基于核心素養(yǎng)的初中物理有效作業(yè)設(shè)計(jì)方法探究

陳 楚

(福州文博中學(xué),福建 福州 350025)

初中物理的核心任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力,奠定學(xué)生未來深入學(xué)習(xí)物理的基礎(chǔ).然而,傳統(tǒng)的作業(yè)設(shè)計(jì)方式往往偏重知識(shí)的灌輸和機(jī)械運(yùn)算,缺乏與學(xué)生實(shí)際生活和科學(xué)實(shí)踐的結(jié)合,難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[1].隨著教育理念和教學(xué)方法的不斷發(fā)展,越來越多的教育工作者開始重視學(xué)生的綜合素養(yǎng)培養(yǎng),強(qiáng)調(diào)學(xué)科學(xué)習(xí)與學(xué)生實(shí)際生活的結(jié)合.在這一背景下,基于核心素養(yǎng)的初中物理有效作業(yè)設(shè)計(jì)成為教師們關(guān)注的焦點(diǎn)之一.

1 初中物理核心素養(yǎng)的定義和要素

初中物理核心素養(yǎng)是指學(xué)生在初中階段所需養(yǎng)成的正確價(jià)值觀、必備品格,以及培養(yǎng)學(xué)生探究與解決問題的關(guān)鍵能力,促使其掌握物理基本概念、基本原理和科學(xué)方法[2].具體而言,學(xué)生需要理解物理學(xué)中的物理觀念,如物質(zhì)觀念、能量觀念、運(yùn)動(dòng)觀念,以及它們之間的相互關(guān)系.同時(shí),學(xué)生也應(yīng)掌握物理學(xué)科的基本原理,如牛頓力學(xué)的基本定律、能量守恒定律、電磁感應(yīng)原理等,以便能夠運(yùn)用這些原理解釋和預(yù)測(cè)自然現(xiàn)象.除了知識(shí)層面,初中物理核心素養(yǎng)強(qiáng)調(diào)學(xué)生具備科學(xué)思維以及科學(xué)探究能力,包括觀察、科學(xué)推理、質(zhì)疑創(chuàng)新、總結(jié)和驗(yàn)證等,以及進(jìn)行簡單實(shí)驗(yàn)和探究的能力[3].

2 有效作業(yè)設(shè)計(jì)的原則

2.1 適合學(xué)生認(rèn)知水平

有效的作業(yè)應(yīng)該與學(xué)生的認(rèn)知水平相匹配,既不能過于簡單以致無挑戰(zhàn),也不能過于復(fù)雜以致讓學(xué)生望而生畏.作業(yè)的難度應(yīng)該適中,能夠引導(dǎo)學(xué)生在一定程度上自主思考和解決問題,從而增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自信心.例如,在學(xué)習(xí)電路中的串聯(lián)與并聯(lián)電阻時(shí),要求學(xué)生計(jì)算給定電路中電阻的等效電阻,可為學(xué)生提供不同難度級(jí)別的電路,以適應(yīng)不同水平的學(xué)生,對(duì)于理解能力較強(qiáng)的學(xué)生,可以設(shè)計(jì)更復(fù)雜的電路,要求他們應(yīng)用歐姆定律和電阻的串并聯(lián)規(guī)律解決問題.

2.2 培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力

有效的作業(yè)應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力,學(xué)生通過實(shí)踐、觀察和操作,可以更好地理解和應(yīng)用物理學(xué)的理論知識(shí).因此,作業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)該包括一定的實(shí)驗(yàn)或操作,鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐,培養(yǎng)他們的實(shí)驗(yàn)技能和問題解決能力.例如,指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的斜面實(shí)驗(yàn),測(cè)量不同角度下物體的下滑距離和時(shí)間,學(xué)生可以收集數(shù)據(jù)并繪制圖表,然后利用這些數(shù)據(jù)來探討斜面角度與物體下滑的關(guān)系.通過這個(gè)動(dòng)手實(shí)驗(yàn),能夠有效提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析的能力.

2.3 鼓勵(lì)學(xué)生合作探究

有效的作業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生在小組內(nèi)合作探究問題,共同解決難題.通過小組合作,學(xué)生可以互相討論、交流意見,從不同角度思考問題,培養(yǎng)合作與溝通能力,并促進(jìn)彼此之間的知識(shí)共享和學(xué)習(xí)進(jìn)步.例如,在學(xué)習(xí)光的折射時(shí),可以設(shè)計(jì)一個(gè)小組合作作業(yè),要求學(xué)生使用不同的材料進(jìn)行折射實(shí)驗(yàn),并比較不同材料的折射角度,然后小組共同討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果,探討折射規(guī)律.通過合作,學(xué)生可以分享彼此的發(fā)現(xiàn)和見解,共同建立對(duì)折射現(xiàn)象的深入理解.

2.4 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維

有效的作業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生提出獨(dú)立的觀點(diǎn)和解決問題的創(chuàng)新性方案.作業(yè)可以設(shè)計(jì)開放性問題,鼓勵(lì)學(xué)生從多個(gè)角度思考和解決問題,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和解決實(shí)際問題的能力.例如,在學(xué)習(xí)聲音的傳播速度時(shí),可以鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)模擬實(shí)驗(yàn),以探究聲音在不同介質(zhì)中傳播的速度差異.學(xué)生可以選擇水、空氣和固體等不同介質(zhì),通過測(cè)量聲音傳播的時(shí)間來計(jì)算聲音在各種介質(zhì)中的傳播速度,隨后,要求他們分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,討論速度差異的原因,提出可能影響聲音傳播速度的因素.借助這個(gè)實(shí)驗(yàn),有利于激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力,鼓勵(lì)他們從多個(gè)角度思考問題,進(jìn)而培養(yǎng)創(chuàng)新性的解決問題能力.

3 基于核心素養(yǎng)的初中物理有效作業(yè)設(shè)計(jì)策略

3.1 探索性作業(yè)設(shè)計(jì)

有效的探索性作業(yè)設(shè)計(jì),能夠通過提出引導(dǎo)性問題,激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲,這些問題可以涉及日常生活中的現(xiàn)象或與學(xué)過的物理知識(shí)相關(guān)的情境.同時(shí),作業(yè)應(yīng)該要求學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或觀察,以驗(yàn)證或解決這些問題.學(xué)生可以通過實(shí)際操作和觀察,積極探索物理現(xiàn)象,加深對(duì)知識(shí)的理解,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立探究問題的能力.探索性作業(yè)設(shè)計(jì)的目的是培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考和解決問題的能力,因此,在作業(yè)設(shè)計(jì)中,教師應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題的答案,而不是簡單地告訴他們正確的答案[4].通過設(shè)置不同層次的問題,讓學(xué)生根據(jù)自己的理解水平進(jìn)行解答,從而逐步提高他們解決問題的能力.例如,以“物體運(yùn)動(dòng)”為主題設(shè)計(jì)一份探索性作業(yè),要求學(xué)生通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),觀察物體在斜面上的運(yùn)動(dòng)過程,記錄數(shù)據(jù)并分析結(jié)果.學(xué)生自主選擇斜面角度并進(jìn)行實(shí)驗(yàn),同時(shí)提出問題:不同斜面角度對(duì)物體滑動(dòng)的影響是什么?學(xué)生小組合作設(shè)計(jì),以小車作為實(shí)驗(yàn)物體,在不同角度斜面下進(jìn)行多次滑動(dòng)的實(shí)驗(yàn)方案,積極探索物體滑動(dòng)規(guī)律.通過數(shù)據(jù)比較和分析發(fā)現(xiàn),斜面角度越大,物體滑動(dòng)的速度越大.這樣的探索性作業(yè)設(shè)計(jì)激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理的能力,學(xué)生體會(huì)到了探索性學(xué)習(xí)的樂趣.教師借此機(jī)會(huì)積極鼓勵(lì)學(xué)生在探索性學(xué)習(xí)中保持好奇心,勇于提出問題和尋找解決方案.

3.2 合作性作業(yè)設(shè)計(jì)

教師可以將學(xué)生分成小組,讓他們共同完成一項(xiàng)探究性項(xiàng)目,這個(gè)項(xiàng)目可以是一個(gè)物理實(shí)驗(yàn)、一個(gè)科學(xué)探究問題或一個(gè)創(chuàng)意性設(shè)計(jì)任務(wù).通過小組合作,學(xué)生可以分擔(dān)任務(wù),相互協(xié)作,共同解決問題,培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)合作能力和解決復(fù)雜問題的能力.此外,合作探究項(xiàng)目還可以提高學(xué)生對(duì)不同觀點(diǎn)和思維方式的理解和尊重,加深學(xué)生對(duì)合作學(xué)習(xí)的認(rèn)識(shí)和體驗(yàn).在作業(yè)設(shè)計(jì)中,教師可以鼓勵(lì)學(xué)生之間進(jìn)行相互討論和交流.在給出一個(gè)開放性問題后,學(xué)生可以在課堂上或通過在線平臺(tái)展開討論,分享自己的觀點(diǎn)和解決方案,教師要起到引導(dǎo)和監(jiān)督的作用,確保討論的質(zhì)量.這樣的作業(yè)設(shè)計(jì),不僅能夠促進(jìn)學(xué)生的合作交流,還能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力,讓學(xué)生在討論中相互啟發(fā),共同成長.例如,在講授“聲音的發(fā)生與傳播”相關(guān)知識(shí)點(diǎn)時(shí),將學(xué)生分成若干小組,每個(gè)小組需要在課后獨(dú)立探究一個(gè)問題:為什么聲音在某些材料中能夠傳播,而在另一些材料中卻傳播不了?學(xué)生需要先收集與聲音傳播相關(guān)的背景知識(shí),通過實(shí)驗(yàn)或其他途徑進(jìn)行探究,然后,每個(gè)小組需要在下一堂課上匯報(bào)他們的研究成果,并與其他小組進(jìn)行交流和討論.在課后,一些小組選擇通過實(shí)驗(yàn),用不同材料制作聲音傳播的簡易裝置,以觀察聲音在不同材料中的傳播情況,另一些小組則選擇查閱資料,研究聲音傳播的原理.在研究的過程中,學(xué)生們相互討論,共享資源和發(fā)現(xiàn),互相幫助解決疑難問題,形成了密切的合作氛圍.通過交流和討論,學(xué)生們發(fā)現(xiàn)不同材料的聲音傳播與材料的密度和彈性有關(guān).如,聲音在固體中傳播很好,因?yàn)楣腆w的分子排列密集且能量傳遞效率高,而在氣體中傳播較差,因?yàn)闅怏w的分子間距較大,導(dǎo)致能量傳遞效率低.通過合作性作業(yè)設(shè)計(jì),不僅加深了學(xué)生對(duì)聲音傳播的理解,還學(xué)會(huì)了從不同角度看問題和解決問題的方法,增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)合作和溝通能力,培養(yǎng)他們的集體榮譽(yù)感.

3.3 創(chuàng)新性作業(yè)設(shè)計(jì)

教師可以給學(xué)生設(shè)計(jì)一些創(chuàng)新性問題,這些問題不僅沒有固定的答案,而且可以有多種解決途徑.如“設(shè)計(jì)一個(gè)簡易的能量轉(zhuǎn)換裝置”或者“探究不同形狀的熱水瓶對(duì)保溫效果的影響”,這些問題能夠激發(fā)學(xué)生的好奇心和探索欲望,引導(dǎo)他們自主思考并形成獨(dú)立見解.在創(chuàng)新性作業(yè)設(shè)計(jì)中,教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生積極思考并提出自己的創(chuàng)新性解決方案,學(xué)生可以根據(jù)自己已有知識(shí),提出獨(dú)到的解決方案.教師也可以在作業(yè)要求中明確表明鼓勵(lì)創(chuàng)新,讓他們充分發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力.例如,在講解“太陽能”相關(guān)知識(shí)時(shí),教師可引入創(chuàng)新性作業(yè)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)一個(gè)開放性問題:如何設(shè)計(jì)一個(gè)簡易的太陽能發(fā)電裝置?要求學(xué)生提出創(chuàng)新性的太陽能發(fā)電方案,并通過實(shí)驗(yàn)或模型來驗(yàn)證.學(xué)生積極地思考和討論如何設(shè)計(jì)太陽能發(fā)電裝置,一些學(xué)生選擇通過實(shí)驗(yàn)來探究,他們收集太陽能電池板和其他材料,設(shè)計(jì)不同形式的太陽能發(fā)電裝置,并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果;另一些學(xué)生則選擇制作模型,他們用廢舊材料設(shè)計(jì)一個(gè)太陽能發(fā)電模型,模擬太陽能轉(zhuǎn)化為電能的過程.在展示和討論環(huán)節(jié),學(xué)生們紛紛展示他們的創(chuàng)新性方案,有的學(xué)生設(shè)計(jì)了可折疊式的太陽能板,方便攜帶和使用;有的學(xué)生設(shè)計(jì)了太陽能發(fā)電儲(chǔ)能裝置,使電能可以儲(chǔ)存和供給;還有的學(xué)生利用反射原理增強(qiáng)了太陽能電池板的吸收效率.通過討論和交流,學(xué)生從彼此的方案中獲得靈感,不斷完善和改進(jìn)自己的設(shè)計(jì).通過創(chuàng)新性作業(yè)設(shè)計(jì),學(xué)生可以發(fā)散思維,培養(yǎng)創(chuàng)造性思維和問題解決能力,在嘗試解決開放性問題時(shí),可能會(huì)遇到困難和挑戰(zhàn),但也正是這些挑戰(zhàn)激發(fā)了他們探索問題的熱情.

3.4 反思性作業(yè)設(shè)計(jì)

教師可以設(shè)計(jì)一些反思性問題,要求學(xué)生在完成作業(yè)后進(jìn)行學(xué)習(xí)反思,回顧他們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中遇到的困難和挑戰(zhàn),思考自己是如何解決這些問題的,以及從中學(xué)到了什么經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn).例如,在完成“調(diào)查不同彈簧的彈性系數(shù)”這個(gè)物理實(shí)驗(yàn)后,教師要求學(xué)生在作業(yè)本上回答一系列反思性問題:你在實(shí)驗(yàn)中遇到了什么困難?你是如何解決這些困難的?你對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否滿意?為什么?下次進(jìn)行實(shí)驗(yàn),你有什么改進(jìn)的計(jì)劃?一些學(xué)生表示在實(shí)驗(yàn)中遇到了測(cè)量誤差較大的問題,但他們通過多次測(cè)量并取平均值來解決這一問題;另一些學(xué)生反思到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中未考慮到溫度變化可能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,表示下次在實(shí)驗(yàn)前會(huì)更全面地考慮實(shí)驗(yàn)條件.在回答反思性問題的過程中,學(xué)生對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果進(jìn)行了深入思考,認(rèn)識(shí)到自己在實(shí)驗(yàn)中遇到的問題和困難,積極采取措施進(jìn)行改進(jìn).

4 結(jié)束語

總之,在初中物理學(xué)習(xí)中,有效的作業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展至關(guān)重要.它不僅能夠提高學(xué)生的學(xué)科能力,還能培養(yǎng)學(xué)生的探究精神、團(tuán)隊(duì)合作和創(chuàng)新思維.通過探索性、合作性和創(chuàng)新性作業(yè)設(shè)計(jì),可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性,培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和解決問題的能力,為他們未來的學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).