基于初中物理核心素養的作業設計研究*

鄭志麗

(合肥市第三十中學 安徽合肥 230000)

引言

合理的作業任務可以幫助初中學生對物理知識有更深層次的理解,并在積累經驗和領悟技術的過程中逐步提高解決問題的能力。實踐性作業可以培養學生的社會責任感,與學生興趣緊密結合的作業可以讓學生對所學知識的記憶更持久,開放式的作業對激發學生的邏輯思維有很大積極影響,所以教師要選擇適當的方法,設計符合初中學生水平的作業,激勵學生積極參與并分析問題,從而全面提高學生的核心素養。

一、基于初中物理核心素養的作業設計作用

義務教育階段物理學科的核心素養包含“物理觀念、科學思維、科學研究和科學態度與責任”四個維度,涵蓋“觀念形成、觀念應用、模型建構、科學推理、科學論證、質疑創新、問題、證據、解釋、交流、科學本質觀、科學態度和社會責任”等13個要素。

總之,物理作業作為物理學習的重要組成部分,可以合理地充實課堂,可以檢驗教師教學目標的達成度,檢驗學生學習成效,還可以促進應用拓展,因此教師在教學中通過設計合理的作業任務有助于教學相長、因材施教,促進學生核心素質的培養和提高。

二、基于初中物理核心素養的作業設計的基本要求

(一)平衡性與系統性

1.作業設計的平衡性。設計作業時要文理兼容、各科作業量合理分配。

2.作業設計的系統性。所謂系統化就是有計劃、有條理、成體系,系統化的作業是豐富學生知識,提高學生能力的最有效的手段,使學生理解知識更透徹、習慣培養得更好、能力形成得更全面。

(二)開放性與聯系性

1.作業設計的開放性。作業設計應從書本中走出來,從題海中走出來,走向社會科技發展的現實,從封閉走向開放。

2.作業設計的聯系性。作業設計應考慮學科內部知識的前后聯系,不同學科知識的綜合運用,學科知識與生活、社會的聯系,引導學生以聯系的眼光來認識這個世界。

(三)共生性與層次性

1.作業設計的共生性。在新課程改革中,我們強調教育要面對全體學生。共生性落實到作業設計中,就是強調作業設計應注重促進每個學生的學習,讓每個學生都得到發展。

2.作業設計的層次性。學生的學習水平存在著一定的差異,這就要求教師在進行作業設計時要注意分層,讓每個層次的學生都能完成適合自己水平的作業,以鼓勵不同層次的學生在原來的學習基礎上得到應有的發展。

三、基于初中物理核心素養的作業設計策略

(一)明確作業目標,構建系統的知識體系

教師在設計作業時,應以學生為中心,確保學生知識結構構建的系統性。從實際出發,教師應根據班級學生的關鍵指標,優化課內具體知識項目的組合,并為每個具體知識項目設定學習要求和能力目標,考慮到具體知識項目的總數量和難度系數。在設定的目標指導下,學生通過完成書面作業,能更好地復習和鞏固課堂上所學知識。值得注意的是,在設計作業時,教師應根據課堂上所學知識的順序來組織實踐任務,以引導學生更系統地理解知識。

補救措施：如果在實際施工中遭遇錘頭掉落的現象，則需要現場有經驗的技術工人用自制的打撈鉤打撈，在打撈鉤使用前必須仔細檢查是否有尖銳突起或者尖利面，以免在打撈時對安全繩造成破壞，造成不可挽回的損失。

例如,在滬科版八年級第四章“光的折射”中,學生會學習凸透鏡的相關知識。教師可在課堂上開展項目式教學,先通過“潭清水淺”“玻璃杯中的筷子折斷”等實驗引出生活中的光折射現象,然后鼓勵學生自行探索光折射原理。在課后作業中,教師可要求學生利用家中的事物進行光折射實驗,并用文字描述實驗的準備過程、實驗過程及實驗結論;也可要求學生用思維導圖的方式梳理本節課的所學知識,將整個項目式學習的過程理順,幫助學生鞏固本節課所學;還可以要求學生結合當天學習光折射現象的思路,進行下一節光散射現象的預習,培養學生良好的復習和預習習慣,提升初中生獨立學習物理的能力。

(二)突出作業典型,形成基本物理觀念

初中物理教師應認真研讀新課標要求,審視教材和學習環境,注意開發典型的問題類型,引導學生逐步形成對物理知識的基本理解。需要強調的是,作業應該數量適中、難度系數合理,并注意與日常生活保持一定聯系。

例如,在滬科版八年級物理第十章動能轉換效率的課堂活動時,利用太陽能路燈,燈柱頂部的太陽能電池板將太陽光能轉換為能量,并給燈柱下的電池充電,將電磁能轉換為能量,然后儲存起來,供路燈在夜間提供足夠的能量進行照明。“在一定時間內,如果一塊太陽能電池板從太陽輻射源接收到2.7×107焦耳的太陽能,這相當于一公斤煤完全點燃后發出的熱量,將這些能量有效轉換后,它可以為一盞35瓦的路燈持續工作60多小時。”學生可以在簡單的測算后將不同的產生能量的方式聯系起來,這些任務涉及能量轉換、電磁能和熱值的基本定義,

這種利用日常生活場景開發的工作練習,有助于初中生學會思考和探索生活,促進積極思考的動力,培養學生形成基本的物理觀念。

(三)設計挑戰性問題,強化科學思維能力

在作業設計中,教師需要突出教學重難點,利用作業對學生提出一系列具有挑戰性的問題,培養學生的邏輯思維,提高學生運用邏輯思維主動參與科學探索的能力。

例如在滬科版九年級物理第十四章“開關電源的電壓穩定性”的作業中,可設計如下問題:電路R1是一個10 Ω的電阻,S是一個閉路電源開關,電流表指示0.4 A,電壓表指示6 V。(1)開關電源的電壓U是多少?(2)電阻器R2的電阻是多少?(3)如果用一個“10 Ω 1 A”的滑塊變阻器代替電阻R2,當滑塊移動時,電流表和電壓表的讀數范圍是多少?(4)如果用“20 Ω 1 A”的滑塊電阻代替電阻R2,電壓表的量程設定為0～-3 V,假設電源電路是安全的,電流表和電壓表的讀數將在什么范圍內移動?與電阻相連的滑動電阻將引起什么偏移?這些具有挑戰性的問題考查了歐姆定律和串聯電路特性的基本應用,重點考查了學生如何結合串聯電路的特點和歐姆定律,解決串聯電路中開關電源的電壓和固定電阻不發生變化,以及移動電阻的電阻發生變化時的問題。在測量裝置的量程時,學生分析移動電阻的電阻值,判斷是否超出量程,以及超出量程時如何進行電流、電壓和電阻的選擇,有助于進一步培養初中生的邏輯思維,可以讓學生主動參與并積極思考,進一步強化科學思維。

(四)圍繞課題開展實驗,培養科學探究能力

在教師的具體指導下,學生從學習和社會日常生活中發現、選擇和確定研究課題,然后主動獲取和應用專業知識、解決問題。學生在這一過程中獲得了直接的實踐經驗,這對他們培養物理意識、科學思維、科學精神和理解基本科學方法有很大影響,有助于培養初中生運用知識解決具體問題的能力。

例如在學習滬科版九年級物理第十四章“電源電路”時,教師明確指出“新鮮水果可以作為電池使用”,隨后直接提問:“水果電池的電壓涉及哪些要素?”圍繞這一課題,教師可以設計如下作業任務:以小組為單位,利用水果等工具進行實驗探究。隨后,學生制訂實驗方案并進行實驗探究:將銅、鐵和技術芯片插入橙子和西紅柿中,在兩個金屬部分之間連接一個二極管,觀察并驗證二極管是否發光。在完成實驗后,學生交流和分享實驗現象,對結果進行分類并撰寫實驗報告。整個過程可以讓學生對電壓和電流等定義有更深的理解,使學生合作的技能得到了發展,有效培養學生的科學探究能力。

(五)側重作業開放性,端正科學態度

開放性作業有助于學生拓寬科學視野,了解新技術的動態,關注技術對社會發展的有效性,以科學的態度參與社會生活。

例如,在學習九年級“電能與磁”中的“無線電波和傳播”時,教師可以布置學生參觀當地的電視臺,了解其工作原理。這類開放性作業,能夠使學生在探索自然、社會的同時培養解決實際問題的綜合能力,形成實事求是的科學態度。

(六)重視設計層次作業,關注學生階段發展

根據初中學生的身體及心理發展特征,教師根據初中學生構成的特點差異,強調分層次、有區別的工作,在由淺入深、由易到難的逐步探索和實踐過程中,培養學的形象思維、抽象推理和直覺邏輯思維能力。

例如以滬科版八年級物理第十章動能轉換效率類為例,教師可以編制以下問題。光伏發電表示太陽能電池板在陽光下產生的電量。初中教學樓的屋頂上安裝了一套光伏發電系統(總容量20千瓦),作為光伏示范工程的基礎設施之一。要求:(1)用光伏系統發電的關鍵是在過程中把能量轉化為電能。(2)合理的假設是,每天暴露在陽光下的總時間為8小時。這一類的練習初中學生如果對物理課本中與動能轉換相關的內容有一定的了解,就可以輕松解答。(3)用公式測量光伏系統的發電量的要求,并結合日常工作經驗來思考光伏系統的能源生產,從而促進了之前的背景知識和公式的學習。通過給初中學生布置這類工作項目的任務,教師激勵學生積極解決問題,通過不斷的學習和反思來提高和完善自己,從而合理地發展初中學生的邏輯思維。教師設計多層次作業,關注學生不同階段的發展,讓學生循序漸進的學習和練習。

結語

物理教師在設計作業時,應考慮初中學生的具體情況,結合物理學的定義和結構,設計出研究型、個性化、分層次的作業,明確作業目標,突出作業典型,培養學生核心素養。