基于核心素養(yǎng)提升的高中物理作業(yè)設(shè)計(jì)

崔新崗　談馬平

【摘要】“雙減”背景下，如何才能真正地減輕學(xué)生的作業(yè)負(fù)擔(dān)，不是單純地從作業(yè)數(shù)量上減少，更重要的是教師要從布置作業(yè)的質(zhì)量上下功夫.而作業(yè)是學(xué)生提升核心素養(yǎng)、提高學(xué)習(xí)成績最關(guān)鍵的途徑之一，本文從物理學(xué)科核心素養(yǎng)的四個維度“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”和“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”等入手，以“動能和動能定理”教學(xué)為例，探討高中物理作業(yè)設(shè)計(jì)的技巧，以期為高中物理教學(xué)中“雙減”工作的落實(shí)提供參考.

【關(guān)鍵詞】高中物理；核心素養(yǎng)；作業(yè)設(shè)計(jì)

1 形成物理觀念，鍛煉科學(xué)思維

例1 某同學(xué)制作了一電動汽車模型，稱得其質(zhì)量m=2kg，將其放置在水平地面上，打開電動汽車模型的開關(guān)后，電動汽車模型在F=6N的水平牽引力作用下由靜止開始做勻加速運(yùn)動，發(fā)生位移l=9m時，速度達(dá)到v=6m/s，已知電動汽車模型受到的摩擦力為車重力的0.1倍，重力加速度g取10m/s2.則這段時間內(nèi)電動汽車模型（）

（A）所受合力做的功為6J.

（B）所受合力做的功為36J.

（C）動能的增加量為36J.

（D）動能的增加量為6J.

解 根據(jù)力對物體做功的定義，

W合=F－f·l=F－0.1mg·l=36J，（A）錯誤，（B）正確；

動能的增加量ΔEk=（1/2）mv2=36J，故（C）正確，（D）錯誤.

設(shè)計(jì)意圖 這是一道非常基礎(chǔ)的作業(yè)題，通過課堂上的學(xué)習(xí)，幾乎所有的學(xué)生都能解出答案，培養(yǎng)學(xué)生的參與意識和自信心.通過試題內(nèi)容進(jìn)一步分析，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)，合力做的功等于動能的增加量，即W合=ΔEk，使學(xué)生初步形成了物理觀念，鍛煉深度思考的科學(xué)思維.

2 引導(dǎo)觀察和實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)科學(xué)探究習(xí)慣

例2 鋼珠彈和彈弓屬于有可能危機(jī)乘客安全的物品，動車和飛機(jī)上嚴(yán)禁攜帶這類物品.某物理實(shí)驗(yàn)興趣小組欲利用家用電子秤和智能手機(jī)的頻閃照相機(jī)測量彈弓射出的鋼珠彈的初動能，具體實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：

（1）用家用電子秤稱出鋼珠彈的質(zhì)量m；

（2）在已畫好的背景方格紙（豎直放置）前使用彈弓水平發(fā)射鋼珠彈，使用頻閃照相機(jī)（每隔相等時間T拍一次照片）拍攝鋼珠彈在空中的位置.如圖1所示為鋼珠彈運(yùn)動過程中頻閃照片的一部分，圖中背景方格的邊長為d，重力加速度為g，那么：

①照相機(jī)的頻閃周期T=____（用題目中給定的字母表示）；

②鋼珠彈的初動能Ek=____（用題目中給定的字母表示）；

③如果用彈弓發(fā)射鋼珠彈時，將鋼珠彈偏離水平方向向上少許發(fā)射出，則測得鋼珠彈的初動能將____.

（A）一定偏大.（B）一定偏小.

（C）可能偏大.（D）可能偏小.

解 ①鋼珠彈發(fā)射后，在空中做平拋運(yùn)動，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動，

則有Δy=2d=gT2，

解得頻閃周期為T=2d/g.

②鋼珠彈發(fā)射后，在水平方向上做勻速直線運(yùn)動，有3d=v0T，

可得鋼珠彈的初速度v0=9gd/2，

則鋼珠彈的初動能Ek=1/2mv20=9/4mgd.

③若彈弓發(fā)射鋼珠彈時偏離水平方向向上，則鋼珠彈的實(shí)際初速度v實(shí)>v0，鋼珠彈的實(shí)際初動能滿足E實(shí)=1/2mv2實(shí)>1/2mv20，則測得鋼珠彈的初動能將一定偏小.

設(shè)計(jì)意圖 本題綜合性較強(qiáng)，將已學(xué)過的平拋運(yùn)動與動能結(jié)合，訓(xùn)練學(xué)生的綜合能力和科學(xué)思維能力，通過觀察、實(shí)驗(yàn)、論證和解釋，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究習(xí)慣.

3 認(rèn)清科學(xué)本質(zhì)，培養(yǎng)良好的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

例3 2023年5月28日上午，東航使用C919國產(chǎn)大飛機(jī)完成了國內(nèi)商業(yè)航班的首航.如圖2所示是C919在水平跑道上滑跑試飛的場景.當(dāng)發(fā)動機(jī)提供2.1×105N的牽引力時，C919滑跑1.6×103m即可離地起飛.將滑跑過程視為初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，已知飛機(jī)的質(zhì)量約為7.0×104kg，受到的阻力恒為其重力的0.1倍，則C919起飛的速度約為（）

（A）57m/s.（B）80m/s.

（C）89m/s.（D）113m/s.

解 根據(jù)題意，利用動能定理，有

（F－f）s=1/2mv2－0，

而f=0.1mg，代入數(shù)據(jù)，

解得v=80m/s，故選（B）.

設(shè)計(jì)意圖 本題是一道基礎(chǔ)題，對于高一學(xué)生而言，學(xué)習(xí)動能定理后，不會將所學(xué)知識應(yīng)用到日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中去，這樣看似簡單的作業(yè)題，有部分學(xué)生還是無從下手.通過本題的訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生從“解題”到“解決問題”轉(zhuǎn)變.C919國產(chǎn)大飛機(jī)的商用，突破了國家部分卡脖子技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生不斷努力和創(chuàng)新，肩負(fù)起民族復(fù)興之大任，培養(yǎng)了學(xué)生的民族自信心和自豪感.

4 結(jié)語

在“雙減”背景下的作業(yè)設(shè)計(jì)，要減輕學(xué)生作業(yè)負(fù)擔(dān)，但絕不是單純地減少作業(yè)數(shù)量，更關(guān)鍵的是要對作業(yè)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在核心素養(yǎng)的導(dǎo)向下提升作業(yè)的質(zhì)量.作業(yè)設(shè)計(jì)時，教師要遵循高中物理學(xué)科的特點(diǎn)和學(xué)生的成長規(guī)律，精心分層設(shè)計(jì)物理作業(yè)內(nèi)容，加強(qiáng)作業(yè)的反饋指導(dǎo)等途徑，提升物理作業(yè)的鞏固率.合理、高效的作業(yè)設(shè)計(jì)是落實(shí)國家“雙減”政策和提高教學(xué)質(zhì)量的重要舉措，可以提升學(xué)生物理核心素養(yǎng)，達(dá)到減負(fù)增效的目的.

【本文系蘭州市“十四五”規(guī)劃2021年“雙減”專項(xiàng)課題《“雙減”背景下核心素養(yǎng)導(dǎo)向的中學(xué)物理單元作業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐研究》（LZ[2021]SJZX16）的階段性成果】

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