优化作业设计 培养学生物理核心素养

鄠邑区南关初级中学   杨希银

【摘要】 初中物理核心素养包括四个方面，即形成物理的基本观念、掌握科学的探究方法、形成良好的科学思维、培养正确的科学态度。通过层次性+典型性作业设计，帮助学生形成物理基本观念；通过针对性作业设计，帮助学生发展科学思维；通过探究性作业设计，帮助学生强化科学探究；通过开放性作业设计，帮助学生培养科学态度和责任。

【关键词】作业设计  优化  物理核心素养

【正文】

一、层次性+典型性作业设计，帮助学生形成物理基本观念

物理观念是物理核心素养的重要组成部分，包括自然观、物质观、时空观、运动观、相互作用观、能量观和物理价值观等。物理观念来源于具体物理知识，又不同于具体物理知识，它是具体物理知识在学生头脑中的提炼和升华，同时物理观念对物理知识具有自上而下的引领作用，它赋予具体知识一定的能动性和灵活性，若缺乏物理基本观念的引领，物理知识就难以发生有效的迁移和应用。

物理观念的形成要面向全体学生，而学生之间物理知识与物理技能的差异是客观存在的，所以在作业设计中，针对学生差异，将物理作业分为基础题、发展题、提高题，每一组题目中都会根据教学重难点设计适合不同层次学生的典型题目，包括必做的书面书写的题目，还包括需要学生合作或自主完成的探究性或体验性课外题目，让学生根据自己的实际情况选择适合自己的一组，使不同层次的学生都能较好的参与作业，通过不同度、不同量的作业练习，巩固基础、发展技能、提升能力，在原有基础上各有收获，都能享受成功的喜悦。

例如：人教版八年级物理《平面镜成像》一节中，平面镜成像特点及应用是本节的重点，为了让学生更好的理解和应用这一重点知识，我在分层作业中设计了基础与技能难度逐渐增大的书面作业和激发学生兴趣的课外游戏、魔术和小制作分层作业，让不同层次的学生通过完成适合自己的作业来巩固基础，发展技能、提升能力。

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层次性+典型性作业设计，激发了学生学习物理的兴趣，调动了学生完成作业的积极性，使每一位学生都品尝到跳一跳能摘到果子的喜悦，即巩固了物理基础知识和基本技能，又有效的提升了学生将知识迁移和应用的能力，帮助学生形成物理基本观念。

二、针对性作业，帮助学生发展科学思维

科学思维是形成并运用于科学认识活动、对感性认识材料进行加工处理的方式与途径的理论体系。物理学科引导学生运用科学的思维方式认识事物、解决问题、规范行为。

1.制作思维导图，促进发散性思维形成

思维导图是一种将发散性思维图像化、可视化的工具。由于初中学生的认知、思维还不太成熟，大部分学生比较、分析、归纳能力很一般。学生在学习和解决问题的过程中往往均缺乏自主构建知识体系的主体过程和方法，课后学生常常感觉知识零乱、不完整，解决问题的方法不清晰。

在物理作业设计中，在进行章节复习时，可让学生绘制章节思维导图作业，通过思维导图来构建本章的知识网络，更好的感知和把握知识的内在联系，加深对知识点的记忆和深刻理解，培养学生的发散思维能力，提高学习效率

2.规范物理解题，增强思维严密性和逻辑性

在物理作业设计中，要严格要求物理解题的规范性，物理解题的规范性反映了物理概念、规律、物理研究方法的理解和应用，通过物理解题规范性训练，可强化物理知识的应用，增强学生思维的逻辑性和严密性。

中考物理试题对计算题有一定的规范要求，如计算题解答时写出必要的文字说明，要用物理语言简洁、准确的描述、要写出正确的物理计算公式，要带单位进行计算，使用各种符号字母要规范，如遵守各物理量符号的规定性、字母大小写要正确、同一物理的不同数值要用同一符号的不同角号表示等，且解题思路方法要正确等。

为规范物理解题，我尝试开发了网上作业，让学生在做完作业后进行互评，就跟中考阅卷一样，学生通过互评很快就发现计算题解题格式问题多多，通过反思、借鉴和相互交流，强化规范解题。

3.强化问题解决，提升思维的灵活性

在物理作业设计中，设计一题多解、一题多变、多题一解等针对性习题练习，加深学生对知识的理解，拓展思维的深度和广度，强化思维的灵活性。

例如，在学习了压强知识后，对固体压强公式的理解和应用，设计了这样一个一题多变的题目：一个重50N、底面积为5dm2的箱子放在水平地面上，求箱子对地面的压强。

变式1：一个底面积为5dm2的箱子放在水平地面上，对地面的压强为1000Pa，求箱子对地面的压力。

 变式2：一个重50N的箱子放在水平地面上对地面的压强为1000帕，求箱子的底面积。

变式3：用20N的竖直向下力压在水平地面上重50N、底积为5dm2的箱，求箱子对地面的压强。

变式4：用20N的水平方向力将重50N、底面积为5dm2的箱子压在竖直墙壁上，则墙壁受到的压强是多少？

 变式5：一个重50N、底面积为5dm2的箱子放在面积为2dm2的木桩上，求箱子对木桩的压强。

 变式6：一个重50N、底面积为5dm2的箱子放在重100N、面积为5dm2的木板上，求箱子对板的压强和木板对地面的压强。

这道针对性强的一题多变练习题，将固体压强计算的类型逐渐从易到难全部呈现出来，学生在完成的过程中，不仅对压强公式得到很好的理解，而且发现问题、分析问题、解决问题和归纳总结的能力都得到了提升，很好的拓展了学生思维的深度和广度，增强了思维的灵活性。

4.借助物理解题思路分析图，掌握有效的思维方法

在物理教学中经常会出现这样的现象，一道题可能讲了很多遍，还有同学不知如何着手解答，学生的分析问题和解决问题的能力较差。所以掌握思路方法是关键。在物理作业中设计针对性练习，借助图式建构展示各物理量间的联系，可能会发现问题中变量间的关系。教会学生会画解题思路分析图，借助物理过程图式化，就会把看起来抽象的问题直观化，使复杂问题简单化，使学生解题的思路清晰显明，会大大提高学生的解题速度和解题质量，从而使学生掌握有效的科学思维方法。

例如：某物块用细线系在弹簧测力计下，在空气中称时示数是15N，浸没在水中称时示数是5N，求物块的密度。（g取10N/kg）

根据题意，在进行解题思路分析时，从未知量着手，从④③②①这四步，一步一步推分到已知量，那么再逆向思维，根据①②③④就可以一步一步从已知量解答到未知量。所以教会学生画出如下所示的物理解题思路分析图，分析时从未知量着手，解答时逆向思维，从已知量开始解答，就会思路清晰的解答完这道题。

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通过对这样的物理针对性作业练习，教给学生一定思维方法，可使学生解题思路清晰、简洁，很好的培养和发展了学生分析问题、解决问题的思维能力。

三、探究性作业设计，帮助学生强化科学探究

探究型作业是让学生从书本回到生活，从课堂回到现实，理论联系生活，动手、动脑的一种实践活动。在物理作业中设计探究型作业，促使学生自觉的运用科学探究方法完成，从而培养学生的科学探究能力。 
　　　1.课外观察 
　　课外观察是课堂所学知识的延伸，通过课外观察某个设备、某个厂地或某个现象强化对所学的某个知识点的理解和掌握。在物理作业设计中，可设计一些生活化的课外观察作业，通过学生的观察与思考，可加深对物理知识的理解和应用，也可激发学生的学习兴趣和探究欲望，培养学生的探究意识。如观察一种乐器，它是由什么振动发声的，又是怎样改变音调和响度的？在水中滴上几滴红药水，还可少量豆浆或牛奶，使水既透明还有少许悬浮微粒，用红外线笔照射，观察光的反射和折射；观察生活中哪些物体会“反光”并解释原因；观察生活中的平面镜、凸面镜和凹面镜，了解其在生活中的应用等。 
　　2.课外小实验 
　　课外小实验是由学生利用课外时间自行设计、自己寻找实验用品、自己动手的一种实验教学活动。在物理作业设计中，可根据教学进度，适当布置一些物理课外小实验，让学生在家里完成，促进学生对物理知识的理解和科学探究方法的运用。例如：制作一个单摆，并测量单摆周期；利用手表和学校操场，测出你步行、跑步的平均速度；纸锅烧水；自制白霜；小孔成像实验；在漆黑的房间里，桌面上放一白纸，在白纸上放一平面镜，将手电筒的光竖直向下照射到白纸和平面镜上，观察哪个发生镜面反射，哪个发生漫反射；尺打棋子；用吹风机和乒乓球演示流体压强与流速的关系；测量上楼的功率；验证大气压的覆杯实验；用弹簧测力计、药瓶和水测牛奶的密度；魔术表演：茶碗中的硬币在倒水后又看到了，浇不灭的蜡烛等。

该实验自由空间大，但缺乏监督，需要学生有很强的自觉性。他们的实验结果需要得到教师的验收和评价。教师及时验收评价能对实验的完成情况起到检查和督促作用，

4.物理小制作 
　　小制作活动是以学生设计、构思为特征的内隐思维活动和动手制作、实验的外显实践活动的结合。物理小制作是进行探究性学习的有效途径，是培养学生自主学习、探究学习、合作学习的有效方式。探究型的物理小制作主要是对课本的仪器的模仿、“移植”和改进。在制作过程中学生对其中的原理理解得更深，由于有亲身经历，学生对这些经验终生不忘。通过物理小制作既可以减轻学生学习中的理解困难，使学生获得对物理知识或规律理解的同时，在思维能力、情感态度与价值观等多方面得到进步和发展。例如：制作水瓶琴；自制温度计；自制模型照相机；制作潜望镜；制作望远镜；自制气压计；自制机翼；自制悬浮物；自制孔明灯并放飞；制作喷雾器等。
　　5.探究性学习汇报

在物理作业设计中可设置探究性学习，并在学生经过总结后进行班级汇报，可培养学生的自主学习能力、合作学习能力、语言表达能力及科学探究能力。

例如在学完简单机械后，我给学生布置了两个探究性学习汇报的课题，一个是自行车上的物理知识，另一个是生活中的简单机械，把学生分成6个小组，每个小组中组员分工合作完成这样的课题，要求有文本资料，并将文本资料制作成PPT，再推选出语言组织能力强的组员进行班级汇报。
　　课外探究型作业类型在我们的教学中其实是非常多的，教师在平时的教学中设计布置好课外探究型作业，不仅可以使学生开阔视野、活化知识，而且可以培养学生创新的意识和动手实践能力，强化学生的科学探究方法应用。 

四、开放性作业设计，帮助学生培养科学态度和责任

开放性作业可以拓宽学生的科学视野，体会到学以致用的乐趣，了解科技发展的新动态，关注技术应用带来的社会进步和问题，树立正确的科学观

1.搜索整理物理学史，培养学生科学态度与责任

物理学史集中体现了人类探索和逐步认识物理世界的现象、特性、规律和本质的历程，任何一个具体的物理知识和理论体系都是汇集许多人的研究成果而建立起来的，常常是几十年、甚至上百年的努力才能迈出有意义的一步，它包含着认识论和方法论的因素，包含着探索者的艰辛与悲欢，又体现着认识过程中理论与实践、继承与突破、理性与非理性的辨证统一。

在物理作业设计中，结合相关概念、规律 、物理量单位的理解，让学生在网上搜索和整理相关物理学史或物理学家故事，培养学生克服困难和不屈不挠的意志品质，以及主动与他人交流合作的精神，培养学生敢于质疑、实事求是的科学态度和社会责任感。

2.在科普调查中培养学生的科学态度和责任
　　在物理作业设计中可设计开展科普调查活动，如：调查校园里或你家周围有什么样的噪声，应该采取什么控制措施？调查学校和家庭水的使用状况，提出在生活中节约用水的若干建议，调查县城外涝河的水污染情况，提出减轻污染的办法，调查你家附近光污染情况等，通过调查，调动学生对自然、社会广泛的兴趣，培养学生实事求是的科学态度和责任。

通过作业设计培养学生的物理核心素养，就要面向全体学生，且能激发学生的学习兴趣和探究欲望，因此作业设计要有层次性+典型性、针对性、探究性和开放性，才能有效使学生形成物理的基本观念、掌握科学的探究方法、形成良好的科学思维、培养正确的科学态度和责任。

【参考文献】：

1.李翔，初中物理多样化作业浅谈【J】;物理教学探讨,2015(5);33-35;

2.王朝藤,浅谈初中学生物理素养的培养【J】,中学物理,2017（4）；36-38；

3.曹建萍，优化作业设计 发展学生核心素养【J】，清江离论坛；2017.02;