指向核心素養(yǎng)的初中物理作業(yè)設(shè)計的策略及建議

許 靜

天津師范大學(xué)教育學(xué)部，天津 300387

作業(yè)是學(xué)與教過程中的重要組成部分，是實現(xiàn)物理課程育人功能的重要環(huán)節(jié)。提高作業(yè)設(shè)計的質(zhì)量，發(fā)揮作業(yè)評價的育人功能，能更有效地促進學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。以下從作業(yè)設(shè)計的依據(jù)、作業(yè)設(shè)計的思考及案例分析、作業(yè)設(shè)計的建議三方面討論如何設(shè)計體現(xiàn)核心素養(yǎng)的物理作業(yè)。

1 指向核心素養(yǎng)的物理作業(yè)設(shè)計依據(jù)

面對作業(yè)設(shè)計質(zhì)量不高、作業(yè)負擔(dān)重、作業(yè)功能未能充分發(fā)揮等現(xiàn)實問題，明確作業(yè)設(shè)計的依據(jù)，能為系統(tǒng)有效地開展作業(yè)設(shè)計指明方向。

1.1 國家相關(guān)文件對作業(yè)設(shè)計提出要求

2019年6月，中共中央、國務(wù)院發(fā)布的《關(guān)于深化教育教學(xué)改革全面提高義務(wù)教育質(zhì)量的意見》［1］指出：促進學(xué)生完成好基礎(chǔ)性作業(yè)，強化實踐性作業(yè)，探索彈性作業(yè)和跨學(xué)科作業(yè)，不斷提高作業(yè)設(shè)計質(zhì)量。2021年4月，教育部辦公廳發(fā)布《關(guān)于加強義務(wù)教育學(xué)校作業(yè)管理的通知》［2］，該文件是我國首次頒布的有關(guān)作業(yè)管理的專門化文件，對加強義務(wù)教育階段學(xué)校的作業(yè)管理提出要求。同年7月，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于進一步減輕義務(wù)教育階段學(xué)生作業(yè)負擔(dān)和校外培訓(xùn)負擔(dān)的意見》［3］，明確指出應(yīng)發(fā)揮作業(yè)的功能，系統(tǒng)設(shè)計體現(xiàn)素質(zhì)教育導(dǎo)向的形式靈活、內(nèi)容豐富、類型多樣的作業(yè)。以上三個文件從把握作業(yè)育人功能、創(chuàng)新作業(yè)類型方式、提高作業(yè)設(shè)計質(zhì)量等方面對加強作業(yè)設(shè)計提出了總體要求。

1.2 課標(biāo)對作業(yè)設(shè)計的相關(guān)要求

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱“2022 版課標(biāo)”）的評價建議明確指出［4］：作業(yè)評價旨在促進學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展，避免單一的作業(yè)類型，兼顧基礎(chǔ)性作業(yè)和探究性、實踐性作業(yè)，注重評價學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)成果，充分發(fā)揮不同類型作業(yè)的育人功能。學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是作業(yè)設(shè)計的依據(jù)。義務(wù)教育階段的物理學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是以物理課程要培養(yǎng)的核心素養(yǎng)中的“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”為主要維度，結(jié)合課程內(nèi)容要求，總體描述學(xué)生的學(xué)業(yè)成就具體表現(xiàn)特征。因此，作業(yè)設(shè)計應(yīng)指向課程育人目標(biāo)，關(guān)注學(xué)生對物理概念和規(guī)律的掌握，關(guān)注學(xué)生在解決物理問題中核心素養(yǎng)四個方面的不同表現(xiàn)，并依據(jù)學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中描述的素養(yǎng)行為特征及要求，設(shè)計有利于培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的作業(yè)。

1.3 課標(biāo)實施情況的相關(guān)調(diào)研

課標(biāo)組在課標(biāo)修訂前進行了2011版課標(biāo)實施情況的調(diào)研，重點了解其在實施中取得的成效、存在的問題等。其中與作業(yè)情況相關(guān)的調(diào)研結(jié)果表明［5］：物理家庭作業(yè)類型多樣、作業(yè)量適中，但學(xué)生作業(yè)興趣不高，喜歡和不喜歡做物理作業(yè)的學(xué)生各占50%；教師布置的作業(yè)類型主要是選擇題、計算題、思考題，占比約75%，動手做和論述題偏少；學(xué)生對于五種類型作業(yè)的喜歡程度均等，例如學(xué)生認(rèn)為動手做能增強實踐能力，更好地理解學(xué)習(xí)內(nèi)容?？傮w看，作業(yè)類型方式有待改進，調(diào)研獲得的信息也為作業(yè)設(shè)計提供了依據(jù)。

2 物理作業(yè)設(shè)計的思考及案例分析

依據(jù)國家政策、課標(biāo)要求以及實施調(diào)研，為全面提高教育教學(xué)質(zhì)量，應(yīng)科學(xué)合理、適切有效地進行作業(yè)設(shè)計。作業(yè)設(shè)計應(yīng)圍繞學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展，結(jié)合課程內(nèi)容，以階段性學(xué)業(yè)要求和學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，把握學(xué)情，關(guān)注學(xué)生在問題解決過程中核心素養(yǎng)四個方面的表現(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識解決實際問題的能力，更好地發(fā)揮作業(yè)的鞏固與應(yīng)用、診斷與改進、培養(yǎng)與發(fā)展的育人功能。下面以“浮力”相關(guān)內(nèi)容為例，從優(yōu)化基礎(chǔ)性作業(yè)、加強實踐性作業(yè)兩個方面來展示指向核心素養(yǎng)的作業(yè)設(shè)計的思考。

2.1 優(yōu)化基礎(chǔ)性作業(yè)設(shè)計

基礎(chǔ)性作業(yè)旨在鞏固基礎(chǔ)知識和基本技能，側(cè)重幫助學(xué)生運用所學(xué)物理概念和規(guī)律解釋自然現(xiàn)象、解決實際問題，鞏固和深化對學(xué)習(xí)內(nèi)容及物理學(xué)思想與方法的理解，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。

2.1.1 題型創(chuàng)新設(shè)計

案例 1如圖1所示，用同一支密度計分別測量甲、乙兩種液體的密度，下列說法正確的是（ ）

圖1 測量密度示意圖

A.密度計在乙液體中所受的浮力大

B.甲液體的密度大于乙液體的密度

C.密度計上的刻度值上大下小

D.密度計在甲、乙兩種液體中所受的浮力相等

案例1對應(yīng)的課標(biāo)內(nèi)容要求是“2.2.4了解同一直線上的二力合成。知道二力平衡條件”“2.2.9知道阿基米德原理，能運用物體的浮沉條件說明生產(chǎn)生活中的有關(guān)現(xiàn)象”。解答中需要綜合運用二力平衡條件和阿基米德原理，解決常見的物理問題。在熟悉的情境中，能用字母符號建立數(shù)學(xué)表達式進行推理，比較甲、乙兩種液體的密度大小，這是科學(xué)推理行為的素養(yǎng)表現(xiàn)。通過比較甲、乙兩種液體的密度，能從信息中尋找證據(jù)，進行論證，說明密度計的刻度值分布特點，這是科學(xué)論證行為的素養(yǎng)表現(xiàn)。這表明學(xué)生是否能正確解答題目取決于其是否具備相關(guān)的素養(yǎng)。

選擇題是物理作業(yè)中的常見題型，但選項結(jié)果只能獲取學(xué)生作答結(jié)果的對錯信息，無法收集學(xué)生在問題解決中的素養(yǎng)表現(xiàn)特征，不能診斷學(xué)生學(xué)習(xí)中可能存在的問題，易忽視學(xué)生良好思維習(xí)慣的養(yǎng)成。如何獲取學(xué)生在問題解決中的素養(yǎng)行為表現(xiàn)信息呢？為了讓學(xué)生展示在解答過程中是如何思考的，可以在原題的基礎(chǔ)上進行創(chuàng)編，如在第四個選項后增加“請說明理由”。要求學(xué)生在選出選項后說明解答理由，由封閉性題目到半開放題目，將選擇題改編為選擇說明題，這是對題型創(chuàng)新的積極探索，可以實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的功能。

創(chuàng)編后的作業(yè)關(guān)注學(xué)生在問題解決過程中的思維方式，關(guān)注對學(xué)習(xí)過程的評價。具體而言，一方面，學(xué)生通過書面形式進行信息交流，用科學(xué)語言闡釋問題，能厘清解題思維的發(fā)展過程，知曉僅僅獲得答案是不夠的；另一方面，教師能獲取學(xué)生在問題解決過程中的科學(xué)推理、科學(xué)論證的素養(yǎng)表現(xiàn)信息，判斷學(xué)生是否能運用所學(xué)概念和規(guī)律解決實際問題，是否能進行推理和論證，同時能發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在的問題和不足，檢測學(xué)習(xí)效果，為改進教學(xué)提供依據(jù)。

2.1.2 多角度設(shè)計問題

案例2①自由漂浮于海面上的冰山僅僅露出“冰山一角”，它把巨大身軀隱藏在海面下，對遠航的輪船形成潛在威脅。為研究方便，假設(shè)冰山和海水的密度分別為：ρ1=0.9×103kg/m3，ρ2=1.05×103kg/m3。

（1）解釋冰山漂浮在海面上的原因；

（2）計算冰山露出海面的體積占冰山總體積的比例。

案例2需要運用二力平衡、浮力等知識解決實際問題，用物理學(xué)視角觀察、分析自然現(xiàn)象，綜合運用所學(xué)概念和規(guī)律解決問題。解答中需要能運用二力平衡條件、阿基米德原理進行推理計算，計算冰山露出海面部分與海面以下部分的體積之比，解釋為何冰山只露出“一角”，這是科學(xué)推理行為的素養(yǎng)表現(xiàn)。

計算題也是物理作業(yè)中的常見題型，題目解答能幫助學(xué)生運用物理概念和規(guī)律解決問題，教師能收集學(xué)生在問題解決過程中的素養(yǎng)表現(xiàn)特征，診斷學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的問題。題目情境設(shè)計真實、適切，注重培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力，落實“從生活走向物理，從物理走向社會”的課程理念，與2022版課標(biāo)倡導(dǎo)的問題導(dǎo)向教學(xué)、情境化教學(xué)具有一致性。

冰山融化、全球氣候變暖、能源開發(fā)與利用等是人類生存與發(fā)展面臨的全球性問題，2022版課標(biāo)關(guān)注科學(xué)技術(shù)對自然環(huán)境、人類生活和社會發(fā)展的影響，相關(guān)內(nèi)容要求如表1所示。從表1可見，物質(zhì)、能量、跨學(xué)科實踐三個主題皆涉及環(huán)境保護、能源開發(fā)與利用的相關(guān)內(nèi)容，旨在培養(yǎng)學(xué)生具有關(guān)心和保護環(huán)境的意識，體會節(jié)約能源與可持續(xù)發(fā)展的重要性，促進其科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感的養(yǎng)成。這也表明了物理教育面向未來，注重對學(xué)生的國際視野、全球意識等方面的培養(yǎng)，體現(xiàn)正確的科學(xué)價值觀和人文情懷的導(dǎo)向。

表1 2022版課標(biāo)中涉及環(huán)境保護、能源開發(fā)與利用的相關(guān)內(nèi)容要求

如何將相關(guān)內(nèi)容要求落實到作業(yè)設(shè)計中呢？挖掘情境素材的教育價值，設(shè)計綜合性、開放性問題是切實可行的方法。題目改編后增加兩個問題：

（3）冰山融化是全球氣候變暖的結(jié)果之一。導(dǎo)致全球氣候變暖的原因有哪些？請列舉出你知道的所有原因；

（4）為應(yīng)對全球氣候變暖，請盡可能多地提出你的建議。

兩個問題均圍繞現(xiàn)實生活和社會發(fā)展的熱點問題，多角度設(shè)計問題，問題指向有新意。具體而言，第（3）問要求學(xué)生能面對生活中的現(xiàn)實問題，多層面運用所學(xué)的物理知識進行推理，解釋引起全球氣候變暖的原因，如人們大量使用化石燃料、砍伐森林、排放尾氣等，能量以內(nèi)能的形式被傳遞到大氣中，導(dǎo)致大氣溫度上升，全球變暖。第（4）問要求學(xué)生能認(rèn)識科學(xué)·技術(shù)·社會·環(huán)境的關(guān)系，答案不唯一，如有植樹造林、健康生活方式等。新增的兩個問題都具有一定的開放性，開放性問題能拓展學(xué)生的思維，鼓勵學(xué)生敢于批判質(zhì)疑、對環(huán)境溫度問題發(fā)表見解；分析與能源、環(huán)境有關(guān)的社會問題，能增強學(xué)生綜合解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感，促進可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任擔(dān)當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)，這也是科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的素養(yǎng)表現(xiàn)特征。

2.2 加強實踐性作業(yè)設(shè)計

實驗是重要的實踐形式，也是物理學(xué)習(xí)的重要方式，以實驗為載體的科學(xué)探究是落實核心素養(yǎng)的重要手段和途徑，能促進學(xué)生素養(yǎng)的提升，有利于學(xué)生的全面發(fā)展。2022版課標(biāo)新增“實驗探究”“跨學(xué)科實踐”主題，進一步強調(diào)物理課程的實踐性，就內(nèi)容要求的三級條目而言，超過一半以上的條目提出了通過實驗的方式進行學(xué)習(xí)，各主題的活動建議也呈現(xiàn)了多種多樣的實踐形式，包括實驗操作、社會調(diào)查、設(shè)計與制作、舉辦論壇、科學(xué)閱讀、科學(xué)辯論、撰寫報告等。實踐內(nèi)容豐富多彩，涉及物理學(xué)與生產(chǎn)生活的聯(lián)系、中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化、現(xiàn)代科技發(fā)展成就等。實踐是人類特有的理解世界的方式，物理課程凸顯實踐育人，作業(yè)不應(yīng)僅僅局限于物理習(xí)題的演算，觀察與調(diào)查、研讀科普資料、實踐活動體驗等都應(yīng)成為學(xué)生作業(yè)的一部分，從而凸顯“做中學(xué)”理念的育人價值。

2.2.1 制作類作業(yè)設(shè)計

案例3用圓珠筆管等材料設(shè)計并制作一個簡易密度計，將制作好的密度計分別放入清水和鹽水中，密度計靜止時進行標(biāo)度，作為液體的密度。你能解釋簡易密度計的刻度線分布特點嗎？

案例3對應(yīng)的課標(biāo)內(nèi)容要求與案例1相同，不同之處在于作業(yè)形式更加靈活，采用小實驗、小制作的方式讓學(xué)生通過動手操作收集信息，獲取證據(jù)，通過信息比較發(fā)現(xiàn)密度計刻度分布的特點，得到結(jié)論，并對實驗結(jié)果作出解釋。動手實踐、動腦思考的小制作類作業(yè)鼓勵學(xué)生發(fā)揮特長、發(fā)展個性，在掌握所學(xué)知識的基礎(chǔ)上，利用身邊的物品、器具、材料等進行實驗方案設(shè)計、組裝、測試、優(yōu)化，引導(dǎo)學(xué)生做中學(xué)、做中思、做中創(chuàng)，在自主實踐中主動學(xué)習(xí)、獨立思考、大膽設(shè)計、敢于創(chuàng)新，能在解決問題的過程中獲得成就感，培養(yǎng)實踐能力、提升思維品質(zhì)、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

制作類作業(yè)活動成果不同于試題解答為主的作業(yè)形式，其呈現(xiàn)出形式多樣、靈活而豐富的特點，可采用方案設(shè)計、作品或模型、實驗報告、制作過程的視頻資料等形式呈現(xiàn)。作業(yè)評價可根據(jù)物化形式的特點，以成果展示、研討、小型報告會等多種方式組織開展交流活動，采用自評、生生互評、教師評價相結(jié)合的方式，關(guān)注學(xué)生在實踐活動中表現(xiàn)出來的知識理解、技能掌握、能力發(fā)展和學(xué)習(xí)態(tài)度等情況。

2.2.2 社會調(diào)查類作業(yè)設(shè)計

當(dāng)今社會，信息技術(shù)越來越多地應(yīng)用于生產(chǎn)生活，使用信息技術(shù)能增強物理學(xué)習(xí)能力，使物理學(xué)習(xí)變得生動高效。例如，鼓勵學(xué)生上網(wǎng)查詢資料，了解感興趣的科技發(fā)展動態(tài)，運用科技手段等多種方法收集和處理信息、描述和解釋物理問題等。以2022版課標(biāo)中二級主題“機械運動和力”中的部分活動建議為例：查閱資料，了解我國“奮斗者”號載人潛水器的深潛信息，討論影響其所受液體壓強和浮力大小的因素。結(jié)合《浮力》一章的學(xué)習(xí)內(nèi)容，可設(shè)計如下作業(yè)：

案例4查閱資料，解釋我國“奮斗者”號載人潛水器如何實現(xiàn)上浮和下沉，在班級分享交流。

社會調(diào)查是一種重要的實踐方式，通過閱讀資料和分析思考能擴展視野，幫助學(xué)生更好地理解和運用物理知識。體會“奮斗者”號的多項核心深潛技術(shù)是凝聚了中國深潛人的巨大智慧，讓學(xué)生感受我國科技的迅猛發(fā)展、民族的強盛，認(rèn)識物理學(xué)是技術(shù)創(chuàng)新的根基、是科技進步的核心動力，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任感。建議教師安排課堂展示和分享交流活動，讓學(xué)生參與科學(xué)辯論，培養(yǎng)學(xué)生的辯論意識和能力。同伴互評反饋活動能讓學(xué)生體驗真實問題的解決過程、運用科學(xué)概念進行推理、基于證據(jù)進行解釋，從而發(fā)展學(xué)生的批判性思維；同時還能增進學(xué)生間的溝通與交流，理解同伴的觀點及依據(jù)，聽取他人的評價，分享自己的收獲。尊重、信任、協(xié)作等也是面向未來重要的必備品格。

3 指向核心素養(yǎng)的物理作業(yè)設(shè)計的建議

作業(yè)設(shè)計應(yīng)處理好繼承與發(fā)展的關(guān)系，優(yōu)化基礎(chǔ)性作業(yè)、加強實踐性作業(yè)是作業(yè)設(shè)計的積極嘗試和有益探索。在實現(xiàn)鞏固與應(yīng)用、診斷與改進功能的基礎(chǔ)上，更應(yīng)關(guān)注作業(yè)的培養(yǎng)與發(fā)展功能，更加注重學(xué)生的思維發(fā)展、培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、促進交流，這也是設(shè)計體現(xiàn)核心素養(yǎng)的作業(yè)的主旨。教師應(yīng)增強作業(yè)設(shè)計的意識和能力，探索作業(yè)設(shè)計的有效方法，提升作業(yè)設(shè)計質(zhì)量。指向核心素養(yǎng)的作業(yè)設(shè)計的建議如下：

一是理解核心素養(yǎng)內(nèi)涵，關(guān)注學(xué)生在問題解決過程中的素養(yǎng)行為表現(xiàn)，發(fā)揮作業(yè)評價的育人功能，促進學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展。

二是系統(tǒng)化選編、改編、創(chuàng)編符合學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)律、難度適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)性作業(yè)。設(shè)計從易到難的層次分明的課時作業(yè)，側(cè)重作業(yè)的鞏固與應(yīng)用功能。設(shè)計體現(xiàn)綜合強化功能的章末作業(yè)，探索綜合性、開放性問題設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識綜合解決問題的能力和創(chuàng)新思維能力。

三是聯(lián)系實際，設(shè)計情境化作業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生在真實情境中解決問題的能力。情境素材內(nèi)容應(yīng)豐富、真實、可靠、適切。

四是加強實踐性作業(yè)設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。實踐活動類型多樣、形式靈活，通過課內(nèi)學(xué)習(xí)與課外學(xué)習(xí)的融通，滿足不同層次學(xué)生的發(fā)展需要，采取主體多元、形式多樣的方式評價學(xué)生學(xué)業(yè)成果。

注釋：

①本案例由教育部義務(wù)教育物理核心素養(yǎng)測試組提供