基于核心素養的初中物理有效作業設計方法探究

陳 楚

(福州文博中學,福建 福州 350025)

初中物理的核心任務是培養學生對物理學科的興趣和學習動力,奠定學生未來深入學習物理的基礎.然而,傳統的作業設計方式往往偏重知識的灌輸和機械運算,缺乏與學生實際生活和科學實踐的結合,難以激發學生的學習興趣[1].隨著教育理念和教學方法的不斷發展,越來越多的教育工作者開始重視學生的綜合素養培養,強調學科學習與學生實際生活的結合.在這一背景下,基于核心素養的初中物理有效作業設計成為教師們關注的焦點之一.

1 初中物理核心素養的定義和要素

初中物理核心素養是指學生在初中階段所需養成的正確價值觀、必備品格,以及培養學生探究與解決問題的關鍵能力,促使其掌握物理基本概念、基本原理和科學方法[2].具體而言,學生需要理解物理學中的物理觀念,如物質觀念、能量觀念、運動觀念,以及它們之間的相互關系.同時,學生也應掌握物理學科的基本原理,如牛頓力學的基本定律、能量守恒定律、電磁感應原理等,以便能夠運用這些原理解釋和預測自然現象.除了知識層面,初中物理核心素養強調學生具備科學思維以及科學探究能力,包括觀察、科學推理、質疑創新、總結和驗證等,以及進行簡單實驗和探究的能力[3].

2 有效作業設計的原則

2.1 適合學生認知水平

有效的作業應該與學生的認知水平相匹配,既不能過于簡單以致無挑戰,也不能過于復雜以致讓學生望而生畏.作業的難度應該適中,能夠引導學生在一定程度上自主思考和解決問題,從而增強學生的學習興趣和自信心.例如,在學習電路中的串聯與并聯電阻時,要求學生計算給定電路中電阻的等效電阻,可為學生提供不同難度級別的電路,以適應不同水平的學生,對于理解能力較強的學生,可以設計更復雜的電路,要求他們應用歐姆定律和電阻的串并聯規律解決問題.

2.2 培養學生動手能力

有效的作業應該注重培養學生的動手能力,學生通過實踐、觀察和操作,可以更好地理解和應用物理學的理論知識.因此,作業設計應該包括一定的實驗或操作,鼓勵學生動手實踐,培養他們的實驗技能和問題解決能力.例如,指導學生設計一個簡單的斜面實驗,測量不同角度下物體的下滑距離和時間,學生可以收集數據并繪制圖表,然后利用這些數據來探討斜面角度與物體下滑的關系.通過這個動手實驗,能夠有效提高學生實驗設計和數據分析的能力.

2.3 鼓勵學生合作探究

有效的作業設計應該鼓勵學生在小組內合作探究問題,共同解決難題.通過小組合作,學生可以互相討論、交流意見,從不同角度思考問題,培養合作與溝通能力,并促進彼此之間的知識共享和學習進步.例如,在學習光的折射時,可以設計一個小組合作作業,要求學生使用不同的材料進行折射實驗,并比較不同材料的折射角度,然后小組共同討論實驗結果,探討折射規律.通過合作,學生可以分享彼此的發現和見解,共同建立對折射現象的深入理解.

2.4 培養學生創新思維

有效的作業設計應鼓勵學生提出獨立的觀點和解決問題的創新性方案.作業可以設計開放性問題,鼓勵學生從多個角度思考和解決問題,培養學生的創造性思維和解決實際問題的能力.例如,在學習聲音的傳播速度時,可以鼓勵學生設計一個模擬實驗,以探究聲音在不同介質中傳播的速度差異.學生可以選擇水、空氣和固體等不同介質,通過測量聲音傳播的時間來計算聲音在各種介質中的傳播速度,隨后,要求他們分析實驗結果,討論速度差異的原因,提出可能影響聲音傳播速度的因素.借助這個實驗,有利于激發學生的實驗設計能力,鼓勵他們從多個角度思考問題,進而培養創新性的解決問題能力.

3 基于核心素養的初中物理有效作業設計策略

3.1 探索性作業設計

有效的探索性作業設計,能夠通過提出引導性問題,激發學生的好奇心和求知欲,這些問題可以涉及日常生活中的現象或與學過的物理知識相關的情境.同時,作業應該要求學生進行實驗或觀察,以驗證或解決這些問題.學生可以通過實際操作和觀察,積極探索物理現象,加深對知識的理解,培養學生獨立探究問題的能力.探索性作業設計的目的是培養學生主動思考和解決問題的能力,因此,在作業設計中,教師應該鼓勵學生自主發現問題的答案,而不是簡單地告訴他們正確的答案[4].通過設置不同層次的問題,讓學生根據自己的理解水平進行解答,從而逐步提高他們解決問題的能力.例如,以“物體運動”為主題設計一份探索性作業,要求學生通過設計實驗,觀察物體在斜面上的運動過程,記錄數據并分析結果.學生自主選擇斜面角度并進行實驗,同時提出問題:不同斜面角度對物體滑動的影響是什么?學生小組合作設計,以小車作為實驗物體,在不同角度斜面下進行多次滑動的實驗方案,積極探索物體滑動規律.通過數據比較和分析發現,斜面角度越大,物體滑動的速度越大.這樣的探索性作業設計激發了學生的學習興趣,提高了實驗設計和數據處理的能力,學生體會到了探索性學習的樂趣.教師借此機會積極鼓勵學生在探索性學習中保持好奇心,勇于提出問題和尋找解決方案.

3.2 合作性作業設計

教師可以將學生分成小組,讓他們共同完成一項探究性項目,這個項目可以是一個物理實驗、一個科學探究問題或一個創意性設計任務.通過小組合作,學生可以分擔任務,相互協作,共同解決問題,培養他們的團隊合作能力和解決復雜問題的能力.此外,合作探究項目還可以提高學生對不同觀點和思維方式的理解和尊重,加深學生對合作學習的認識和體驗.在作業設計中,教師可以鼓勵學生之間進行相互討論和交流.在給出一個開放性問題后,學生可以在課堂上或通過在線平臺展開討論,分享自己的觀點和解決方案,教師要起到引導和監督的作用,確保討論的質量.這樣的作業設計,不僅能夠促進學生的合作交流,還能激發學生學習的興趣和動力,讓學生在討論中相互啟發,共同成長.例如,在講授“聲音的發生與傳播”相關知識點時,將學生分成若干小組,每個小組需要在課后獨立探究一個問題:為什么聲音在某些材料中能夠傳播,而在另一些材料中卻傳播不了?學生需要先收集與聲音傳播相關的背景知識,通過實驗或其他途徑進行探究,然后,每個小組需要在下一堂課上匯報他們的研究成果,并與其他小組進行交流和討論.在課后,一些小組選擇通過實驗,用不同材料制作聲音傳播的簡易裝置,以觀察聲音在不同材料中的傳播情況,另一些小組則選擇查閱資料,研究聲音傳播的原理.在研究的過程中,學生們相互討論,共享資源和發現,互相幫助解決疑難問題,形成了密切的合作氛圍.通過交流和討論,學生們發現不同材料的聲音傳播與材料的密度和彈性有關.如,聲音在固體中傳播很好,因為固體的分子排列密集且能量傳遞效率高,而在氣體中傳播較差,因為氣體的分子間距較大,導致能量傳遞效率低.通過合作性作業設計,不僅加深了學生對聲音傳播的理解,還學會了從不同角度看問題和解決問題的方法,增強了團隊合作和溝通能力,培養他們的集體榮譽感.

3.3 創新性作業設計

教師可以給學生設計一些創新性問題,這些問題不僅沒有固定的答案,而且可以有多種解決途徑.如“設計一個簡易的能量轉換裝置”或者“探究不同形狀的熱水瓶對保溫效果的影響”,這些問題能夠激發學生的好奇心和探索欲望,引導他們自主思考并形成獨立見解.在創新性作業設計中,教師應鼓勵學生積極思考并提出自己的創新性解決方案,學生可以根據自己已有知識,提出獨到的解決方案.教師也可以在作業要求中明確表明鼓勵創新,讓他們充分發揮自己的想象力和創造力.例如,在講解“太陽能”相關知識時,教師可引入創新性作業設計,設計一個開放性問題:如何設計一個簡易的太陽能發電裝置?要求學生提出創新性的太陽能發電方案,并通過實驗或模型來驗證.學生積極地思考和討論如何設計太陽能發電裝置,一些學生選擇通過實驗來探究,他們收集太陽能電池板和其他材料,設計不同形式的太陽能發電裝置,并記錄實驗結果;另一些學生則選擇制作模型,他們用廢舊材料設計一個太陽能發電模型,模擬太陽能轉化為電能的過程.在展示和討論環節,學生們紛紛展示他們的創新性方案,有的學生設計了可折疊式的太陽能板,方便攜帶和使用;有的學生設計了太陽能發電儲能裝置,使電能可以儲存和供給;還有的學生利用反射原理增強了太陽能電池板的吸收效率.通過討論和交流,學生從彼此的方案中獲得靈感,不斷完善和改進自己的設計.通過創新性作業設計,學生可以發散思維,培養創造性思維和問題解決能力,在嘗試解決開放性問題時,可能會遇到困難和挑戰,但也正是這些挑戰激發了他們探索問題的熱情.

3.4 反思性作業設計

教師可以設計一些反思性問題,要求學生在完成作業后進行學習反思,回顧他們在學習過程中遇到的困難和挑戰,思考自己是如何解決這些問題的,以及從中學到了什么經驗和教訓.例如,在完成“調查不同彈簧的彈性系數”這個物理實驗后,教師要求學生在作業本上回答一系列反思性問題:你在實驗中遇到了什么困難?你是如何解決這些困難的?你對實驗結果是否滿意?為什么?下次進行實驗,你有什么改進的計劃?一些學生表示在實驗中遇到了測量誤差較大的問題,但他們通過多次測量并取平均值來解決這一問題;另一些學生反思到實驗設計中未考慮到溫度變化可能對實驗結果的影響,表示下次在實驗前會更全面地考慮實驗條件.在回答反思性問題的過程中,學生對自己的實驗過程和結果進行了深入思考,認識到自己在實驗中遇到的問題和困難,積極采取措施進行改進.

4 結束語

總之,在初中物理學習中,有效的作業設計對學生的學習和發展至關重要.它不僅能夠提高學生的學科能力,還能培養學生的探究精神、團隊合作和創新思維.通過探索性、合作性和創新性作業設計,可以激發學生的學習興趣和主動性,培養學生的探究精神和解決問題的能力,為他們未來的學習和職業發展打下堅實的基礎.