算得出一個(gè)雞蛋的威力，呼吁大家不能高空拋物，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和應(yīng)用物理知識(shí)的意識(shí)，踐行從物理走向社會(huì)的理念。因此，根據(jù)實(shí)際學(xué)習(xí)內(nèi)容，設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)淖灾魈骄?、合作探究的作業(yè)，有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握，還能拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)方法，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

4.2? 開放類作業(yè)

開放類作業(yè)是未知結(jié)果，結(jié)題方法多樣，答案不唯一的作業(yè)。開放性作業(yè)通過發(fā)散思維，既能培養(yǎng)利用物理知識(shí)解決問題的能力又能啟發(fā)學(xué)生思考，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。通過開放性問題引導(dǎo)學(xué)生從不同角度思考解決問題，體驗(yàn)物理知識(shí)的構(gòu)建過程，提高學(xué)生物理學(xué)科的思維能力。如學(xué)完圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，可以設(shè)計(jì)這樣的開放性問題：請(qǐng)你觀察生活中的變速自行車，思考它的工作原理，編制幾個(gè)能用圓周運(yùn)動(dòng)解決的題目，并請(qǐng)小組成員進(jìn)行解答。這個(gè)開放性作業(yè)要求學(xué)生不僅要熟悉圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，還要會(huì)用圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)解決實(shí)際問題。通過這樣的開放性作業(yè)，引導(dǎo)班級(jí)學(xué)生分組進(jìn)行共享與協(xié)作學(xué)習(xí)，這樣不僅可以鞏固所學(xué)物理知識(shí)，還能激發(fā)學(xué)生主動(dòng)積極的完成作業(yè)。再如，在講到勢(shì)能的改變時(shí)，就可以設(shè)計(jì)這樣的開放性問題：觀察圖2第一次讓質(zhì)量相同的小球從不同的高度下落到彈簧上（ m1=m2=m，? h1

4.3? 實(shí)踐類作業(yè)

實(shí)踐即在體驗(yàn)中感受物理，能用物理知識(shí)解釋生活是物理核心素養(yǎng)的目標(biāo)，高中物理有很多知識(shí)來源于生活，同時(shí)又能解決許多實(shí)際問題。比如在學(xué)習(xí)了游標(biāo)卡尺可以精確的測(cè)量長(zhǎng)度后，讓學(xué)生課后自己選材制作游標(biāo)卡尺，通過親身體驗(yàn)制作的過程，深刻理解游標(biāo)卡尺的刻度原理后進(jìn)一步增強(qiáng)正確讀數(shù)的能力（如圖4）。在學(xué)習(xí)了力的合成和分解要比較合力與分力大小關(guān)系時(shí)，可以讓學(xué)生自制平行四邊形定則演示儀，更好的理解合力和分力的關(guān)系（如圖5）。再如在學(xué)習(xí)了豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)后，讓學(xué)生用紙杯、細(xì)繩制作水流星，通過體驗(yàn)轉(zhuǎn)動(dòng)速度的快慢，解釋最高點(diǎn)水不會(huì)流出來的原因。通過重心的特點(diǎn)自制不倒翁。分析蹦極過程的物理知識(shí)，解釋為什么有許多人不能參加蹦極運(yùn)動(dòng)。在學(xué)習(xí)了動(dòng)量定理以后，就可以解釋駕駛員開車為什么一定要系安全帶、雞蛋落到水泥地面上比落到草地上更易碎等等。這樣的實(shí)踐類問題可以使學(xué)生更深刻理解物理知識(shí)源于生活同時(shí)又服務(wù)于我們的生活，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

總之，作業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)該要以高中物理核心素養(yǎng)為目標(biāo)，在關(guān)注基礎(chǔ)，注重分層，突出變式，突破形式等方面下功夫，達(dá)到輕負(fù)增效，為確實(shí)提高學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)，為國(guó)家提出的雙減目標(biāo)落到實(shí)處做出貢獻(xiàn)。

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