基于核心素養(yǎng)的初中物理單元作業(yè)設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)建議
——以滬科版《物理》“多彩的光”為例

■福建省廈門(mén)雙十中學(xué) 胡自會(huì)

本文立足于核心素養(yǎng)背景下的初中物理單元作業(yè)設(shè)計(jì)，從知識(shí)體系完整架構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生物理觀念；布置開(kāi)放式作業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維；實(shí)驗(yàn)作業(yè)合理布置，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探究能力；滲入當(dāng)今生活現(xiàn)狀，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任；構(gòu)建趣味分層作業(yè)，提高學(xué)生主動(dòng)性五個(gè)方面展開(kāi)探究。隨著初中新課標(biāo)的頒布實(shí)施，學(xué)科教學(xué)的重點(diǎn)從知識(shí)的傳授轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰退仞B(yǎng)的培養(yǎng)。在這樣的情況下，如何有效培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)成了提高學(xué)生物理核心素養(yǎng)的關(guān)鍵。單元設(shè)計(jì)作業(yè)是在單元知識(shí)學(xué)習(xí)結(jié)束后，對(duì)各節(jié)凌亂的知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)研究，以幫助學(xué)生形成系統(tǒng)化認(rèn)識(shí)為目標(biāo)的作業(yè)。而在新課改實(shí)施的當(dāng)下，如何在初中物理單元作業(yè)整體設(shè)計(jì)中滲透核心素養(yǎng)也成為教師需要思考的問(wèn)題。

一、知識(shí)體系完整架構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生物理觀念

物理觀念是學(xué)生形成的從物理學(xué)角度對(duì)物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)等的基本認(rèn)識(shí)，是物理概念和規(guī)律在人腦中的升華。物理觀念的培養(yǎng)與物理基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)密不可分，這就需要學(xué)生構(gòu)建完整的物理知識(shí)架構(gòu)和體系。而就單元作業(yè)來(lái)說(shuō)，其本身就有著總結(jié)、以幫助學(xué)生形成系統(tǒng)化認(rèn)識(shí)的作用。思維導(dǎo)圖是將思維具現(xiàn)化的工具，在多種知識(shí)展示的環(huán)節(jié)有著巨大的優(yōu)勢(shì)。故在單元作業(yè)的總體構(gòu)建中，教師需要充分利用思維導(dǎo)圖，以培養(yǎng)學(xué)生物理觀念。

在“多彩的光”這一章的教學(xué)中，教師在每一節(jié)的教學(xué)后讓學(xué)生分別完成光沿直線(xiàn)傳播，光的反射，光的折射等各節(jié)的知識(shí)結(jié)構(gòu)圖。在完成整章的學(xué)習(xí)后，再讓學(xué)生構(gòu)建整章完整的思維導(dǎo)圖，全面認(rèn)識(shí)光的直線(xiàn)傳播，光的反射以及光的折射是光在同種或不同種介質(zhì)傳播時(shí)出現(xiàn)的三種情況。光在傳播過(guò)程中介質(zhì)如果是在透明均勻的介質(zhì)中會(huì)直線(xiàn)傳播；介質(zhì)如果是透明不均勻的介質(zhì)會(huì)發(fā)生折射；介質(zhì)發(fā)生改變是一部分光會(huì)在第二種介質(zhì)表面發(fā)生反射還有一部分光會(huì)進(jìn)入另一種介質(zhì)。如此進(jìn)行分析整理，學(xué)生會(huì)對(duì)“多彩的光”有整體認(rèn)識(shí)，對(duì)光的反射、折射更清晰的認(rèn)識(shí)；對(duì)平面鏡成像和凸透鏡成像的原理有深層次的認(rèn)識(shí)；能更深刻地理解平面鏡成像和凸透鏡成像中像的位置，還能輕松突破人眼在何位置觀察像的難點(diǎn)。通過(guò)思維導(dǎo)圖這一方法，學(xué)生構(gòu)建了完整的知識(shí)架構(gòu)，提升了知識(shí)的直觀性，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生物理觀念有著重要的作用。

二、實(shí)際情景作業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維

所謂科學(xué)思維，指的是學(xué)生正確認(rèn)識(shí)客觀世界的思維和方法。而在現(xiàn)代，理性、創(chuàng)新、開(kāi)放也成為了科學(xué)思維的特征。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，教師所布置的作業(yè)形式較為單一，無(wú)論是在過(guò)程還是結(jié)果上都有著固定的格式，自然無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生理性、開(kāi)放、創(chuàng)新的思維。而在核心素養(yǎng)逐漸受到重視的當(dāng)下，教師則需要布置實(shí)際情景的作業(yè)。學(xué)生完成作業(yè)的時(shí)候需分析實(shí)際問(wèn)題（或教師對(duì)實(shí)際情景適度處理后的問(wèn)題），聯(lián)想或建立物理模型，結(jié)合已學(xué)的物理知識(shí)分析問(wèn)題，從而解決問(wèn)題。通過(guò)完成實(shí)際情景的題目有效促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的提升。以“多彩的光”為例，筆者在每節(jié)的作業(yè)中均設(shè)置實(shí)際情景的題目摘選如表1所示。通過(guò)這樣實(shí)際情景作業(yè)的布置，教師讓學(xué)生從更加廣泛的角度進(jìn)行思考，培養(yǎng)了學(xué)生開(kāi)放、創(chuàng)新的科學(xué)思維，學(xué)生知識(shí)應(yīng)用能力。學(xué)生也更能體會(huì)物理實(shí)用性，提高了學(xué)生完成作業(yè)的興趣，促進(jìn)了學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。

表1

三、課外實(shí)驗(yàn)作業(yè)合理布置，培養(yǎng)科學(xué)探究能力

實(shí)驗(yàn)探究指的是學(xué)生基于生活中現(xiàn)狀提出假設(shè)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，獲取數(shù)據(jù)和證據(jù)，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和證據(jù)分析辨析，得出結(jié)論，進(jìn)行討論等能力，其對(duì)學(xué)生利用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題有著重要的作用。實(shí)踐是獲取知識(shí)的直接途徑，而在學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng)中，實(shí)驗(yàn)是一種有效的方法。這也就需要教師在單元作業(yè)整體設(shè)計(jì)中融入實(shí)驗(yàn)作業(yè)的布置，以有效提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力。課后實(shí)驗(yàn)作業(yè)一般在家中完成。學(xué)生需要根據(jù)教師所給的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，自主地或通過(guò)小組討論制訂合理的科學(xué)探究方案，根據(jù)家中現(xiàn)有的物品，選用合適的物品作為實(shí)驗(yàn)器材，排除一些外界干擾實(shí)驗(yàn)獲得數(shù)據(jù)（或現(xiàn)象），能分析發(fā)現(xiàn)其中規(guī)律，形成合理的結(jié)論。實(shí)驗(yàn)完成后撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告或通過(guò)視頻對(duì)實(shí)驗(yàn)各環(huán)節(jié)進(jìn)行講解說(shuō)明。

筆者在“多彩的光”一章各節(jié)的單元作業(yè)中均有設(shè)置一些課外實(shí)驗(yàn)作業(yè)，例如，在光的反射一節(jié)學(xué)習(xí)完成后，設(shè)計(jì)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生可根據(jù)現(xiàn)有條件進(jìn)行探究。

實(shí)驗(yàn)一：利用家中現(xiàn)有器材制作小孔成像照相機(jī)，分析制作的要點(diǎn)。并探究小孔成像的特點(diǎn)。

實(shí)驗(yàn)二：生活中還有哪些物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中遇到障礙物會(huì)反彈回來(lái)，請(qǐng)結(jié)合光的反射規(guī)律的探究過(guò)程，探究其遇到障礙物之后的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，分析其運(yùn)動(dòng)規(guī)律與光的反射規(guī)律的異同點(diǎn)及可能的原因。

學(xué)生完成作業(yè)后的講評(píng)也是實(shí)驗(yàn)作業(yè)的一部分。在教評(píng)環(huán)節(jié)讓學(xué)生相互交流學(xué)習(xí)，同時(shí)也對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)估，有效地提高了學(xué)生的科學(xué)探究能力。在“雙減”背景下，需減少學(xué)生書(shū)面作業(yè)，增加學(xué)生的實(shí)踐機(jī)會(huì)，而課后實(shí)驗(yàn)作業(yè)是非常合適的一種作業(yè)類(lèi)型。也是單元作業(yè)中不可缺少的作業(yè)形式。

教師聽(tīng)取學(xué)生實(shí)驗(yàn)作業(yè)的交流中，能更清晰了解學(xué)生的元認(rèn)知，明確學(xué)生的知識(shí)掌握程度，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究做出更多的個(gè)性化指導(dǎo)，更滿(mǎn)足學(xué)生個(gè)體科學(xué)素養(yǎng)提高的不同需要。

四、滲入當(dāng)今生活現(xiàn)狀，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任要求學(xué)生在中小學(xué)的學(xué)習(xí)中認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì)，有著旺盛的好奇心和合作探究的能力，遵循的道德規(guī)范并認(rèn)識(shí)到科學(xué)的原則。而在這一素養(yǎng)的培養(yǎng)中，對(duì)當(dāng)前科技和人文環(huán)境的現(xiàn)狀以及存在問(wèn)題有一定的認(rèn)識(shí)必要。這也就需要教師在物理單元作業(yè)的整體設(shè)計(jì)中加入關(guān)于“科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境”等多方面的閱讀和視頻作業(yè)，讓學(xué)生充分理解科學(xué)帶來(lái)的積極影響、消極影響，了解使用科學(xué)的方法和當(dāng)代科學(xué)的職責(zé)，切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與能力。

例如，“多彩的光”這一章，在單元作業(yè)的設(shè)計(jì)中，教師就可以分別在光沿直線(xiàn)傳播推送文章介紹，在“光”的學(xué)習(xí)和以后實(shí)驗(yàn)中會(huì)經(jīng)常用到激光。如世界首臺(tái)激光器的歷史；我們身邊的激光，如教學(xué)激光翻頁(yè)筆、激光打印機(jī)、掃碼機(jī)、自動(dòng)駕駛激光雷達(dá)等生活中激光的使用；醫(yī)學(xué)上的激光，激光手術(shù)，激光質(zhì)子放療；工業(yè)中的激光，激光加工極小零件，實(shí)現(xiàn)超精細(xì)“冷加工”，激光通信；科研上，激光測(cè)距，全息成像，光量子計(jì)算。激光，已經(jīng)成為我們賴(lài)以生存的科技社會(huì)的一個(gè)不可或缺的組成部分，激光是互聯(lián)網(wǎng)的核心，是現(xiàn)代制造業(yè)的基石，是感知世界的手段，是探索未知世界的工具。同時(shí)分享我國(guó)在激光研究和應(yīng)用領(lǐng)域的巨大成就，如轉(zhuǎn)發(fā)我國(guó)激光技術(shù)的介紹和發(fā)展等文章讓學(xué)生進(jìn)行閱讀，培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感，以及國(guó)家社會(huì)責(zé)任擔(dān)當(dāng)。在“光的反射”一節(jié)推送“光污染”等文章介紹光污染是繼廢氣、廢水、廢渣和噪聲等污染后的一種新的環(huán)境污染源。光污染會(huì)危害人類(lèi)的健康，破壞自然生態(tài)。讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到科技的發(fā)展可以給我們的生活帶來(lái)便利，但同時(shí)也會(huì)對(duì)環(huán)境造成改變，年輕一代人要有辯證看待科學(xué)技術(shù)，建立正確的科技觀，愛(ài)護(hù)環(huán)境，敬畏自然，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任。在“神奇的眼睛”一節(jié)，在單元作業(yè)中，讓學(xué)生閱讀了解“盲人的生活”，建立積極的生活心態(tài)，關(guān)愛(ài)他人。

五、構(gòu)建趣味分層、開(kāi)放型作業(yè)，提高學(xué)生主動(dòng)性

以學(xué)生為中心的理念逐漸深入人心，而在核心素養(yǎng)的培養(yǎng)中，充分激發(fā)學(xué)生主動(dòng)性，突出學(xué)生主體地位也是一個(gè)必然的要求。在過(guò)去的教學(xué)中，單元作業(yè)的構(gòu)建多以檢驗(yàn)為目標(biāo)，所有學(xué)生的作業(yè)都保持一致，這也就導(dǎo)致有些學(xué)生難有更高層次的發(fā)展，有些學(xué)生難以理解所學(xué)知識(shí)，而作業(yè)趣味性的缺失也進(jìn)一步影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。相比傳統(tǒng)教學(xué)模式中知識(shí)水平的提高，能力和素養(yǎng)的培養(yǎng)對(duì)學(xué)生主動(dòng)性的發(fā)揮有著更高的要求。這也就需要教師構(gòu)建趣味分層作業(yè)，以提高學(xué)生完成作業(yè)的主動(dòng)性。

例如，在“多彩的光”這一章，教師就可以構(gòu)建分層書(shū)面作業(yè)，讓不同層次的學(xué)生完成。如在第一層次，教師可以只以包含單一知識(shí)點(diǎn)的題目考查學(xué)生，要求所有學(xué)生完成。在第二層次，教師可以將本單元的多個(gè)知識(shí)點(diǎn)融合起來(lái)構(gòu)建題目，讓學(xué)生選擇性完成。而第三個(gè)層次為與其他章節(jié)知識(shí)的結(jié)合性題目，讓較為優(yōu)秀的學(xué)生選擇完成。在這一節(jié)實(shí)驗(yàn)作業(yè)的開(kāi)展中，教師則需要立足學(xué)生實(shí)際情況，將學(xué)生分成合理的小組，促進(jìn)每個(gè)小組合理分工，讓水平較高的學(xué)生完成難度較高的任務(wù)。當(dāng)然，在分層作業(yè)的完成中，教師也可以構(gòu)建一定的挑戰(zhàn)和獎(jiǎng)勵(lì)，如在智慧課堂上給予完成不同難度作業(yè)學(xué)生不同的徽章，在激發(fā)學(xué)生動(dòng)力的同時(shí)提高趣味性。這樣，通過(guò)趣味分層作業(yè)的構(gòu)建，教師有效提高了學(xué)生主動(dòng)性，這對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)有著重要的作用。學(xué)完“多彩的光”，學(xué)生對(duì)平面鏡、透鏡有基本的認(rèn)識(shí)。教師可以設(shè)計(jì)開(kāi)放性活動(dòng)作業(yè)：利用兩種或兩種以上的光學(xué)元件，制作一個(gè)光學(xué)儀器?？梢允菨撏R、望遠(yuǎn)鏡、投影儀、萬(wàn)花筒、顯微鏡等。完成制作后拍攝視頻演示你的光學(xué)儀器，并附上你的儀器的工作原理以及使用說(shuō)明。

再如，在“科學(xué)探究：凸透鏡成像”兩節(jié)新課學(xué)完后，教師可以向?qū)W生布置探究作業(yè)：如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定一個(gè)透鏡的焦距？實(shí)驗(yàn)中的原理是什么？實(shí)驗(yàn)中的誤差來(lái)源主要是什么？測(cè)量結(jié)果比真實(shí)值偏大還是偏小？實(shí)驗(yàn)中可以如何減小實(shí)驗(yàn)誤差？

在實(shí)際作業(yè)的完成過(guò)程中，學(xué)生可以采用多種方法進(jìn)行，同時(shí)將這些實(shí)踐轉(zhuǎn)化為文本作業(yè)。部分學(xué)生可以利用凸透鏡的會(huì)聚作用，利用將太陽(yáng)光會(huì)聚，得到最小最亮的點(diǎn)，測(cè)量亮點(diǎn)到透鏡的距離，可粗略得到焦距。在轉(zhuǎn)化為文本時(shí)，學(xué)生建立凸透鏡對(duì)平行光會(huì)聚的模型，通過(guò)模型分析，誤差的來(lái)源，如何縮小該方法的測(cè)量誤差，如何讓實(shí)驗(yàn)測(cè)量更精確。也有部分學(xué)生會(huì)利用成像的方法，完成焦距的測(cè)量。如部分學(xué)生希望通過(guò)成等大的像，測(cè)量物距，從而得到焦距。實(shí)驗(yàn)中需學(xué)生思考如何判斷成等大的像。這種開(kāi)放性活動(dòng)作業(yè)能很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，在活動(dòng)中需要學(xué)生掌握學(xué)過(guò)的光學(xué)知識(shí)，并將這些知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，在書(shū)寫(xiě)原理和說(shuō)明書(shū)的環(huán)節(jié)能讓學(xué)生將制作的光學(xué)元件抽象為物理模型，全面綜合地提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。

六、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)在現(xiàn)代教學(xué)中占據(jù)著重要的地位。而在初中物理單元作業(yè)的整體設(shè)計(jì)中，教師則需要以思維導(dǎo)圖幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識(shí)架構(gòu)，布置生活化、實(shí)驗(yàn)性、開(kāi)放式的作業(yè)，并注重作業(yè)的合理分層和趣味性。只有這樣，教師才能從各個(gè)角度全面培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)，讓學(xué)生合理掌握未來(lái)生活中必須要掌握的物理能力。