基于跨學科實踐的初中物理單元長作業(yè)設計

吳菁華

（海安市紫石中學，江蘇 南通 226600）

0 引言

作業(yè)是學習的重要組成部分，對學生學習有診斷、指導、激勵和導向作用[1]。初中物理作業(yè)由兩部分構成：第一部分是課時作業(yè)，安排在每一課時結束時，目的是強化基礎知識；第二部分是單元作業(yè)，安排在單元復習教學后，目的是構建知識體系。這兩類作業(yè)重理論輕實踐，對學生實踐能力發(fā)展的促進作用較小。針對這兩種作業(yè)的不足，基于跨學科實踐的單元長作業(yè)應運而生。

1 單元長作業(yè)概念

初中物理實踐作業(yè)，是指學生在學習初中物理的過程中，基于問題和任務驅動的有指導、有一定挑戰(zhàn)的自主學習活動[2]?；诳鐚W科實踐的單元長作業(yè)由實踐作業(yè)發(fā)展而來，它的核心在于“跨學科”和“長”。“跨學科”是指作業(yè)不再局限于物理知識，而是拓展到語文、英語、數學、工程、計算機等其他學科知識。這種作業(yè)綜合性強，可以全面地發(fā)展學生的綜合素養(yǎng)?！翱鐚W科”這一特點符合初中物理教學目標的需求。初中物理是基礎性的理科學科，知識的深度并不大，但是具有一定廣度，要求學生將其他學科的知識和物理知識融合起來。“長”是指初學生完成作業(yè)的周期較長。課時作業(yè)和單元作業(yè)作業(yè)量比較好控制，學生完成時間固定，學生做作業(yè)過程中表現出的差異較小。長作業(yè)改變了傳統作業(yè)模式，它要求學生利用日常生活中的時間來開展實踐活動，借助跨學科知識解決問題，完成作業(yè)。因為這種作業(yè)完成周期較長，需要學生統籌安排作業(yè)時間，培養(yǎng)了學生的自主學習能力?；诳鐚W科實踐的單元長作業(yè)一般安排在單元復習后，學生利用課外時間在一定周期內完成。單元長作業(yè)并不排斥課時作業(yè)和單元作業(yè)，它可以被當成傳統作業(yè)形式的有益補充。加入了基于跨學科實踐的單元長作業(yè)，初中物理作業(yè)體系將更為合理、有效。

2 單元長作業(yè)目標

單元長作業(yè)的設計應該從作業(yè)目標的制定入手。作業(yè)目標是指通過作業(yè)能夠發(fā)展學生具體能力的描述，它是單元長作業(yè)設計的基礎。教師所制定的單元長作業(yè)目標應該具體、可行。具體是指作業(yè)目標比較詳細，可以作為單元長作業(yè)設計的依據。這就需要教師根據教學內容制定長作業(yè)的目標。有效是指作業(yè)目標可以實現。如果單元長作業(yè)的目標無法實現，它將不能指導單元長作業(yè)的設計。教師所制定的長作業(yè)目標符合學生的能力特點，學生可以借助生活中的資源完成長作業(yè)中的各項任務。《聲現象》是蘇教版初中物理八年級上冊的第一個單元，也是學生接觸物理學習的第一個主題。下面以本單元來說明單元長作業(yè)目標的制定。

長作業(yè)目標一：使用敲、撥、吹等方法使生活中的各種物品發(fā)出聲音，體會聲音是由物體振動產生的這一規(guī)律。選擇一種聲音，利用固體、液體、氣體將這種聲音傳到遠處，使學生認識到聲音的傳播需要介質這一規(guī)律。通過實踐活動培養(yǎng)學生的物質觀念和能量觀念。周期：3 天。

長作業(yè)目標二：使用生活中的物品制作一架“古琴”，彈奏“古琴”發(fā)出不同聲音；使用小藥瓶制作“水瓶琴”，吹“水瓶琴”使其發(fā)出不同聲音。通過小制作使學生認識到響度和音調的不同。使用手機APP 錄制“古琴”和“水瓶琴”發(fā)出的聲音，使用電腦軟件CoolEdit 觀察“古琴”和“水瓶琴”聲音的波形。通過實踐發(fā)展學生的信息能力。周期：5 天。

長作業(yè)目標三：查閱資料，了解噪聲污染的危害；使用手機中的噪聲測試軟件測試不同場所噪聲的分貝數；撰寫一篇小論文，提出解決噪聲污染的具體方法。進行綜合實踐活動，探究各種材料的隔聲能力。通過實踐樹立學生的環(huán)境保護意識，提升學生的社會責任感。周期：5 天。

長作業(yè)目標四：利用網絡查閱超聲波和次聲波的生產、生活、軍事應用，制作一份PPT 課件，在課堂上匯報調查結果。通過實踐，發(fā)展學生的物理應用意識。周期3 天。

3 單元長作業(yè)內容

單元長作業(yè)是跨學科的，學生需要將多門學科的知識融合起來，去解決問題。根據單元長作業(yè)的目標，教師設計單元長作業(yè)的具體內容，并作為任務布置給學生。

3.1 長作業(yè)內容一：（針對章節(jié)：聲音是什么？）

通過課堂學習，學生已經知道聲音是由于物體振動而產生的。但是，學生對日常生活中的各種發(fā)聲物體缺乏必要的觀察。讓學生采用各種方法讓生活中的物品發(fā)出聲音。學生在這個過程中可以真切地感受到聲音是由于物體振動而發(fā)出的。如，學生使用筷子敲擊瓷碗發(fā)出聲音。學生用手觸摸瓷碗，能夠感受到瓷碗在振動。如果用手捏一下瓷碗，瓷碗停止振動，它則不再發(fā)出聲音。學生撥動鋼尺，鋼尺發(fā)出聲音，學生可以看到鋼尺在振動。如果用手捏一下鋼尺，鋼尺停止振動，不再發(fā)出聲音。讓學生體驗聲音在各種介質中的傳播。這個過程一方面讓學生認識到聲音可以在固體、液體、氣體中傳播，同時可以引導學生推斷出聲音在真空中無法傳播的結論。如，一名學生敲擊桌子，另外一名學生將耳朵貼在桌子的其他位置聽聲音。學生可以感受到聲音通過桌子傳到了他的耳中。如果傳播聲音的介質較長，學生可能聽到兩個聲音。一個聲音是介質傳播過來的，另一個聲音是空氣傳播過來的。

3.2 長作業(yè)內容二：（針對章節(jié)：樂音的特征）

讓學生制作了一架“古琴”。學生可以在一塊木板上面釘上釘子，兩個釘子為一組，不同組內的兩顆釘子的距離不一樣。在所有組的兩顆釘子上系上橡皮筋。學生撥動橡皮筋可以發(fā)出聲音。由于這些橡皮筋的長度存在差異，發(fā)出的聲音音調不一樣。學生可以將不同聲音的音調和橡皮筋的長度聯系起來。讓學生制作了一架“水瓶琴”。學生使用小藥瓶或者飲料瓶來制作，各個瓶子中裝水的高度不一樣，如圖1 所示。學生可以使用敲擊或者從瓶口吹氣的方法使瓶子發(fā)出聲音。敲擊瓶子使瓶體發(fā)出聲音，從瓶口吹氣使瓶子中的空氣柱發(fā)出聲音。學生可以觀察音調和瓶體長度或者空氣柱長度的關系。要求學生使用手機APP 錄制“古琴”和“水瓶琴”發(fā)出的聲音，并且導入到電腦中，使用電腦中的聲音編輯軟件CoolEdit 觀察波形。通過觀察波形，學生發(fā)現不同音調的聲音頻率存在著差異，因此聲音的音調是由頻率決定的。學生還可以觀察到響度較大的聲音波形幅度較大，說明了響度和聲音的振動幅度存在著關系。

圖1 水瓶琴

3.3 長作業(yè)內容三：（針對章節(jié)：噪聲及其控制）

要求學生利用互聯網查詢和聲音污染相關信息。學生借助搜索引擎，輸入關鍵詞“噪聲污染”，查詢相關信息。學生可以了解到噪聲污染的概念，噪聲污染的危害，防止噪聲污染的方法等信息。要求學生使用手機中的聲音測試軟件，測試不同場所聲音的分貝數，如圖2 所示。學生可以在街道上、教室里、廣場上測試聲音的分貝數。通過這個活動，學生可以對噪聲的響度有直觀的了解。要求學生通過實驗研究各種材料的隔聲能力。這是綜合實踐中的活動。將這個綜合實踐活動放在單元長作業(yè)中可以促進綜合實踐活動的有效實施。這個綜合實踐活動可以引發(fā)學生對防止噪聲污染的思考。要求學生寫一篇有關噪聲防止的小論文。學生寫作小論文時需要將大量信息融合起來，并提取最有價值的信息，有助于發(fā)展學生的探究能力。

圖2 聲音測試軟件界面

3.3 長作業(yè)內容四：（針對章節(jié)：人耳聽不見的聲音）

要求學生了解超聲波和次聲波的概念。學生通過網絡搜索或者閱讀圖書了解超聲波和次聲波。學生可以了解到超聲波是頻率超過20000 Hz 的聲波，次聲波是頻率低于20 Hz 的聲波。人耳能夠分辨的聲音頻率在20 Hz 到20000 Hz 之間，因此超聲波和次聲波都是人耳聽不見的聲音。要求學生查閱資料了解超聲波和次聲波的應用。超聲波有許多應用，比如醫(yī)院中的B 超。次聲波也有許多應用，比如預測自然界的自然災害。通過閱讀資料，學生了解到物理學的重要價值，激發(fā)了學生學習物理的內在動機。要求學生制作一份用以匯報的PPT。學生將收集到的資料整理起來，提取出核心內容，呈現在PPT 中。這個過程進一步發(fā)展了學生概括和抽象能力。

4 單元長作業(yè)評價

基于跨學科的初中物理長作業(yè)和傳統的紙筆作業(yè)有許多不同，教師不能再使用正確和錯誤來評判學生的作業(yè)完成情況。因此，教師要采用新的、有效的評價方式。教師可以采用的評價方式有自評、互評、師評等。為了更好地幫助學生自評和互評，教師可以設計評價表格，將評價過程細化。比如，對于學生收集信息過程的評價，教師可以設計四條評價細則：（1）能充分地收集相關的信息；（2）能對所收集的信息進行歸類、比較；（3）能夠提取出有價值的信息；（4）能夠采用合適的方式呈現信息。學生在評價的時候可以使用星級對細則進行打分。最低星級為一顆星，最高星級為五顆星。師評是教師對學生的評價。因為教師的學習經驗比較豐富，教師可以對學生的長作業(yè)進行描述性評價，即教師說出學生長作業(yè)的優(yōu)點和不足。

5 結語

初中物理學科是一門以實驗為基礎的學科，大部分初中學生正處于從形象思維向抽象思維的過渡階段[3]。基于跨學科實踐的初中物理長作業(yè)可以滿足學生思維發(fā)展的需要。單元長作業(yè)可以配合常規(guī)作業(yè)，提升學生的綜合素養(yǎng)，幫助學生全面發(fā)展。教師要重視長作業(yè)的設計，選擇合適的作業(yè)主題，制定合適的目標，設計適合的內容。長作業(yè)的周期較長，學生可以有充分的時間去實踐探究。教師要對學生的長作業(yè)進行過程性評價和總結性評價，為學生提供必要的反饋。