初中物理實踐型作業(yè)的設計與評價

摘 要：“跨學科實踐活動”是《義務教育物理課程標準（2022年版）》中新增加的內(nèi)容。本文以“自制水果電池”實踐型活動作業(yè)為例，論述了S－PDCA理念下初中物理實踐型作業(yè)的類型、設計要求及評價的維度。

關鍵詞：S－PDCA；實踐；作業(yè)；評價

1 S－PDCA的含義解讀PDCA循環(huán)是一個質(zhì)量持續(xù)改進模型，是全面質(zhì)量管理的思想基礎和方法依據(jù)。它包括四個步驟，即Plan（計劃）、Do（執(zhí)行）、Check（檢查）、Action（處理），PDCA分別是它們的首字母。其中P是確定實際目標；D是根據(jù)實際信息設計出具體操作方法并實施操作；C是梳理并歸納按計劃操作得到的結果，分析成效，找出存在的問題；A是對達到的預期效果進行處理使之標準化，對存在的部分問題進行處理并納入下一個PDCA循環(huán)中去解決。

2021年7月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳發(fā)布《關于進一步減輕義務教育階段學生作業(yè)負擔和校外培訓負擔的意見》（即“雙減”文件）。文件明確指出：健全作業(yè)管理機制，分類明確作業(yè)總量，提高作業(yè)設計質(zhì)量，加強作業(yè)完成指導，科學利用課余時間。為了落實“雙減”政策，同時設計出與培養(yǎng)學生物理學科核心素養(yǎng)要求相一致的作業(yè)框架，教師需要做好調(diào)研和學習，為作業(yè)設計、執(zhí)行、評價、反饋各環(huán)節(jié)做好鋪墊。為達到上述要求，本文在PDCA循環(huán)系統(tǒng)的觀念上增加一個各環(huán)的總領——S（Study）環(huán)，構成S－PDCA循環(huán)。S（學習）環(huán)和各環(huán)相互映襯補充，為各環(huán)節(jié)做好充分的鋪墊，滿足學生的發(fā)展需求（如圖1所示）。

2 實踐型作業(yè)的常見類型2022年4月，教育部正式頒布《義務教育物理課程標準（2022年版）》（以下簡稱《課程標準》）?！墩n程標準》在課程內(nèi)容中新增了“實驗探究”和“跨學科實踐”兩個一級主題。［1］其中跨學科實踐又分成“物理學與日常生活”“物理學與工程實踐”和“物理學與社會發(fā)展”三個二級主題。［2］跨學科實踐主題的學習課時約占總課時的10%。設置跨學科實踐主題的目的是通過這10%的課程內(nèi)容示范性教學來撬動另外90%課程內(nèi)容的改革，達到整個教學過程優(yōu)化并進一步滲透學生物理學科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。在跨學科實踐活動中，教師會布置相應的跨學科實踐作業(yè)（以下簡稱“實踐型作業(yè)”），它是讓學生獨立或通過小組合作來完成的作業(yè)。實踐型作業(yè)強調(diào)讓學生從實際情境中發(fā)現(xiàn)問題，并將其轉化為物理問題，形成相關實踐任務，在完成任務的過程中培養(yǎng)跨學科意識，增強合作與創(chuàng)新能力。［3］

實踐型作業(yè)通常分為測量型，如測量江水的含沙量、測量旗桿的高度；制作型，如制作一個模擬調(diào)光燈、制作水果電池；探究型，如探究樹蔭下的光斑、探究冰箱里的物態(tài)變化現(xiàn)象；調(diào)查型，如調(diào)查家庭用電情況、調(diào)查社區(qū)垃圾分類實施情況等。

3 實踐型作業(yè)的設計要求以制作型實踐作業(yè)為例，在內(nèi)容的設計方面，要做到以下幾點。

第一，主題貼近學生的生活實際。作業(yè)主題可以是教材中的實踐性活動，也可以是生活中的小發(fā)明、小創(chuàng)造、小制作等。

第二，器材容易選取、獲得。活動所需的器材可以從學校實驗室借取，也可以利用身邊的廢舊物品，如空礦泉水瓶、一次性紙杯、吸管、塑料盒等。倡導學生使用簡單、易得的器材，不建議學生花很多的錢去專門購買器材。

第三，操作過程安全、簡單、方便。在制作過程中，首先要考慮到安全問題，包括器材安全和人身安全。例如制作模擬調(diào)光燈，當制作好作品后，使用者即使不懂電路工作原理，也要能安全方便地進行使用。

第四，作品元件布局合理、美觀。器材的分布要均勻、對稱，使人看后產(chǎn)生一種美感。例如，在制作電路模型時，導線的布置不要凌亂，器材的位置安排要合理等。

第五，設計新穎有創(chuàng)新之處。制作模型要不落俗套，構思精巧，設計上有不同于常規(guī)之處。

第六，作業(yè)主題的選取還要有利于增強學生科技強國的責任感和使命感。

在S－PDCA理念下設計實踐型作業(yè)，要弄清“做什么”“怎么做”“效果如何”“問題處理”。例如，在制作水果電池活動中，實驗前，教師可以引導學生猜想水果電池電壓大小可能與哪些因素有關，從而為了驗證這些猜想是否合理來設計相關實驗。

3.1 做什么（P）——作業(yè)目標

第一，借助所學的簡單電路知識，知道水果電池電路的組成及能量轉化。

第二，利用西紅柿、蘋果或者獼猴桃等水果制作水果電池，會用電壓表測量出水果電池電壓的大小。

第三，通過改變電極間的距離、電極插入的深度、電極的材料、水果的種類、水果的大小這5個變量，探究影響水果電池電壓大小的因素，得出制作簡易水果電池的最佳實驗條件。

第四，通過制作過程，提高實際操作能力、分析解決實際問題能力和培養(yǎng)跨學科實踐必備的工程、技術思維和學科核心素養(yǎng)。

3.2 怎么做（D）——器材和步驟

在活動開始前，學生可能會猜想：水果電池電壓大小可能與兩電極間的距離、電極插入水果中的深度、電極的組成材料、水果的種類及水果的大小等因素有關。

3.2.1 實驗器材

西紅柿、獼猴桃、蘋果、檸檬、橙子若干，導線、線夾若干，電壓表一個，發(fā)光二極管一只，刻度尺一把，大小和形狀相同的鋁片、鋅片、鐵片、銅片各一塊。

3.2.2 實驗步驟

步驟一，取一個蘋果，將電極插入蘋果中，同時測量電極的間距及插入深度，用導線將電壓表和兩電極相連，觀察并記錄電壓表的示數(shù)，經(jīng)該步驟設計出的水果電池如圖2所示。

步驟二，保持水果的種類和大小不變、兩電極的材料和插入水果的深度不變，只改變兩電極間距離，記錄電壓表的示數(shù)。

步驟三，保持其他因素不變，只改變電極插入水果的深度，測量電壓大小。

步驟四，保持其他因素不變，只改變電極的材料，測量電壓大小。

步驟五，保持其他因素不變，只改變水果的種類，測量電壓大小。

步驟六，保持其他因素不變，只改變水果的大小，測量電壓大小。

3.2.3 實驗數(shù)據(jù)

學生可以通過實驗探究水果電池電壓大小與各因素的關系，并將實驗所得數(shù)據(jù)記錄在下表中（如表1～5所示）。

3.3 效果如何（C）——數(shù)據(jù)分析

通過上面的實驗測量出不同情況下水果電池的電壓后，分析實驗數(shù)據(jù)，判斷猜想是否正確，從而得出結論。

3.4 問題處理（A）——反饋改進

通過分析實驗數(shù)據(jù)，引出一些問題。例如，用單個水果做實驗時，測出的電壓值比較小，如何增大水果電池的電壓？結合影響水果電池電壓大小的因素怎樣對實驗進行改進？如果不用電壓表測量電壓，能否在電路中接入小燈泡，通過觀察小燈泡的發(fā)光情況來判斷水果電池電壓的大?。拷尤胧裁礃拥男襞輰嶒灛F(xiàn)象會更明顯？水果電池的工作原理是什么？水果電池供電時，能量是怎樣轉化的？……

對這些問題的分析處理，實際上就是一個不斷學習的過程，即S環(huán)。通過這樣反饋改進，不僅加深了學生對水果電池的認識，而且也加強了物理學科與化學學科、生物學科等學科的聯(lián)系，實現(xiàn)了跨學科實踐活動的真正意義。［4］

4 實踐型作業(yè)的評價維度

4.1 目標評價

實踐型作業(yè)將學科知識和實踐知識相結合，它的評價可以分為水平三、水平二和水平一這三個層次，分別對應A、B、C三個不同等第（A等第最高）。以水果電池制作為例，教師可以結合對應的作業(yè)目標進行相應的評價。實踐型作業(yè)目標評價維度表如表6所示。

4.2 思維評價

跨學科實踐活動將學科知識和實踐知識相結合，可以從多維度培養(yǎng)學生的科學思維，如批判性思維、系統(tǒng)性思維、立體性思維、發(fā)散性思維、逆向性思維等。以水果電池制作為例，教師可以結合對應的思維過程進行相應的評價。本文設計的實踐型作業(yè)思維評價維度表如表7所示。

5 結語

中學教育越來越重視培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)?？鐚W科實踐活動也將越來越受到人們的重視，成為未來學科教育的發(fā)展方向和育人方式變革的有效載體。扎實推進跨學科實踐活動課程，對于培養(yǎng)全面發(fā)展的高素質(zhì)人才具有十分重要的意義。

在布置跨學科實踐型作業(yè)中，教師需要注意以下幾個問題。首先，選擇跨學科實踐型作業(yè)主題的前提是立足本學科，不能游離于物理學科之外，否則就失去了跨學科實踐的本來意義。其次，所謂“跨學科”，主要是“跨出”本學科知識的視野，把物理學科的知識跟日常生活、工程技術、社會發(fā)展等主題結合起來，綜合分析與真實解決現(xiàn)實問題，這是物理課程跨學科實踐的主要內(nèi)容。最后，要實現(xiàn)物理學與上述主題的結合，就需要學生牢固掌握所學的物理概念、規(guī)律和方法，必須立足于物理學課程的學習。［5］

參考文獻

［1］［2］中華人民共和國教育部. 義務教育物理課程標準（2022年版）［M］. 北京：北京師范大學出版社，2022：28-33，8．

［3］馮爽. 中學物理課程跨學科實踐主題的模型構建及實施路徑［J］. 物理教師，2022，43（5）：59-62，65．

［4］陳培鳳，季衛(wèi)新. 關鍵能力視域下綜合實踐活動的實施策略研究——以蘇科版“自制水果電池”為例［J］. 中學物理教學參考，2021，50（31）：28-30，61．

［5］國立民. 跨學科綜合實踐活動的實施策略［J］. 吉林教育，2021（30）：45-47．

*基金項目：本文系第14期江蘇省中小學教研項目“核心素養(yǎng)視域下建構初中物理‘S－PDCA’作業(yè)生態(tài)的實踐研究”（課題編號：2021JY14-L25）的中期研究成果。