巧設物理實踐作業發展學生核心素養

李淑紅　郭璐

摘? ?要：在推行“雙減”政策的背景下，作業改革實施在即，同時《義務教育物理課程標準（2022年版）》的頒布也明確了發展學生核心素養的課程目標。受其啟示，教師可以實踐作業的設計為抓手，引導學生在“做中學”“做中思”“做中探”“做中感”，如此可從根本上改變學生的學習方式，落實發展學生物理學科核心素養的目標。

關鍵詞：中學物理;新課標;“雙減”政策;核心素養;實踐作業

中圖分類號：G633.7? 文獻標識碼：A? 文章編號：1009-010X（2022）20/23-0101-03

2022年頒布的《義務教育物理課程標準》（以下簡稱新課標）明確了學生素養發展的目標導向，指出了初中物理課程目標要聚焦中國學生發展核心素養，同時還指出了要強化課程的實踐性，推動育人方式的變革，凸顯學生的主體地位。

作業設計改革作為基礎教育課程改革的重要組成部分，與學校課堂教學共同承擔著落實立德樹人、發展學生核心素養的教育任務，也是“雙減”政策著力改革的領域。在新課標和“雙減”政策文件中都強調了要兼顧基礎性作業和探究性、實踐性作業，同時新課標還指出初中物理課程要承載的核心素養主要包括物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度和責任，此外新課標在課程內容上還增加了實驗探究和跨學科實踐兩個主題，以上這些都將學生在實踐探究中學習物理的主張提升到前所未有的新高度。由此可見，發展學生物理學科核心素養的過程需要注重學生的自主探究和自我體驗，并更多地依靠學生自身在實踐中獲得的感受、積累的經驗和體悟，即自主掌握探究方法，活化科學思維，構建學科核心知識體系，如此可從根本上改變學生的學習方式。

初中物理與小學科學和高中物理相銜接，本身就具有很強的實踐性和基礎性，是初步發展學生核心素養的重要環節。但其課堂教學卻由于時間和空間的限制，難以達到讓學生主動觀察和思考自然現象、對發現的問題進行充分探索和實踐的目的。對此，在實踐方面，類型多樣、資源豐富、時空不設限的物理實踐作業可以發揮重要作用。因此應用物理實踐作業引導學生在“做中學”“做中思”“做中探”“做中感”，必然會成為實現學生核心素養發展目標的有力抓手。對此我們申請了河北師大基礎教育發展研究中心2020年度一般課題“基于核心素養的交互式家庭作業的設計與實施——以初中物理為例”（課題編號：JJZX2020F15），以期對如何巧設物理實踐作業，發展學生核心素養提供一些參考。

一、巧設實踐作業，使學生形成在“做中學”的物理觀念

物理實踐作業能引領學生主動形成觀察實驗的物理學習方式和習慣，同時還能使學生積累生動、鮮活的感性經驗，并為科學思維注入豐富、立體的表象畫面，如此可助力學生構建系統的知識結構，形成物理觀念。在傳統的物理教學中，教師更多地承擔了物理實驗的設計、演示和生活案例的搜集、整理等任務，即給學生創造的是一個缺乏情感體驗和真實感受的抽象學習環境，這使得學生在對表象素材進行思維加工時不夠生動、鮮活，同時還加大了學生學習物理的難度，使教師錯失了對學生的學習方式加以引領的機會。

例如在學習二力平衡的條件時，學生往往理解不了為什么物體在靜止時受平衡力，在做勻速直線運動時也受平衡力。對此教師可以布置觀察和實驗作業——讓學生站在體重秤上乘坐電梯，然后觀察在電梯啟動、勻速、減速運動時體重秤的示數變化，并和電梯在靜止時體重秤的示數加以比較，由此學生不難得出物體在做勻速直線運動時和靜止時的受力情況相同，即物體在做勻速直線運動時也處于受力平衡狀態。然后學生進一步對比加速、減速時的受力情況并分析其與靜止時的不同，由此可以得出當物體的運動狀態發生變化時受力不平衡的結論，這可為高中階段進一步拓展出超重和失重這兩個難理解的概念做好鋪墊。

學生在此過程中親身參與實驗，并積極投入對比、歸納、推理、得出結論的過程，如此可使學生對平衡態和非平衡態的認識更加深刻，感受更加具體，同時還強化了學生從生活中學習物理的意識。

二、巧設實踐作業，發展學生在“做中思”的科學思維素養

物理實踐作業能促進學生科學思維能力的提升。因為完成作業的過程，可激發學生之間、師生之間、學生和家長之間，甚至專家與學生之間的思維碰撞，即呈現出互相激發的樣態，如此有利于學生養成善于討論、交流的意識，提升學生的合作、溝通能力。

例如在學習彈力及彈簧測力計時，教師可以布置實踐任務——讓學生利用生活中的物品設計、制作簡易的彈簧測力計，有條件的學生還可對自己制作的測力計進行刻度校準。在任務準備階段，學生們從不同的途徑找到了各種各樣的彈簧和橡皮筋，以及小巧的牙膏盒、藥膏盒等，并在盒身貼上了自己喜歡的彩色貼紙做外殼，這充分體現出物品功能異化的創造性思維和廢品利用的環保意識以及工程設計中的美化意識等。在學生對各自制作的測力計標注刻度的過程中，學生深刻理解到彈簧測力計刻度均勻的道理以及彈簧伸長量和所受拉力的正比關系，同時因為個別學生所掛物品太重使得彈簧測力計超出彈性限度而被損壞的事件，還加強了學生對正比關系的成立條件及其與測力計量程關系的認識。在展示改進階段，學生通過互相交流，發現了因彈簧和橡皮筋的材料、粗細、長短不同，導致彈簧測力計能標注的最小分度值和量程也不同的情況。以上過程，不僅深化了學生對知識的理解，還發展了學生的科學思維素養。

三、巧設實踐作業，使學生養成在“做中用”的科學探究素養

科學探究既是初中物理的課程內容，又是初中物理的素養培養目標，同時它還是達成目標的手段。物理實踐作業可以促使學生形成“理論聯系實際”“從生活中學習物理，從物理走向生活”的意識，同時還能使學生自覺地在探究中體驗并掌握科學規范的觀察、實驗和探究方法，如此可實現在科學探究過程中培養并發展學生科學探究素養的目標。

例如在講授光的折射規律時，教師可布置任務——讓學生嘗試“空碗變出硬幣”魔術，如此可激發學生的學習興趣，引發學生提出問題并猜想：“因水而‘變出來硬幣，其原理可能是由于傳播介質的變化而使光線發生了偏折。”學生提出的問題和猜想既基于生活中池水變淺、筷子彎折等經驗，又基于此魔術因為倒入水才看到硬幣的實驗事實。為了驗證猜想，教師引導學生利用激光筆和家里的方形玻璃魚缸，來探究光在水和空氣界面上發生偏折時所遵循的規律。在以上實踐過程中，有的學生發現看不見光線的傳播路徑，這時通過改進裝置，即在空氣中可讓光線貼著紙板入射、在水中可加入少量牛奶或米湯，以顯示出光的傳播路徑。還有的學生提出了新問題：“光在玻璃和空氣界面上是否遵循同樣的規律？偏折程度是否相同？”由此學生進一步進行實驗，并如愿得到了想要的結論。這樣的實踐性作業可讓學生自然而然地鞏固并建立光線折射的物理模型，同時因為親身經歷了基于經驗和事實提出問題、巧妙設計實驗、驗證猜想、改進實驗、得出結論的全過程，還使學生的科學探究素養在潛移默化中得到了提高。

四、巧設實踐作業，培養學生在“做中感”的科學態度和責任素養

物理實踐作業能引導學生熱愛自然，激發學生探索自然的興趣，鍛煉學生勇于探索并堅持不懈的品質。同時在實踐過程中產生的積極情緒體驗，還能激發學生內在的學習動機，如此有利于學生形成嚴謹、實事求是的科學態度和責任素養。

例如在講授摩擦力時，教師可布置任務——讓學生們實際操作“筷子提米”小實驗，學生們一開始本以為該實驗會像看到的小視頻那樣容易做到，但事實卻是磕磕絆絆的，即學生們通過親自動手選材和進行實驗，體會了更換米的種類、瓶子種類、筷子種類以及耐心等待米被泡脹的過程。雖然步驟沒錯，但還是一次次地提不起來。最終經過家長、教師的鼓勵和指導，學生們不斷改進，再實驗，最終成功用小筷子提起了一瓶米。此實驗不僅加深了學生對摩擦力影響因素的認識和理解，還使學生感受到了將不可能變成可能的神奇，最重要的是學生在此過程中還收獲了滿滿的成就感和自豪感。這種積極的情緒體驗，能由內而外地激發學生進一步克服困難、勇攀高峰的學習動機，并在其內心播下科學態度和責任素養的種子。

長期以來，關于在課堂教學中落實核心素養目標的研究已經很深入了，但在學生的實踐層面，卻依然局限于教師的課堂演示和學生的課堂探究，這造成了教師過度控制學生發展的節奏和細節，如此不僅不能促進使學生主動發展的內在動力形成，還偏離了育人的本意和目的。實踐性物理作業需要學生感覺、知覺、思維、情感、意志、價值觀全面參與、全身心投入，是發展學生學科核心素養的重要途徑，因此教師應注重對實踐性物理作業進行研究。