物理開放型作業設計應聚焦“開放”

王燕

【關鍵詞】高中物理；開放型作業；作業設計

【中圖分類號】G633.7? 【文獻標志碼】A? 【文章編號】1005-6009（2022）59-0069-02

指向學科素養培育的教學改革不僅要關注狹義的“上課時間”的課堂，還要關注作業的布置。作業不僅承載了對學習進行診斷和評價的“育分”功能，還需承擔學科素養的全面落實、關注學生幸福成長的“育人”功能。特別在“雙減”政策下，如何創新形式、減量保質、減負增效，亟待改革創新實踐。

1.開放型作業的特點與分類

2019年版人教版高中物理教科書相較于舊教材，在課后延伸部分大幅增加了開放型作業的有占比。高中物理開放型作業指以全面育人為基本導向，源于課堂教學，聯系實際生活的一種作業形式。它不同于常規作業，其情境、方法、完成形式和答案具有多樣性和不確定性。其主要特點體現在以下三個方面。第一，以開放的情境彰顯大物理觀念，引導學生用物理的眼光發現問題、解決問題。第二，以開放的方法尊重個性化發展，幫助學生習得知識和文化，加強自我理解和自我管理。第三，以開放的形式促進合作性學習，突破孤立作業的限制，讓學生用不同的途徑去思考并解決同一個問題。

開放型作業設計主要考慮核心素養目標、學生、情境、問題等要素。在實際操作時，一般是備課組在學期初研究討論制訂教學計劃時，就把作業設計納入教學整體設計中，分工合作，由負責人提前鉆研教材和課程標準，設計合適的開放型作業，提交備課組，經討論、完善后列入計劃。開放型作業按完成方式的不同大致可分為科技制作、演繹歸納、課題研究、實驗探究、技術應用、綜合實踐等。

2.開放型作業的設計與實施

筆者以綜合實踐“風中的小球”為例展開詳細說明。該作業布置于學習人教版高中物理教材必修二第五章“拋體運動”之后。對照核心素養要求，學生對運動的多樣性已經有了足夠的認識，完善了運動和力的知識結構；形成了將復雜運動分解為簡單運動的物理思想，經歷了理論、實驗等科學探究的過程，具備實事求是的科學態度。于是，我們設計了開放型作業“風中的小球”：“水平風速[v0]恒定，將一個小球無初速釋放，假設空氣阻力[f=-kv]，請問小球做直線運動還是曲線運動？請你選用合適的方法論證你的猜想。”根據學情，這份作業的難點是在水平風速恒定的情境中，由于小球與空氣之間的相對運動而導致的變力作用。

（1）討論合作。課堂上對開放型作業先進行必要的、適度的討論，按照對作業的理解和完成方式的不同，學生自主分成若干小組，設計方案、分工合作。學生若有困難，也可尋求家長、教師在技術、器材等方面的支持。

（2）推進反饋。在此環節，教師可引導學生通過電子文檔、視頻、照片、實驗報告等方式遞交作業，學生采用了以下兩種不同的方式。第一，技術輔助反饋。部分學生利用“仿真物理實驗室”軟件，用一個輔助點坐標來控制實驗條件，設定小球初速度為零，利用程序編輯器，設定Fx=k×（V風-Vx）/m，Fy=-g-k×Vy/m，可得直線軌跡及水平速度隨時間變化圖像。還有一部分學生利用Excel軟件微元求和，把各運動參數的初始條件和邏輯關系輸入后，即可得出系列數據，并能得到y隨x變化的圖像。第二，演繹歸納反饋。可以采用微分方程和相對運動兩種不同的解題方法。微分方程法：水平方向上有 [mvx.]= [kv0-kvx]，且當t=0時，vx=0，得 [vx=v0-v0e-kt/m]；同理 [vy=mgk-mgke-kt/m]，兩者比值不變，所以小球做直線運動。相對運動法：f風→球=kv風→地-kv球→地=kv0-kv球→地，風力可以看成是一個恒力kv0和一個變力-kv球→地之和，由圖1易得小球初速度為零時，將沿F方向做直線運動。第三，實驗探究反饋。學生用電風扇高速擋制造恒定風速，用乒乓球作為研究對象，能明顯地體現風力的作用。反饋時呈現超級慢動作錄像，用尺作為背景，可以清晰地看到乒乓球的運動軌跡近似為一條直線。

（3）展示評價。展示優秀作業是對學生的正向激勵，有利于促進學生全面而富有個性的發展。課堂、板報宣傳欄、班級QQ群和網站都能成為展示的陣地。

3.開放性作業的反思與優化

在完成開放型作業的過程中，可能會遇到種種問題，如學生參與度有待提高、班級之間差異明顯、展示不夠充分等。這就需要教師不斷反思并完善，最終形成校本化的開放型作業體系。

（1）構建完善的作業研究與支撐體系。在學校的統籌規劃下，教研組應充分開展關于布置和研究作業的培訓和評價活動，構建完善的作業研究與支持體系。教師則需擺脫對現成參考資料的依賴，在實踐中提高自身的專業能力。

（2）集體智慧賦能開放型作業的設計。教師間的討論交流、網上資源的啟發，或是展示課的實驗創新，都可以成為作業設計的靈感。再經過集體備課、實施討論、反思交流，在集體智慧碰撞中設計出開放型作業，使之成為各項核心素養的綜合應用。

（3）優化作業實施層面的過程性支持。課堂適度討論，鼓勵學生發現問題、提出問題；適當分組，提升學生的參與度，教師提供必要的思路點撥或技術支持，提高學生作業完成的平均水平；適當減少常規作業的布置，讓學生享受開放型作業帶來的樂趣和挑戰；在展示的渠道上提供支持，激發學生的積極性，并增加開放型作業在期末評價中的比重。