核心素養導向下的高中物理差異化作業設計
——以《勻速圓周運動快慢的描述》為例

吳慶林 李旭偉 羅 翀

（1，3.三明第一中學，福建 三明 365001；2.三元區第二實驗學校，福建 三明 365001）

高中物理學科教學注重體現物理學科本質，培養學生物理學科核心素，從物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任等方面落實學科育人價值［1］。學生經過課堂學習后，在知識結構、綜合能力、思想品格等方面獲得發展，同時優質的作業題能幫助促進學生在鞏固理解知識的基礎上，形成能力養成品格。由于學生在成長過程中，心理特征和家庭環境上的不同，從而導致學生的認知能力不盡相同，應用知識的能力上也存在在較大差異。因此，有針對地設計個性化作業，將不同難度的題目進行優化，對作業難度設置一定的梯度，合理安排并控制作業量，以此來提高作業的針對性，符合物理核心素養的要求。

一、差異化作業設計的內涵和特征

在物理教育教學過程中對作業的設置還未受到充分的重視，存在著全班全年段統一的作業內容和形式的現象，這阻礙著作業效能的發揮。設計作業時需要充分考慮學生客觀存在的個體能力差異，提供多層次不同形式的作業以滿足學生的需求。差異化作業是以學生認知能力為依據，不同的學生通過努力在每一次的作業中體驗到成功，使不同層次學生得到更好的發展。作業的差異化并不是簡單地以學生成績進行分層，而是以學生的素養能力為依據科學分層。合理利用認知能力的差異性能幫助學生擯棄“刷題”這一繁重的學習習慣，對理解吸收課堂知識有積極的促進作用，同時提高學習的積極性和作業的有效性，達到減負增效的目的。

二、差異化作業設計的結構

由于四個學科核心素養之間的關聯性，一道優質的作業題往往包含學科素養的某個方面或各個方面，并不僅限于其中之一。在進行設計時，也無法從某一素養的角度基于知識進行專項設計，而是在整體理解學科核心素養內涵的基礎上進行整體設計［3］。為充分體現學科核心素養的要求，文章選擇基礎型教材魯科版高中物理必修二第四章圓周運動《第一節勻速圓周運動快慢的描述》進行作業設計（該作業設計獲福建省優秀作業設計）。該課程內容貼近生活并且涉及豐富的物理學模型。根據高一學生的特點，將本節的練習設計成這樣四個模塊：“夯實基礎”“創新提升”“直擊高考”“科學在身邊”。

（一）夯實基礎

核心素養要求學生對所學基礎知識進行有效的重組再現、靈活自如地運用，而“雙基”是能力發展的基石。缺少扎實的基礎，能力就會因為缺乏堅實的立足點而無法展現。因此在設計這一環節的物理作業時，教師要求學生扎扎實實地將基本知識、規律、方法及思路技巧落到實處。物理雖然具有抽象思維的特點，但它是在大量感性材料的基礎上形成的，因此筆者在設計作業中努力做到從生活中提取題目的素材，意在理論聯系實際時培養學生對生活的熱愛，源于生活又能解釋生活、服務于生活。

［例1］疫情防控期間三明市梅列區第二實驗學校三年五班的全體學生捐獻出自己的壓歲錢，為武漢運送了一車的蔬菜和牛奶，2020 年2 月29 日上午8:00，經過十二個小時的長途運輸，在兩位熱心司機的幫助下將十五噸冬瓜和200 箱牛奶送到了武漢湖北省第三人民醫院。若汽車發動機的曲軸每分鐘轉2400 周求：（1）曲軸轉動的周期與角速度；（2）距轉軸r＝0.2m 點的線速度。

題目中融入生活情境在鞏固物理知識和規律的同時，培養了學生的物理觀念。在小課堂中展現大社會，在小知識中展現學科特性，在科學知識的學習中滲透精神教育。

（二）創新提升

從“夯實基礎”到“創新問題”設計體現層次性，關注學生的個體差異，強調基礎性并關注綜合性和創新性，由易到難由淺入深激發學生的思考；物理問題處理的過程，是一個由已知求解未知的過程。

［例2］我國研制出潤滑鋼頭子彈，將大幅提高槍支射擊壽命，手槍子彈的初速一般在300-500 米/秒，與音速（340 米/秒）比較接近。運動槍和獵槍的初速一般是略低于音速。步槍的初速（700-1000 米/秒）大于音速。如圖，兩個薄圓盤固定在一根水平放置的軸桿上，為測出子彈飛行速度，兩圓盤水平間距x＝2m，軸桿的轉速為60r/s，轉動方向如圖所示，子彈穿過兩圓盤留下的兩個彈孔所在的半徑間夾角為60°，則該子彈速度可能（）

A.300m/s

B.720m/s

C.1080m/s

D.1440m/s

這道題在鞏固基本物理觀念的同時，進行拓展延伸，將勻速圓周運動和勻速直線運動有機地組合在一起，融入圓周運動的周期性，展現解題結果的多種可能。以我國子彈研制情況為背景，意在提升學生的自豪感和對祖國的熱愛，在物理觀念的提升中培養科學思維。

（三）直擊高考

高考試卷由國家教委統一命題，物理試題在遵循高考內容改革的綱領下依據《考試說明》進行命制，充分體現新課標的特點，注重對基礎知識及基本技能的考核，不出現“繁、難、偏、舊”的試題，強調能夠結合情境靈活運用基礎知識解決問題，突出了對學生核心能力的考查。

［例3］帶有一白點可繞其中心勻速轉動的黑色圓盤，每秒沿順時針方向旋轉30 圈.在暗室中用每秒閃光31 次的頻閃光源照射圓盤，觀察到白點每秒沿（）

A.順時針旋轉31 圈

B.逆時針旋轉31 圈

C.順時針旋轉1 圈

D.逆時針旋轉1 圈

高考真題對中學物理教學起到了導向和推動的作用。“直擊高考”讓學生走近高考，感悟真題，體悟學科能力要求被有效地檢測。

（四）科學在身邊

在保留足量的習題型作業前提下，恰當的設計實踐作業，如觀察類、信息收集類、操作類和科學探究類等指向性不同的作業。教師從實際生活出發，通過設置合理的問題情境讓學生走出教室，應用課堂所學的物理知識和技能解決實際問題，有效激發學生的內在學習動力和培養其素養能力。

［例4］嘗試觀察自行車的傳動情況并解釋自行車的傳動原理。有條件同學嘗試解釋變速自行車的變速原理。

本題通過對變速自行車的觀察，抽象出皮帶傳動、齒輪傳動、同軸轉動的物理模型。學生在嘗試解釋變速自行車變速原理的過程中，升華了對傳動、轉動模型的理解和應用。增強了學習物理的興趣和原動力。

三、結語

從某種意義上來說，差異化式作業的實施，會使學生根據自己的特點去選擇相應難度的作業類型，提高學生對自己的認識，增強學生學習的自信心，正確定位自己，為未來大學生活以及走進社會奠定了強有力的基礎。培養學生的核心素養并非一朝一夕，只要教師本著“以人為本”的教育理念［2］，正確認識作業設計的教育功能，按照科學合理的方法精心設計，就能設計出符合學生認知規律的差異化作業，提升學生核心素養。