化解作業“三化”問題　提高作業設計實效

何哲

［基金項目］本文系深圳市教育科學2022年度規劃課題（dwzz22046）的成果之一。

［摘 要］隨著新課標的實施，物理學科核心素養的培養已滲透到教學的各個環節中。核心素養視域下，作業既是鞏固課堂教學效果的主要方式，也是落實新課標并使學生實現全面可持續發展的重要載體。但現實境況是：目前作業仍存在著功能窄化、類型泛化、情境僵化等系列問題，從而制約了課程與教學改革的效果。文章以現存作業“三化”問題的成因為導向，結合實例探討核心素養理念下物理作業的改良設計，以期為高中物理教師的作業設計提供參考。

［關鍵詞］作業設計；高效；“三化”問題；核心素養

［中圖分類號］G633.6［文獻標識碼］?A［文章編號］ 1674-6058（2023）32-0047-04

作業作為教學的有機組成部分，是連接課堂與課外、學校教育與家庭教育的紐帶，是提高學生能力的有效途徑。自2020年高考新政實施以來，許多專家和教師都關注了新課程教學改革要求，關注了新高考的要求，并取得了諸多研究成果，但仔細對比發現關于物理作業的改革并未隨著新課程的研究發展而廣泛展開［1］。盡管教師在作業設計過程中注重了“引導性”“主體性”“層次性”“科學性”“高效性”等，但物理高效作業設計仍是一個薄弱環節，亟待改進完善。為了豐富物理作業的實例資源，也為了踐行增效減負的教學理念［2］，筆者分析了當前作業在形式、內容方面存在的問題，并就如何以核心素養為導向設計高中物理高效作業提出了一些設想。

一、新高考視域下高中物理作業存在的“三化”問題

傳統的作業以書面封閉式為主，作業形式重復單一。雖然短期內能夠幫助學生迅速記憶新知識，但從長遠來看，對學生核心素養的鍛煉作用有限，學生的思維能力和科學態度都難以從作業中獲得有效訓練提升，學生難以在新高考中取得好成績。要解決問題，必須從問題的成因入手，筆者認為現在的物理作業主要存在以下三方面的問題。

（一）功能窄化

“勻變速運動”章節中“連續相等時間（位移）的運動比例規律”這一類作業（習題）是功能窄化的典例，該類習題的效果往往只停留在對課后學習效果的檢驗，是以檢測知識或強化記憶為主要目的，缺乏創造力與新意，整個解題過程更偏向于利用已知的結論做數學關系對應，欠缺物理觀念的引入。不僅會讓學生對作業產生一種枯燥乏味的感覺，還無法全面檢查學生的學科關鍵能力的發展情況，從而影響學生對物理知識的探究欲。實際教學中可以感受到，有部分教輔資料更新緩慢，設置的題目形式單一，更談不上注重體現物理學科本質，若過度依賴教輔資料上的作業題很容易加重此類問題。

（二）類型泛化

目前大多數教師布置的作業仍受傳統“選擇題、計算題、實驗題”這“老三樣”作業形態的影響，作業面貌千篇一律。該類問題的主要成因是偏重應試，缺少對學生的實際關注，使作業流于“公共性”。針對類型泛化問題的解決，部分教師可能會陷入誤區，認為作業就是要注重形式新穎多樣，例如筆者就曾見過將思維導圖的制作作為單元作業的主體。盡管形式新穎，卻缺少對教學目標的考察，拓展性作業更應作為補充而不是成為主體，缺少目標的盲目拓展并不可取。新時期的學生已經不再滿足于僅獲得知識，他們更渴望交流、合作、探討、批判，更希望知道知識的來源。科學探究作為核心素養的重要一環，將會成為學生的主要學習形式。以科學探究為導向的物理作業設計要著重體現“問題—證據—推導—解釋”的思維過程，而在層層遞進的思維過程中也方便衍生出多類型的作業形式，這樣可以有效解決類型泛化的問題。

（三）情境僵化

在以學科素養為核心的教學改革中，其中很重要的一點就是由“抽象知識”轉向“具體情境”，注重體現學習情境的真實性，可見物理作業的情境化在作業改革方面具有重要的意義。習題的情境化更加強調了培養學生將課堂知識遷移應用于解決實際問題的能力，這樣可以拓寬學生的視野，也可以激發學生學習物理知識的興趣，形成良性循環。廣東高考題中，情境試題占比更是達到了80%，由此可見情境化的習題已成為主流趨勢。但是在習題情境化的大潮下，學生真能提升自主學習能力，做到高效學習嗎？筆者對我校學生進行了問卷調查，結果如圖1所示，有45%的學生表示喜歡帶情境的作業，且能從中獲得生活的啟示；有23%的學生表示并沒有在意作業中的情境導入，習題沒有幫助他們建立物理與生活的聯系；有32%的學生認為這種作業閱讀起來更為麻煩，做起來會花費更多時間，增加了自己的學習負擔。

從上面的分析可以看出，大部分學生并沒有從情境化作業中獲益，這與我們的設計理念背道而馳。情境化作業的主旨是通過創設與實際生活相結合的情境，培養學生解決問題的能力。但是，后半部分的內容往往被忽略，引入的情境雖與生活建立了聯系，卻也僅有聯系而已，并沒有深化的價值觀輸出，給人一種生搬硬套的感覺，較為僵化。筆者認為在作業中落實科學態度與責任是解決情境僵化問題的重要手段，目前的相關研究也比較薄弱，在此方向的改革仍然任重道遠。

二、新高考視域下的高中物理高效作業設計

高效作業設計是發展學生核心素養、提升教育教學質量的必然要求。解決目前作業存在的問題是實現高效作業的重要前提。其實不難發現，上述作業問題的根源都是對作業育人效果的忽視，因此筆者認為重新思考作業的內涵和價值，正確定位作業的育人功能，在作業中融入物理學科核心素養培育元素是突破困境的關鍵。下文就如何融入物理學科核心素養理念，讓學生適應新高考要求，解決作業中存在的問題進行了有益的探索，為核心素養在作業中的融入以及物理高效作業的設計提供新路徑。

（一）以科學思維為導向的“三習”一體化作業設計策略

要想實施高效作業，減輕學生學習負擔，促進學生發展，教師必須在選題、編題上下功夫。前面提到的作業功能窄化問題使得“題海戰術”在平時的教學中出現得越來越頻繁，學生疲于完成作業，缺乏必要的反思。事實上，大部分學生并不厭惡作業本身，而是討厭沒有質量的作業。好的作業應該是富有典型性、啟發性、系統性和針對性的。那么，如何解決這一問題呢？根據科學思維中強調的模型建構與推理論證能力，筆者認為將“復習”“練習”“預習”三習融為一體的“三習”一體化作業設計，能更好地幫助學生舉一反三，從而使作業收到事半功倍的效果［4］。下面以研究電勢、電勢能與電場關系時筆者使用的作業題為例談談“三習”一體化作業設計。

［例1］如圖2所示，勻強電場的場強大小100 N/C，[OA]、[AB]的距離[L]均為1 m，完成下列練習，并討論以下問題：

①求出將+1 C的點電荷從[B]點移到[O]點電場力做的功；

②若規定[O]點所在的垂直電場方向的面為零勢能面，求出點電荷在[B]點的電勢能；

③求出[B]點的電勢；

④同上方式，求出[A]點的電勢；

⑤將+1 C點電荷換成-1 C點電荷，電荷的電勢能是否有變化？[B]點電勢是否有變化？

⑥根據以上結果，分析沿電場線方向電勢如何變化？

設計意圖：電場力做功與電勢能以及電勢關系的理解一直都是高二物理教學的重點與難點，由于引入正、負兩種電荷，加上電勢能在生活中并不直觀，學生很難像學習重力勢能一樣快速建立準確的物理觀念。該作業在前四問中主要考查學生是否掌握基本的物理觀念，在表現出復習作用的同時讓學生就具體物理知識深化做好思維鋪墊；第五問中，加入了正、負電荷的切換的情境，以此考查學生對電勢與電勢能的區分情況，既實現了物理概念的鞏固，又提升了學生的論證能力；第六問的設計以啟發功能為主，在實際使用本題時，筆者并未給出“沿著電場線方向，電勢降低”這一知識，而學生在完成本作業后，可以輕松得出這一重要的二級結論，說明在作業中蘊含預習功能的可行性。值得一提的是，教師在布置作業時，也應該注重作業布置的時機，若此題放在學生已知電場線與電勢關系的結論后，取到的效果遠不如學生經自己推導出的強烈。

（二）以科學探究為導向的綜合實踐性作業設計

物理作業的內容不只是局限于選擇題、計算題、實驗題，也可以是課內實驗知識的拓展，還可以是物理教材中涉及的課外實踐活動、“科學漫步”，還可以鏈接生產、生活等。以科學探究為導向的綜合實踐性作業是解決作業類型泛化問題的有效方式。下面結合學校體育生的日常訓練設置的綜合實踐性作業為例，闡述如何將科學探究的思想和力的合成與分解這一物理知識進行有效結合，同時也為解決作業類型泛化問題提供有效的途徑。

［例2］如圖3所示，仰臥推舉是我們常見的力量訓練方式，請各位同學分組選出進行仰臥推舉的代表，并選擇合適重量的杠鈴片，確保受訓同學能完成整套動作。隨后，完成以下作業。

（1）請設計一個實驗方案，借助生活中常用的工具，與同組同學合作。估測出受訓同學在仰臥推舉到頂靜止時手臂受到的壓力大小。將兩手的握距改變，再次進行測量。比較兩次的測量結果，你能得出什么結論？（請提供實驗目標、原理分析、所需器材和實驗步驟等內容）

（2）設計一場仰臥推舉比賽，要求能體現出兩手握距不同帶來的差別。

（3）請運用本章的知識結合作圖法與解析法分析并說明握距改變所帶來的影響。

設計意圖：本題以學生日常的訓練內容為背景，能更好地激發學生的探究欲望。題目通過分組合作的方式一步步引導學生自主設計實驗，并完成對問題的解釋與論證。且題目還引導學生分別從實驗探究和理論探究兩個方面分析與解決問題，做到將科學探究的思想和方法與題目有機融合，進一步培養了學生的證據意識和論證能力。之所以能將綜合實踐活動作為物理作業，主要原因是物理教學的目標與綜合實踐活動的目標有許多相通之處。例如，物理教學總目標要求學生“學習終身發展必備的物理基礎知識和技能，而綜合實踐活動則是從學生的發展出發，著力點是促進提升各項基本素質，這一點與物理教學的目標不謀而合。這既是能將綜合實踐活動與物理作業連接起來的主要原因，也是引入綜合實踐性作業解決物理作業類型泛化問題的必要前提。

（三）以科學態度與責任為導向的情境作業設計

從近幾年的命題導向功能來看，核心素養與真實情境的結合更能促進學生良好科學態度的養成［5］。在目前情境化試題日益增多的背景下，部分學生反映情境化作業加重了自身的學習負擔，其根本原因是題目的情境過于僵化，考查的依舊是硬知識點，科學態度與責任的滲透不夠，從而不能引起學生的興趣，產生有效的記憶點。事實上，科學態度與責任由于涉及很多意識形態的內容，難以用作業中的試題形式反映出來，為此，教師需要充分挖掘素材中核心素養的命題潛質形成高效作業體系［6］。筆者以在2022年深圳市物理命題比賽中命制的計算題為例，以節約能源為背景，以潮汐能的利用為具體情境，探討科學態度與責任在命題中的滲透，為打破情境僵化提供借鑒。

［例3］在雙碳目標的指引下，我國大力發展綠色能源。某小組就改善海邊停泊的船只的穩定性，設計了一套利用潮汐能的新型停泊裝置。裝置的簡化模型如下（見圖4），平行軌道AE和BF、CE和DF的間距均為L，與水平面的夾角均為θ，在最低點E、F平滑連接且對稱固定于海平面上。導軌的兩端AB、CD間均接有阻值為R的海上警示燈，用于標示航道。在導軌的MNEF和JKEF兩個矩形區域內存在著勻強磁場，磁感應強度大小均為B，方向分別垂直于兩軌道平面向上；區域邊界MN和JK的離地高度均為h。船只的底部加上了特制的金屬減速棒QG，可將“船只”簡化為電阻為r，質量為m，長為L的導體棒QG，因海浪沖擊在離海面H的高度開始靜止下滑。若QG第一次到達[EF]時速度大小為v，第一次到達JK時速度恰好為0。假設整個過程QG均垂直于導軌且與導軌接觸良好，不計導軌電阻，不計船只受到的一切阻力和摩擦，重力加速度為g。求：

（1）QG第一次經過MN時它兩端的電壓大小。

（2）QG從下滑開始到最終狀態的整個過程中它的發熱量，以及整個過程的能量利用率。

（3）QG從靜止釋放后到它第一次到達JK的時間。根據所求結果判斷題中的物理量R和B對船只制動時間是否有影響；若有影響，請分析如何調整該變量，可以縮短制動時間，且調整哪個參量更為合適？

設計意圖：物理作為基礎學科，與社會和環境的聯系緊密，既可促進社會巨大發展，也有著改善環境的巨大潛力，兩者也一直相互促進，物理知識促進技術變革，技術變革反過來又帶動科學技術的發展。題干首先利用了“潮汐能的利用”中的相關知識將物理與科學技術、社會經濟發展緊密聯系。隨后，基于電磁感應的物理知識提出了本題的物理模型。該模型的優勢在于既能消除潮汐漲落帶來的危害，又能夠利用阻尼效應進行發電，直接將物理知識服務社會的科學態度與責任滲透在題目中。以往的命題往往將情境與問題割裂設置，題目的問題只針對知識進行考查，這就導致學生無法真正體會情境化的意義。而本題最大的特色在于將科學態度與責任蘊含在設置的提問中，第（3）問中，減小電阻[R]或增大磁感應強度[B]都可縮短船只制動時間，但是在考慮第（2）問中所求的物理量時，可知減小[R]能量利用率將降低，不利于能源的節約。由此，整個題目從綠色能源的主題出發，又回歸到能源節約的主題上，有效激發了學生研究物理的內在動機，也更好地幫助學生形成保護環境、節約資源、促進可持續發展的良好意識。高效的作業（習題）不僅僅是傳遞知識，更重要的是培養學生的良好科學態度，引導學生正確認識科學本質，并形成社會責任感。這樣的作業實現了教書與育人的高效統一，讓學生在掌握知識的同時，也培養了綜合素質和科學素養，從而讓知識的傳遞更有“溫度”。

三、小結

一份高效的物理作業不應僅定位在“教學的補缺”“知識的鞏固”上，教師在教學過程中應以作業的不同功能為導向，盡量避免應試化訓練，同時配合多元化的類型以及情境設置，使作業成為診學利教的教學支架，貫穿在學習過程中。此外，作業作為日常教學的重要環節，應盡可能做到核心素養的多方面滲透。優秀的作業教育導向必不可少。教師應把握教學內容的定位，以發展學生的認知技能、提高學生的素質為目標，在作業中加入更多人文性的內容，讓學生充分感受物理的魅力，并在其中傳遞正確的價值觀。

［? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?］

［1］? 韓璟磊.新課程背景下高中物理課堂教學有效性分析［J］.考試周刊，2021（9）：135-136.

［2］? 蔡洪艷.“雙減”政策背景下高中物理有效作業設計［J］.物理教師，2022，43（4）：88-90.

［3］? 蔡繼新.凸顯“落實高效”的中學物理課后作業研究［J］.中學物理，2016，34（24）：24-25.

［4］? 沈志輝.落實學科核心素養 作業價值不容小覷：高考新政背景下物理作業的實踐與優化［J］.物理通報，2018（增刊2）：19-23.

［5］? 陸永華.基于物理核心素養的試題情境研究［J］.物理通報，2021（1）：125-129.

［6］? 蔣煒波，趙堅.物理核心素養的試題命制與評價策略研究：以科學探究評價為例［J］.物理教學，2020，42（4）：2-6.

（責任編輯 易志毅）