核心素养下的高中物理作业设计研究

摘 要：新课程标准提出要立足学生的核心素养发展，旨在通过学科学习培养学生形成适应社会发展或终身发展的价值观、必备品格和关键能力.在此背景下，高中物理课堂教学、作业设计等教學环节的改革势在必行.文章围绕作业设计展开讨论，简述了作业设计原则，从三个方面详述了如何基于核心素养科学设计物理作业.

关键词：核心素养；高中物理；作业设计

中图分类号：G632   文献标识码：A   文章编号：1008-0333（2023）21-0074-03

收稿日期：2023-04-25

作者简介：俞如楠（1979.4-），女，福建省莆田人，本科，中学一级教师，从事高中物理教学研究.

作业设计是一种为解决某个问题所提供的指导，旨在加强学生在学习新知识过程中形成的品格与能力.教师作为作业设计的主体要清楚地认识到这一点，在此基础上结合核心素养内涵、物理教学实际，才能设计出有利于学生核心素养培养的物理作业.

1 丰富作业类型

传统的物理作业设计基本是以书面作业为主，包括选择、填空、计算等各种习题.作业也多来源于各种教辅资料，或者是教师通过分析教学内容、学生学情，改编各种来自教材、教辅资料的习题作为作业［1］.虽然这种作业形式备受广大教师的喜爱，且有利于培养学生的物理观念，但大部分学生并不喜欢这种作业形式，也不会积极完成作业，尤其是无法培养学生物理学科核心素养.所以，物理教师应当创新作业设计思维，丰富作业类型，实现书面与实践并重，切实促进学生的全面发展.

1.1 书面为主，开放作业为辅

教师可以采用以书面作业为主，融入开放题型的设计方式.通过封闭式的书面作业可以加深对学生基础物理知识的记忆和理解，通过开放性题目则可以启发学生思维，升华学生对物理知识的理解和应用.以“曲线运动”教学为例，通过本节课程学习，要求学生了解曲线运动是变速运动，物体做曲线运动的条件是受到的外力合力与初速度不共线.教师通过讲解平抛运动的概念和性质，让学生初步认识平抛运动的应用，为了培养学生空间想象力，教师可以布置相应的作业.教师提出问题：将一个粉笔头水平抛出，粉笔头所做的运动是否是平抛运动？通过这样的作业问题，让学生研究粉笔头的曲线运动规律，开展深入探究活动，培养学生的探究意识.在学生研究中，让学生将平抛运动分解成水平方向和竖直两个方向上的直线运动，开展相应的推测活动，逐渐培养学生科学思维能力.对于这样的作业设计，以教材内容作为基础，设计相应的书面作业，同时具有开放性特点，让学生结合作业开展深入学习和探究，进一步培养学生核心素养.

1.2 实验作业设计

物理本身就是一门实验性学科，大部分物理概念、定理、定律及公式都是物理学家通过观察现象提出问题、合理猜想、设计实验、数据分析、得出结论等一系列步骤总结出来的.依托物理作业设计回归实验，可以让学生体验物理知识形成的过程，重新理解物理学科，形成科学、严谨的物理实验观.

当然，实验作业设计要充分考虑教学内容、教学条件及学习环境，尽可能保证学生能顺利完成实验，并从中获取与教材相关的知识.以“物体速度快慢的描述——加速度”的教学为例，首先，教师需要向学生讲解初始速度和加速度的基本概念，引导学生深入探究教材内容，提高学生理解能力；之后，教师将学生划分成相应的小组，引导学生利用时间，开展物理实验活动，完成物理作业学习.在实验室，要求每个小组成员利用打点计时器打出几条纸带，通过秒表将时间与速度通过

图像形式展示，让学生计算出瞬时速度，画出速度图像，根据数据感受运动规律.在实验完成之后，小组成员需要针对打点计时器测试物体运动速度的原理进行讨论，进一步开展物理实验探究，培养学生正确的物理观念.

2 分层作业设计

不同的学生，理解能力、思维能力也不相同，通过课堂学习对物理知识的掌握程度也存在不同，这就是学生之间的个体差异.教师要正视这一点，采用有效的教学手段满足不同层次学生的学习需求，确保所有学生都能学有所得，也只有这样才能真正促进学生物理学科核心素养的培养［2］.

分层作业设计是建立在充分了解学生学情基础上的.对此，教师可通过观察学生日常学习状态、课堂表现、作业完成情况及摸底考试等方式，全方位摸排学生的学习水平、学习态度、学习能力，然后再根据教学重难点，设计分层作业.以“功与功率”的教学为例，教师可以根据学生个性特点和学习情况，设计不同类型作业，即基础类、提高类和迁移类.基础类作业设计如下：

在下列几种情况下，对力F的做功关系进行讨论（ ）

（1）用水平推力F推质量为m的物质在光滑水平面上前进了S.

（2）用水平推力F推质量是2 m的物体，沿着动摩擦因数是μ的水平面上前进了S.

（3）斜面的倾斜角是θ，推力F与斜面平行，推质量是2 m的物体，沿着光滑斜面向上推进了S.

A.（3）做功最多   B.（2）做功最多

C.做功一样 D.无法确定

提高类作业设计如下：

起重机竖直吊起质量是m的重物，上升的加速度是a，上升的高度是h，则起重机对货物所做的功是（  ）.

A.mgh B.mah C.m（g+a）h D.m（g-a）h

迁移类作业设计如下：

图1 功率随时间变化图一辆汽车在平直公路上行驶，从某个时刻开始计时，发动机的功率P随着时间t的变化如图1所示，假设汽车受到的阻力大小Ff恒定不变，下列描述汽车的速度v随着时间t的变化曲线中，可能正确的是（  ）.

如图2所示，使用跨过光滑定滑轮的缆绳，将海面上失去动力的小船沿着直线拖向岸边，已知推动缆绳的电动机功率恒定为P，小船质量是m，小船受到的阻力大小恒定为Ff，经过A点是，速度大小是v0，小船从A点沿直线加速运动到B点，使用的时间为t1，A、B两点的距离是d，缆绳质量忽略不计，求：

（1）小船从A点运动到B点的过程中克服阻力做的功Wf

（2）小船经过B点时的速度大小v1

（3）小船经过B点时的加速度大小a

此题的问题（1）能够加深学生对功的定义的理解，通过简单推理和计算可以完成，解答难度小，属于基础类作业；问题（2）是为了锻炼学生动能定理应用能力，通过对功的求解，培养学生综合能力，属于提高类作业；问题（3）帮助学生复习瞬时功率，速度合成与分解以及牛顿第二定律的运用，要求学生综合利用知识，对学生迁移能力和综合运用能力要求较高，是迁移类作业.

通过这样的方式设计分层作业，能满足不同学生的学习需求，实现课堂教学的延伸.通过解决问题，帮助学生掌握知识，激发学生学习欲望，减轻学生作业负担，提高学生学习效果.

3 结合实际情景

根据物理学科特点，物理情景主要是指来源于生活、生产过程中与物理知识有关的现象、活动.通过引入物理情景，可以引导学生建构起物理学科与生活实际问题之间的联系，在解决习题中对抽象、理论性强的物理知识产生共鸣，并形成具有实践性的物理知识体系.更何况，物理知识是诸多物理学家从实际生活中提炼而来，回归到实际生活、生产，也有利于学生的学习［3］.在作业设计时，教师可以将生活实际与物理概念、规律结合，引起学生学习兴趣，培养学生创新思维能力.如以“牛顿运动定律的应用”的教学为例，教师可以根据教材内容，设计相应的作业，加强学生知识训练，可以这样设计作业：在一个饮料瓶的下方钻出一个小孔，向瓶内装满水，手持饮料瓶，水从小孔处喷出，此时放手，让饮料瓶自由下落，小孔喷水的情况会发生什么样的变化？原因是什么？

针对此作业，学生需要找出题目中研究的对象，构建相应的物理模型，根据牛顿运动定律知识，对水在整个过程中的运动情况和受力情况，瓶中的水对瓶身的压力变化，对喷水的情况作深度分析.

4 注重社会实践作业

在高中物理教学中，教师应当以核心素养作为导向，做好每个教学环节设计，作业设计也是重要的环节之一.通过物理教学，引导学生认识科学本质，理解科学、技术、社会之间的关系，树立学生良好的科学态度以及责任感.作为教师，应当根据教学内容，设计实践性作业，结合生活中的问题，引导学生从物理学角度分析生活现象，逐渐培养学生科学态度以及责任感.

如“重力与弹力”的教学中，要求学生掌握重力的概念、产生原因、大小、方向以及重心等内容，重心位置是学习的难点.教师可以结合难点设计实践性作业，要求学生在课后使用悬挂法寻找物体重心，操作步骤如下：将钉子固定在纸板的顶端；将细线的一端绕在钉子上，另一端悬挂，对悬挂痕迹两端进行描点，连接起来；将纸板换个方向再次测量与连接，把纸板换个方向，测量处第三条悬挂轨迹，并且连接；用手指顶住三条轨迹线的交点.通过这样的作业设计，让学生自己动手和观察，帮助学生掌握物体重心寻找方式，让学生认识到不能够片面地看待生活问题，要养成科学分析问题的习惯.

总而言之，基于核心素养的作业设计应当是典型的、满足学生学习及教师教学需求的，作业设计方式也应当多样化的，有利于学生核心素养培养的.

参考文献：

［1］ 袁曉芬.指向核心素养培育的高中物理学科单元活动类作业设计［J］.上海课程教学研究，2021（7）：65-69.

［2］ 施美珊.核心素养视域下高中物理作业设计策略研究［J］.中学理科园地，2022，18（3）：3.

［3］ 陈希.基于高中物理核心素养的单元作业设计初探［J］.中学物理教学参考，2022（9）：3.

［责任编辑：李 璟］