基于思維進階的初中物理作業設計研究

摘要：本研究聚焦基于思維進階的初中物理作業設計，以“電阻的測量”為具體案例，通過深入分析思維進階理論和初中物理作業設計的原則與方法，結合教學實踐，探討如何設計具有層次性、啟發性和拓展性的作業，以促進學生思維能力的逐步提升.研究結果表明，科學合理的作業設計能夠激發學生的學習興趣，提高學習效果，培養學生的創新思維和實踐能力.

關鍵詞：思維進階；初中物理；作業設計；電阻的測量

中圖分類號：G632文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2025）08-0107-03

收稿日期：2024-12-15

作者簡介：張雙紅，本科，高級教師，從事初中物理教學研究.

在當今教育改革不斷深化的背景下，初中物理教學也面臨著新的挑戰與機遇，基于思維進階的初中物理作業設計研究具有重要的現實背景和深遠意義.傳統的物理作業設計往往側重于知識的重復和記憶，缺乏對學生思維能力的有效培養［1］.本研究有助于打破傳統作業模式的局限，通過精心設計的作業，能夠引導學生逐步深入思考，從簡單的概念理解到復雜的問題解決，實現思維層次的提升.同時，本研究有助于激發學生對物理的學習興趣，提高其自主學習能力，為后續更深入的物理學習奠定堅實基礎.

1思維進階理論概述

思維進階理論是教育領域中一個重要的概念，它強調學習者在認知發展過程中思維能力逐步提升的階段性和連續性.思維進階理論認為，思維的發展并非一蹴而就，而是一個循序漸進的過程，這個過程通常可以被劃分為不同的階段，每個階段都具有獨特的特征和表現.在最初階段，學習者的思維往往較為直觀和具體，主要依賴于直接的感知和經驗來理解世界，他們可能更多地關注事物的表面特征，難以進行抽象和邏輯思考.隨著學習和經驗的積累，思維逐漸過渡到能夠進行簡單的分類、比較和歸納.此時，他們開始對事物之間的關系有了初步的認識，但思考仍然相對局限.當進入更高階段時，學習者能夠運用抽象的概念和邏輯推理來分析問題，他們可以從多個角度看待事物，理解復雜的概念和原理，并能夠進行批判性思考和創造性思考.在這個階段，他們不僅能夠解決已知的問題，還能夠預測和探索未知的領域.此外，思維進階理論也強調個體差異，不同的學生在思維發展的速度和方式上可能存在差異，因此，教育應當尊重這種差異，為每個學生提供個性化的支持和引導，幫助他們在自己的基礎上實現思維的進階.

2基于思維進階的初中物理作業設計原則與策略在初中物理教學中，作業是學生鞏固知識、提升能力和發展思維的重要途徑.基于思維進階的理念設計初中物理作業，需要遵循一定的原則并采取有效的策略，確保作業能夠真正地促進學生思維能力的逐步提升.

2.1基于思維進階的初中物理作業設計原則

2.1.1目標導向原則

作業設計應緊密圍繞初中物理課程標準和教學目標，明確每個作業任務所要達成的思維培養目標.例如，在“電阻的測量”這一教學內容中，作業目標是讓學生熟練掌握測量電阻的方法，理解電阻的概念，同時培養學生的實驗設計和數據分析能力.

2.1.2系統性原則

作業設計應考慮知識的系統性和連貫性，按照從易到難、從簡單到復雜的順序安排作業內容.例如，先讓學生完成關于電阻基本概念和單位的簡單計算，再逐步過渡到復雜的電阻測量實驗設計和誤差分析.

2.1.3分層性原則

學生的學習能力和思維水平存在差異，作業設計需要分層，為不同層次的學生提供具有針對性的作業任務.對于基礎較弱的學生，可以布置一些鞏固基礎知識和基本技能的作業；對于思維能力較強的學生，可以安排一些拓展性和探究性的作業，激發他們的創新思維.

2.1.4啟發性原則

作業應具有啟發性，能夠引導學生積極思考，主動探索物理知識.例如，在設計關于電阻影響因素的作業時，可以提出一些開放性的問題，如：如何設計實驗探究電阻與材料、長度、橫截面積以及溫度的關系？啟發學生自主設計實驗方案.

2.2基于思維進階的初中物理作業設計策略

2.2.1創設情境

教師通過創設真實、有趣的物理情境，將作業問題融入其中，激發學生的學習興趣和探究欲望.比如，以家庭電路中電阻故障排查為背景，設計關于電阻測量的作業，讓學生在解決實際問題的過程中提升思維能力.

2.2.2任務驅動

設計具有明確目標和挑戰性的任務，驅動學生主動運用所學知識和思維方法去解決問題.例如，給出一個未知電阻的測量任務，要求學生選擇合適的實驗器材，設計實驗步驟，并對測量結果進行誤差分析.

2.2.3多樣化題型

采用多樣化的作業題型，如選擇題、填空題、計算題、實驗題、簡答題、論述題等，全面鍛煉學生的思維能力.比如，在電阻的教學中，可以通過選擇題考查學生對電阻概念的理解，通過實驗題培養學生的實驗操作和數據處理能力，通過論述題引導學生深入思考電阻在實際生活中的應用.

2.2.4小組合作

安排一些需要小組合作完成的作業任務，培養學生的合作交流和團隊協作能力.例如，在探究電阻與溫度關系的作業中，讓學生分組進行實驗，共同討論實驗方案，分享實驗結果，培養學生的合作能力和創新思維能力.

2.2.5反饋與評價

及時對學生的作業完成情況進行反饋和評價，肯定學生的努力和進步，指出存在的問題和不足，為學生提供改進的方向和建議.同時，鼓勵學生自我評價和相互評價，促進學生自我反思和共同進步.

總之，基于思維進階的初中物理作業設計需要遵循目標導向、系統性、分層性和啟發性等原則，采用創設情境、任務驅動、多樣化題型、小組合作以及反饋與評價等策略，激發學生的學習興趣，提升學生的思維能力，促進學生的全面發展.

3基于思維進階的初中物理作業設計案例

下面以“電阻的測量”為例，談談基于思維進階的初中物理作業設計策略和方法.

作業如圖1是小峰同學利用伏安法測電阻的實驗電路圖.

（1）連接電路時，小峰應使開關S處于狀態，且滑動變阻器的滑片P應置于（選填“A”或“B”）端；

（2）小峰同學連接了如圖1的電路，閉合開關，電流表示數，電壓表示數；（兩空均選填“有”或“無”）

（3）他仔細檢查電路，發現有一根導線連接錯誤，請你在圖甲中錯誤的導線上畫“×”，并用筆畫線代替導線畫出正確的一根連接導線；

（4）正確連接電路后，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片P，當電壓表的示數為2 V時，觀察到電流表示數如圖2所示，他記下數據，并算出電阻R的阻值為Ω.

拓展若本實驗電源電壓恒為6 V，滑動變阻器的最大阻值為30 Ω，兩電表量程如圖1中連接所示，滑動變阻器接入電路的阻值范圍是.

解析（1）為防止發生短路現象燒壞電源，連接電路時，應斷開開關，且使滑動變阻器的阻值處于最大狀態.由圖可知，變阻器的滑片在B端時連入電路的阻值最大.

（2）實驗時，閉合開關，由圖可知，電壓表和電流表串聯后并聯在定值電阻R兩端，由于電壓表阻值很大，相當于開路，則電流表無示數；電流表在電路中相當于一根導線，則電壓表并聯在定值電阻兩端測量其電壓，則電壓表有示數.

（3）伏安法測電阻的實驗中，待測電阻、電流表串聯在電路中，電壓表并聯在定值電阻的兩端，應把待測電阻與滑動變阻器連接的導線改接在電流表的“3”接線柱上.如圖3所示.

（4）定值電阻R兩端電壓為2 V時，電流表示數如圖2所示，分度值為0.02 A，示數為0.2 A，則電阻R的阻值為R=U1I1=2 V0.2 A=10 Ω.

拓展若電路電流最大為0.6 A時，R兩端的電壓為UR=IR=0.6 A×10 Ω=6 V，大于電壓表量程，所以電路的最大電流應為I′=UR大R=3 V10 Ω=0.3 A，則滑動變阻器連入電路的最小值為R滑小=U-UR大I′=6 V-3 V0.3 A=10 Ω，滑動變阻器連入電路的阻值越大，電流表、電壓表示數越小，所以最大為30 Ω.滑動變阻器接入電路的阻值范圍是10 Ω～30 Ω.

設計意圖本作業設計從最基本的電路的連接入手，檢查電路連接中存在的問題并進行糾正，這也是對學生常見錯誤的反饋，最后通過正確的連接方式，運用伏安法測出了待測電阻的阻值，適合基礎較弱及中等的學生完成.另外設計了拓展部分，對滑動變阻器的最大阻值做了限制，根據電表量程求解滑動變阻器的阻值范圍，本部分適合基礎較好的學生完成.設計遵循了目標導向、系統性、分層性和啟發性等原則，采用了層層深入、步步引導、任務驅動、多樣化題型等策略，激發學生的學習興趣，提升學生的思維能力，促進學生的全面發展.

4結束語

文章通過對基于思維進階的初中物理作業設計研究，能使教師深刻認識到科學合理的作業設計對于學生思維發展的重要性.教師要努力探索如何讓作業不再僅僅是知識的重復，而是成為思維提升的階梯.精心設計多樣化的作業任務，旨在引導學生從基礎概念的理解逐步深入到復雜的實驗設計與數據分析.然而，思維進階的作業設計并非一蹴而就，還需要教師不斷地實踐、反思與改進.未來，教師應繼續關注學生的個體差異，根據他們的實際情況調整作業難度和形式，以更好地滿足不同學生的需求.

參考文獻：

［1］ 盧義剛.基于思維進階式發展的作業變式設計實踐研究：以蘇科版初中物理“歐姆定律”作業設計為例[J].物理教師，2023，44（12）：46-49.

［責任編輯：李璟］