基于核心素養(yǎng)提升的高中物理作業(yè)設(shè)計

崔新崗　談馬平

【摘要】“雙減”背景下，如何才能真正地減輕學(xué)生的作業(yè)負擔(dān)，不是單純地從作業(yè)數(shù)量上減少，更重要的是教師要從布置作業(yè)的質(zhì)量上下功夫.而作業(yè)是學(xué)生提升核心素養(yǎng)、提高學(xué)習(xí)成績最關(guān)鍵的途徑之一，本文從物理學(xué)科核心素養(yǎng)的四個維度“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”和“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”等入手，以“動能和動能定理”教學(xué)為例，探討高中物理作業(yè)設(shè)計的技巧，以期為高中物理教學(xué)中“雙減”工作的落實提供參考.

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

1 形成物理觀念，鍛煉科學(xué)思維

例1 某同學(xué)制作了一電動汽車模型，稱得其質(zhì)量m=2kg，將其放置在水平地面上，打開電動汽車模型的開關(guān)后，電動汽車模型在F=6N的水平牽引力作用下由靜止開始做勻加速運動，發(fā)生位移l=9m時，速度達到v=6m/s，已知電動汽車模型受到的摩擦力為車重力的0.1倍，重力加速度g取10m/s2.則這段時間內(nèi)電動汽車模型（）

（A）所受合力做的功為6J.

（B）所受合力做的功為36J.

（C）動能的增加量為36J.

（D）動能的增加量為6J.

解 根據(jù)力對物體做功的定義，

W合=F－f·l=F－0.1mg·l=36J，（A）錯誤，（B）正確；

動能的增加量ΔEk=（1/2）mv2=36J，故（C）正確，（D）錯誤.

設(shè)計意圖 這是一道非?；A(chǔ)的作業(yè)題，通過課堂上的學(xué)習(xí)，幾乎所有的學(xué)生都能解出答案，培養(yǎng)學(xué)生的參與意識和自信心.通過試題內(nèi)容進一步分析，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)，合力做的功等于動能的增加量，即W合=ΔEk，使學(xué)生初步形成了物理觀念，鍛煉深度思考的科學(xué)思維.

2 引導(dǎo)觀察和實驗，培養(yǎng)科學(xué)探究習(xí)慣

例2 鋼珠彈和彈弓屬于有可能危機乘客安全的物品，動車和飛機上嚴禁攜帶這類物品.某物理實驗興趣小組欲利用家用電子秤和智能手機的頻閃照相機測量彈弓射出的鋼珠彈的初動能，具體實驗操作步驟如下：

（1）用家用電子秤稱出鋼珠彈的質(zhì)量m；

（2）在已畫好的背景方格紙（豎直放置）前使用彈弓水平發(fā)射鋼珠彈，使用頻閃照相機（每隔相等時間T拍一次照片）拍攝鋼珠彈在空中的位置.如圖1所示為鋼珠彈運動過程中頻閃照片的一部分，圖中背景方格的邊長為d，重力加速度為g，那么：

①照相機的頻閃周期T=____（用題目中給定的字母表示）；

②鋼珠彈的初動能Ek=____（用題目中給定的字母表示）；

③如果用彈弓發(fā)射鋼珠彈時，將鋼珠彈偏離水平方向向上少許發(fā)射出，則測得鋼珠彈的初動能將____.

（A）一定偏大.（B）一定偏小.

（C）可能偏大.（D）可能偏小.

解 ①鋼珠彈發(fā)射后，在空中做平拋運動，在豎直方向上做自由落體運動，

則有Δy=2d=gT2，

解得頻閃周期為T=2d/g.

②鋼珠彈發(fā)射后，在水平方向上做勻速直線運動，有3d=v0T，

可得鋼珠彈的初速度v0=9gd/2，

則鋼珠彈的初動能Ek=1/2mv20=9/4mgd.

③若彈弓發(fā)射鋼珠彈時偏離水平方向向上，則鋼珠彈的實際初速度v實>v0，鋼珠彈的實際初動能滿足E實=1/2mv2實>1/2mv20，則測得鋼珠彈的初動能將一定偏小.

設(shè)計意圖 本題綜合性較強，將已學(xué)過的平拋運動與動能結(jié)合，訓(xùn)練學(xué)生的綜合能力和科學(xué)思維能力，通過觀察、實驗、論證和解釋，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究習(xí)慣.

3 認清科學(xué)本質(zhì)，培養(yǎng)良好的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

例3 2023年5月28日上午，東航使用C919國產(chǎn)大飛機完成了國內(nèi)商業(yè)航班的首航.如圖2所示是C919在水平跑道上滑跑試飛的場景.當(dāng)發(fā)動機提供2.1×105N的牽引力時，C919滑跑1.6×103m即可離地起飛.將滑跑過程視為初速度為零的勻加速直線運動，已知飛機的質(zhì)量約為7.0×104kg，受到的阻力恒為其重力的0.1倍，則C919起飛的速度約為（）

（A）57m/s.（B）80m/s.

（C）89m/s.（D）113m/s.

解 根據(jù)題意，利用動能定理，有

（F－f）s=1/2mv2－0，

而f=0.1mg，代入數(shù)據(jù)，

解得v=80m/s，故選（B）.

設(shè)計意圖 本題是一道基礎(chǔ)題，對于高一學(xué)生而言，學(xué)習(xí)動能定理后，不會將所學(xué)知識應(yīng)用到日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中去，這樣看似簡單的作業(yè)題，有部分學(xué)生還是無從下手.通過本題的訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生從“解題”到“解決問題”轉(zhuǎn)變.C919國產(chǎn)大飛機的商用，突破了國家部分卡脖子技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生不斷努力和創(chuàng)新，肩負起民族復(fù)興之大任，培養(yǎng)了學(xué)生的民族自信心和自豪感.

4 結(jié)語

在“雙減”背景下的作業(yè)設(shè)計，要減輕學(xué)生作業(yè)負擔(dān)，但絕不是單純地減少作業(yè)數(shù)量，更關(guān)鍵的是要對作業(yè)進行優(yōu)化設(shè)計，在核心素養(yǎng)的導(dǎo)向下提升作業(yè)的質(zhì)量.作業(yè)設(shè)計時，教師要遵循高中物理學(xué)科的特點和學(xué)生的成長規(guī)律，精心分層設(shè)計物理作業(yè)內(nèi)容，加強作業(yè)的反饋指導(dǎo)等途徑，提升物理作業(yè)的鞏固率.合理、高效的作業(yè)設(shè)計是落實國家“雙減”政策和提高教學(xué)質(zhì)量的重要舉措，可以提升學(xué)生物理核心素養(yǎng)，達到減負增效的目的.

【本文系蘭州市“十四五”規(guī)劃2021年“雙減”專項課題《“雙減”背景下核心素養(yǎng)導(dǎo)向的中學(xué)物理單元作業(yè)設(shè)計實踐研究》（LZ[2021]SJZX16）的階段性成果】

參考文獻：

[1]邵友娣，李喆，陳玲等.凸顯物理學(xué)科核心素養(yǎng)的作業(yè)設(shè)計——以滬科版高中物理“牛頓運動定律”單元為例[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2022，51（26）：4-7.

[2]侯宏.基于學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的高中物理作業(yè)設(shè)計[J].中學(xué)理科園地，2022，18（03）：6-8.

[3]陳希.基于高中物理核心素養(yǎng)的單元作業(yè)設(shè)計初探[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2022，51（09）：18-20.

[4]李曉蓮.基于核心素養(yǎng)的高中物理單元作業(yè)設(shè)計策略[J].中學(xué)生數(shù)理化（教與學(xué)），2020（04）：17.

[5]袁曉芬.指向核心素養(yǎng)培育的高中物理學(xué)科單元活動類作業(yè)設(shè)計[J].上海課程教學(xué)研究，2021（Z1）：65-69.