走進自然提升素養

譚俊賢

摘? ?要：課堂練習及課后作業對物理教學的有效性起著客觀的甄別和警示作用。課堂練習及課后作業設計作為物理教學的重要組成部分，歷來都為一線教師所重視。在新課改逐步進入深水區的新常態下，不少老師的作業設計，依然存在著新瓶裝舊酒的不良傾向，既不利于提高學生學習的積極性，也不利于培育和提升學生的核心素養。文章立足于一線教學實際，旨在核心素養視域下對一道初中物理練習題進行客觀審視，期望為廣大初中物理教師提供一些借鑒。

關鍵詞：核心素養;初中物理;作業設計

沙坪壩區初中物理采用滬科版教材。在八年級第十章《機械與人》第四節《做功的快慢》的習題課（第2課時）上，任課教師設計了一道如下的課堂練習題：

【拓展與延伸】 “飯后百步走，活到九十九”，散步是一種常見的健身方式。為了研究“人在水平路面上行走時克服重力所做的功”，大兵同學在互聯網上查閱得知：人體的重心大約位于肚臍上方6 cm、脊椎前方3 cm處。在行走過程中，人的重心高度會隨著行走而上下變動，重心升高時，人體會克服重力做功。

大兵在小區里選擇了一段平直的步道，請父親用智能手機錄制自己在水平路面上行走的視頻，并用皮尺測出了自己的步距s（跨出每一步時兩腳之間的距離）和腿長L，有關測量數據如表1。

假設在正常行走時，重心在人體中的相對位置不變。

（1）通過觀察自己在水平路面上行走的視頻，大兵發現，當前腳跨出時重心會下降，而后腳收起時重心會上升。則他每走一步，重心會下降或升高多少？

（2）大兵每走一步需要克服重力做多少功？

（3）你認為人在水平路面上通過走路進行鍛煉時，哪些因素會影響鍛煉效果？請簡述你的理由。

1? ? 考查閱讀能力

在大語文、泛閱讀的大背景下，所有科目都會考查閱讀能力，物理也不例外。本題題干包括247個字，比傳統的初中物理練習題字數多得多。如果不善于閱讀，不善于勾畫，很難有效提取題目中的關鍵信息，解題也就無從談起。

2? ? 體現社會責任

網絡作為科技發展的產物，信息時代的標志，本應極大地拓展學習的時空。然而，據聯合國教科文組織的不完全統計，以學習為主要目的上網的中學生，美國占總數的20%，英國為15%，中國僅為2%。上網和手機幾乎等同于網絡游戲，是所有學生家長談之色變、避之不及的敏感詞匯。緣何如此？答案也許就在我們日常的教學活動之中。希望本練習題的設計，能夠為一線教師引導學生善用網絡提供有價值的借鑒。

3? ? 構建物理模型

物理建模就是將現實生活中復雜的問題進行簡化、抽象。本練習題要求學生能夠建立“行走”時雙腿的幾何模型（如圖1所示）。實線表示跨出一步且雙腳著地時的雙腿，虛線表示后腿收起時的雙腿。

4? ? 運用數學工具

對于廣大中學生而言，之所以感覺物理難，一個最主要的原因在于不善于運用工具學科（語文、數學等），總是把物理獨立于其他學科之外，無法借力，自然不能形成學科之間的合力。在解本練習題時，即建立了幾何模型之后，先用勾股定理求出雙腳著地（實線）狀態下重心的高度：

收起后腿時，重心高度為：

h2=L=0.65 m

顯然，每走一步，重心會下降或升高h=0.05 m。

5? ? 認識科學本質

第2小問很常見，在得到了每行走一步重心的高度變化之后，只要知道做功的科學本質是關注力和空間的累積效應，一般都容易得出每走一步需克服重力做功25 J。

6? ? 端正科學態度

對普通老百姓而言，鍛煉效果只是一個生活常識。在自媒體時代，正常人都知道，步幅越大，走得越快，流汗就越多，消耗的能量就越多，鍛煉效果就越好。站在科學的角度看，論證需要有力的證據。

行走時，每跨一步，重心升降：

在腿長L一定的前提下，步距s越大，重心升降h越大。

收起后腿時，克服重力做功：

W=G·h

在健身者體重G一定的情況下，重心升降h越大，做功越多。

以30分鐘為鍛煉時長，健身專家提供的參考數據如表2所示。

顯然，步行的健身效果既與步距s有關，還與行走的速度（步頻）有關。

這是一道探索性的、與生活相關的練習題。對于初中生而言，要嚴格求解十分困難。在教學中教師應從引導學生以定性或半定量分析為出發點，培養學生運用物理知識分析問題的能力。

課堂練習及課后作業是物理教學的重要環節。在基礎教育課程改革逐步深入的大背景下，立德樹人是設計物理作業的根本點，減負提質是設計物理作業的出發點，提升素養是設計物理作業的落腳點。

參考文獻：

[1]彭軍凱. 基于核心素養的初中物理作業設計[J]. 中學物理， 2018，36（12）：37-39.

[2]王金鐸. 基于核心素養的物理作業設計[J]. 物理教學探討，2018，36（4）：1-3.

（欄目編輯? ? 趙保鋼）