認(rèn)知負(fù)荷視域下高中物理課后作業(yè)改進(jìn)初探

李宗倫 方一穎 林雪萍 鄭淵方

摘? ?要：針對(duì)高中物理課后作業(yè)負(fù)擔(dān)大的現(xiàn)狀，結(jié)合學(xué)者對(duì)作業(yè)的研究，以認(rèn)知負(fù)荷理論為基礎(chǔ)結(jié)合物理教學(xué)，提出統(tǒng)籌作業(yè)時(shí)間、優(yōu)化作業(yè)數(shù)量、促進(jìn)作業(yè)多元化、完善作業(yè)批改與反饋機(jī)制等改進(jìn)措施，目的在于提高物理作業(yè)設(shè)計(jì)水平，提升物理作業(yè)有效性，提高教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

關(guān)鍵詞：高中物理；認(rèn)知負(fù)荷理論；課后作業(yè)改進(jìn)

2022年，抓鞏固提高，聚焦雙減，重點(diǎn)提高“四個(gè)水平”是基礎(chǔ)教育重點(diǎn)工作中的首要工作，其中，重點(diǎn)提高的“四個(gè)水平”中的一項(xiàng)為“提高作業(yè)設(shè)計(jì)水平”[ 1 ]。“提高作業(yè)設(shè)計(jì)水平”是改進(jìn)作業(yè)現(xiàn)狀、提高教學(xué)質(zhì)量的重要舉措，這個(gè)工作對(duì)各門學(xué)科的教師來說是具體而實(shí)在的。對(duì)于物理教師來講，深度反思當(dāng)前物理作業(yè)現(xiàn)狀，針對(duì)存在的問題進(jìn)行有條理而適度的改進(jìn)，真正落實(shí)立德樹人，提高學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生發(fā)展是當(dāng)務(wù)之急。

1? 物理課后作業(yè)現(xiàn)狀

有研究通過問卷方式調(diào)查學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)是什么，調(diào)查結(jié)果表明大部分學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)中最大負(fù)擔(dān)來自于作業(yè)太多，大部分教師也認(rèn)為學(xué)生負(fù)擔(dān)主要體現(xiàn)在作業(yè)太多[ 2 ]。長(zhǎng)期以來，各類考試以紙筆測(cè)試為主，應(yīng)對(duì)考試獲得高分的“最有效”方式似乎就是做大量試題，題海戰(zhàn)術(shù)頗為盛行，導(dǎo)致作業(yè)成為學(xué)生最大負(fù)擔(dān)。

現(xiàn)階段高中物理課后作業(yè)現(xiàn)狀調(diào)查結(jié)果表明，物理作業(yè)量大，作業(yè)類型過于單一，內(nèi)容枯燥無(wú)味、千篇一律，忽視作業(yè)的批改與反饋，學(xué)生感受不到物理作業(yè)的樂趣，從而失去學(xué)習(xí)物理的興趣[ 3 ]。物理是一門以觀察、實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，物理知識(shí)來源于自然、來源于生活，自然與生活也是物理作業(yè)的重要來源之一，多方面的物理作業(yè)既能滿足學(xué)生對(duì)知識(shí)需求，又能夠激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。根據(jù)當(dāng)前高中物理作業(yè)現(xiàn)狀結(jié)合物理教學(xué)提出優(yōu)化作業(yè)數(shù)量、促進(jìn)作業(yè)形式多元化、完善作業(yè)批改與反饋機(jī)制等措施，目的在于增強(qiáng)作業(yè)有效性、提高教學(xué)質(zhì)量。

2? 認(rèn)知負(fù)荷理論對(duì)高中物理課后作業(yè)啟示

認(rèn)知負(fù)荷理論是指導(dǎo)教學(xué)實(shí)踐重要理論之一，最早于二十世紀(jì)八十年代由澳大利亞心理家Sweller提出，隨著認(rèn)知負(fù)荷理論的深入研究并逐漸應(yīng)用于教學(xué)領(lǐng)域，在教學(xué)領(lǐng)域占據(jù)重要地位[ 4 ]。根據(jù)認(rèn)知負(fù)荷的特點(diǎn)可分為三大類：內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷（ICL）、外在認(rèn)知負(fù)荷（ECL）、相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷（GCL），認(rèn)知負(fù)荷總量就是三者之和[ 5 ]。將認(rèn)知負(fù)荷理論與高中物理課后作業(yè)相結(jié)合得到以下幾點(diǎn)啟示：

（1）控制作業(yè)總負(fù)荷在學(xué)生認(rèn)知負(fù)荷總量之內(nèi)

受教育者每天時(shí)間、精力、認(rèn)知能力有限，作業(yè)量太大易超出負(fù)荷，導(dǎo)致效率低下甚至無(wú)效率，統(tǒng)籌規(guī)劃課后作業(yè)時(shí)間，提高課后作業(yè)質(zhì)量，使作業(yè)產(chǎn)生的總負(fù)荷在學(xué)生認(rèn)知負(fù)荷總量之內(nèi)。

（2）控制內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷

內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷取決于學(xué)習(xí)材料本身以及學(xué)習(xí)者已具備知識(shí)之間的影響[ 6 ]。由于學(xué)生認(rèn)知能力、學(xué)習(xí)能力不同，作業(yè)設(shè)計(jì)要符合學(xué)生認(rèn)知水平與能力水平，進(jìn)行分層作業(yè)設(shè)計(jì)滿足不同層次學(xué)生從而控制內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷。

（3）降低外在認(rèn)知負(fù)荷

外在認(rèn)知負(fù)荷是指來源于教學(xué)材料的呈現(xiàn)方式和教學(xué)設(shè)計(jì)[ 6 ]。外在認(rèn)知負(fù)荷與內(nèi)容的不合理組織和設(shè)計(jì)有關(guān)，可通過重新組織和設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容、改變呈現(xiàn)方式、促進(jìn)作業(yè)類型多元化等方式，降低外在認(rèn)知負(fù)荷。

（4）提高相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷

相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷是指促進(jìn)圖式建構(gòu)和圖式自動(dòng)化過程的相關(guān)負(fù)荷，它與學(xué)生的認(rèn)知努力有關(guān)[ 6 ]。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深層次的圖式建構(gòu)與能力培養(yǎng)、及時(shí)進(jìn)行作業(yè)批改與作業(yè)反饋能幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)興趣、激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，提高相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷。

3? 物理課后作業(yè)改進(jìn)策略

根據(jù)高中物理課后作業(yè)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的問題結(jié)合認(rèn)知負(fù)荷理論與學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)，從減輕總負(fù)荷、控制內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷、降低外在認(rèn)知負(fù)荷、提高相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷等四方面入手進(jìn)行物理課后作業(yè)改進(jìn)。

3.1? 統(tǒng)籌時(shí)間、優(yōu)化數(shù)量、提高質(zhì)量，減輕學(xué)習(xí)總負(fù)荷

3.1.1? 統(tǒng)籌規(guī)劃各科作業(yè)時(shí)間

由于中學(xué)階段各科教學(xué)時(shí)間不同，學(xué)生每天作業(yè)總量應(yīng)該根據(jù)學(xué)生各科教學(xué)情況而定，只有全科統(tǒng)籌安排才能防止各科教師“公說公有理，婆說婆有理”的現(xiàn)象產(chǎn)生。統(tǒng)籌安排各科作業(yè)時(shí)間，需要各學(xué)科教師共同協(xié)商，以便后續(xù)相關(guān)工作落到實(shí)處，各科教師應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)規(guī)劃時(shí)間布置作業(yè)，使作業(yè)產(chǎn)生的總負(fù)荷在學(xué)生認(rèn)知負(fù)荷總量之內(nèi)，有效減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)。根據(jù)學(xué)生每天各科作業(yè)時(shí)間，設(shè)計(jì)出表1各科學(xué)生作業(yè)時(shí)間估計(jì)表。各科教師根據(jù)各科教學(xué)情況在表格中記錄作業(yè)時(shí)間，并將各科作業(yè)時(shí)間匯總，確保學(xué)生全科作業(yè)總時(shí)間都在某個(gè)范圍中，使作業(yè)產(chǎn)生的負(fù)荷在學(xué)生總負(fù)荷之內(nèi)。

3.1.2? 優(yōu)化物理課后作業(yè)數(shù)量、提高課后作業(yè)質(zhì)量

我國(guó)學(xué)者李斌對(duì)初中生最佳物理作業(yè)量進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究，適當(dāng)減輕學(xué)生的物理作業(yè)量不會(huì)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)，單靠加重學(xué)生作業(yè)量不能明顯地提高成績(jī)，學(xué)生物理作業(yè)量與物理學(xué)習(xí)成績(jī)不是線性關(guān)系，初中學(xué)生最佳物理作業(yè)量應(yīng)該在授課時(shí)長(zhǎng)的百分之二十到百分之四十之間[ 7 ]。由此可見，作業(yè)并非越多越好，但現(xiàn)實(shí)教學(xué)中盛行“題海戰(zhàn)術(shù)”，導(dǎo)致作業(yè)總量大、重復(fù)率高、作業(yè)質(zhì)量低等問題。如A中學(xué)“位移變化規(guī)律”課后作業(yè)為魯科版高中物理必修一教材和學(xué)案，共計(jì)14題，其中選擇題7題、計(jì)算題7題。大部分學(xué)生完成該項(xiàng)作業(yè)至少需要45分鐘以上，長(zhǎng)此以往物理作業(yè)勢(shì)必成為學(xué)生作業(yè)負(fù)擔(dān)之一。

作業(yè)數(shù)量與質(zhì)量是緊密聯(lián)系在一起的，作業(yè)重復(fù)率高造成作業(yè)總量大，導(dǎo)致作業(yè)質(zhì)量低，減少不必要的重復(fù)，多幫助學(xué)生歸納、歸類是提高作業(yè)質(zhì)量，增強(qiáng)作業(yè)有效性的辦法之一。如A中學(xué)“位移變化規(guī)律”課后作業(yè)教材第1題和學(xué)案第2題都是剎車問題，已知初速度、加速度，求不同時(shí)間內(nèi)的位移。屬于同類型、同情境、同公式，只是初速度和加速度數(shù)據(jù)不同而已，且課堂上也分析過這類問題，再布置兩個(gè)幾乎相同的題目即屬于低水平重復(fù)。在作業(yè)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)該結(jié)合課堂教學(xué)設(shè)計(jì)作業(yè)，根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容的實(shí)際情況，考慮有沒有必要布置不同情境重復(fù)的練習(xí)，盡量避免相同情境的重復(fù)練習(xí)，減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)，同時(shí)提高作業(yè)質(zhì)量，提高學(xué)習(xí)效率。

鑒于此，一線物理教師應(yīng)從教學(xué)實(shí)際出發(fā)把控作業(yè)數(shù)量、提高作業(yè)質(zhì)量。為把控物理作業(yè)數(shù)量、提升作業(yè)質(zhì)量，教師應(yīng)從解決問題所應(yīng)用的物理原理、方法等角度考慮題目的種類、數(shù)量和順序，慎重選擇題目，適當(dāng)控制題目數(shù)量，提高教學(xué)效率，真正落實(shí)減負(fù)增效。

3.2? 合理分層作業(yè)，控制內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷

分層教學(xué)基于許多著名教學(xué)理論提出，其中分層作業(yè)能夠使作業(yè)滿足不同層次學(xué)生需求，控制學(xué)生內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷，促進(jìn)全體學(xué)生發(fā)展。如A中學(xué)“勻變速直線運(yùn)動(dòng)”教學(xué)中，經(jīng)多次觀察與記錄，發(fā)現(xiàn)普通班與實(shí)驗(yàn)班新知識(shí)學(xué)習(xí)時(shí)，作業(yè)講評(píng)時(shí)間與問題數(shù)量基本相同，學(xué)生差異并未明顯體現(xiàn)。因此，同一班級(jí)學(xué)生可共用一份練習(xí)。新知識(shí)學(xué)習(xí)后，階段性測(cè)試實(shí)驗(yàn)班均分66.9分，最高分100分、最低分47分；普通班均分50.2分，最高分79分、最低分8分，此時(shí)學(xué)生間差異明顯，相同練習(xí)難以滿足不同層次學(xué)生需求，容易造成優(yōu)等生學(xué)生“吃不飽”，學(xué)困生“吃不了”的困境，此時(shí)應(yīng)進(jìn)行分層作業(yè)，以滿足不同層次學(xué)生需求。

根據(jù)學(xué)生水平由高到低依次分為A、B、C三個(gè)層次，進(jìn)行分層作業(yè)。作業(yè)難度與試題數(shù)占比可參考高考物理試題設(shè)計(jì)，按照簡(jiǎn)單試題：中等試題：較難試題為3：5：2的比例進(jìn)行分配[ 8 ]。教師根據(jù)不同層次學(xué)生實(shí)際能力調(diào)整試題占比，如C層次學(xué)生以基礎(chǔ)習(xí)題為主，可以舍去較難試題；B層學(xué)生鞏固基礎(chǔ)知識(shí)、培養(yǎng)能力為主，試題可一定難度和綜合性，適當(dāng)增加簡(jiǎn)單試題和中等試題占比；A層學(xué)生以培養(yǎng)學(xué)生思維能力、解決實(shí)際問題能力、探究能力等為主，試題更具有綜合性，可參考3：5：2的試題比例。針對(duì)不同層次學(xué)生進(jìn)行分層作業(yè)，能夠減少學(xué)生低效甚至無(wú)效的作業(yè)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)。

3.3? 促進(jìn)作業(yè)形式多元化，降低外在認(rèn)知負(fù)荷

外在認(rèn)知負(fù)荷具有可變性，可通過改變作業(yè)呈現(xiàn)方式，提高作業(yè)趣味性，以此降低外在認(rèn)知負(fù)荷。針對(duì)物理課后作業(yè)以書面作業(yè)為主、作業(yè)類型單一的現(xiàn)狀，為改變單一作業(yè)模式，培養(yǎng)學(xué)生多種智能，可以增設(shè)多種形式的課后作業(yè)。

（1）課外閱讀作業(yè)。如A中學(xué)“自由落體運(yùn)動(dòng)”教學(xué)前，教師讓學(xué)生查閱有關(guān)自由落體運(yùn)動(dòng)的由來與發(fā)展，并在課堂分享，學(xué)生十分感興趣。課外閱讀作業(yè)不僅能夠了解科學(xué)家的探究方法、學(xué)習(xí)他們的科學(xué)精神，還能夠通過閱讀物理學(xué)史增加物理課程趣味性。

（2）課外小實(shí)驗(yàn)。課外小實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚺囵B(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力和思維能力。如魯科版高中物理必修一教材58頁(yè)，小球沿斜面滾下，探究小球運(yùn)動(dòng)規(guī)律，課堂上教師以理論推導(dǎo)為主，可將此作為課外小實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生通過小實(shí)驗(yàn)探究小球運(yùn)動(dòng)規(guī)律。不僅能夠幫助學(xué)生理解物體沿斜面滾下時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，還能培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⑺季S能力和邏輯推理能力。

（3）課后總結(jié)與反思作業(yè)。學(xué)生自主梳理知識(shí)脈絡(luò)，促進(jìn)知識(shí)理解；課后反思幫助學(xué)生反思自己不足，如學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)態(tài)度等。改變作業(yè)呈現(xiàn)方式還能夠有效提高學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率。

3.4? 激發(fā)學(xué)生動(dòng)機(jī)，提高相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷

辛自強(qiáng)教授與林崇德教授指出：較低的認(rèn)知負(fù)荷有助于認(rèn)知技能的獲得，減輕認(rèn)知負(fù)荷可以促進(jìn)圖式的獲得[ 6 ]，這里的認(rèn)知負(fù)荷應(yīng)指總負(fù)荷。高質(zhì)量的物理課后作業(yè)能夠促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知技能和圖式的獲得，促進(jìn)知識(shí)間的同化，幫助學(xué)生解決同類型問題，體會(huì)到學(xué)習(xí)物理的樂趣。

此外，作業(yè)批改與反饋也是提升自信心與提高學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的方法之一，完善作業(yè)批改與反饋機(jī)制不僅能幫助教師了解學(xué)生作業(yè)完成情況，還能通過作業(yè)給予學(xué)生反饋，使學(xué)生在作業(yè)中有所收獲，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

3.5? 物理課后作業(yè)設(shè)計(jì)歸根教材

實(shí)際教學(xué)過程中教師教與學(xué)生學(xué)的主要藍(lán)本是教材，任何問題的源頭均可在教材中找到，任何問題的處理方法均可在教材中提煉[ 9 ]。教材是教師教書的基礎(chǔ)和根源[ 10 ]，以2021年福建省高考物理選擇題第一題為例，原型就來自于物理教材。高考題的原型來自于必修一第一章第二節(jié)“質(zhì)點(diǎn)和位移”，高考題在教材基礎(chǔ)上引入?yún)⒖枷怠r(shí)間、時(shí)刻、速度等知識(shí)，進(jìn)行多知識(shí)點(diǎn)綜合考察。由此可見，教材的確是教學(xué)的基礎(chǔ)與源頭，作業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)重視教材，課后作業(yè)的設(shè)計(jì)與布置應(yīng)以教材為基礎(chǔ)，扎根于教材，在教材習(xí)題基礎(chǔ)上適當(dāng)增減，提高作業(yè)的有效性，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

4? 教師是物理課后作業(yè)改進(jìn)推動(dòng)者

教師是課堂教學(xué)執(zhí)行者與主導(dǎo)者，同時(shí)也是課后作業(yè)選取者與布置者，教師對(duì)課后作業(yè)的選取決定課后作業(yè)的數(shù)量與質(zhì)量。由此可見教師在課后作業(yè)改進(jìn)中扮演著重要角色，教師應(yīng)嚴(yán)格要求自己，并不斷提升自己專業(yè)能力，在摸索與學(xué)習(xí)中找到適合學(xué)生的課后作業(yè)方案，提升學(xué)生學(xué)習(xí)效率，提高教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。

物理課后作業(yè)不僅是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果、教師教學(xué)成果的重要方式，還是提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率、提高教學(xué)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。課后作業(yè)的改進(jìn)是一場(chǎng)持久戰(zhàn)，需要全體教育工作者共同努力，在教學(xué)中不斷總結(jié)與反思，提升課后作業(yè)的有效性，真正落實(shí)立德樹人，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展實(shí)現(xiàn)物理作業(yè)價(jià)值。

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