基于核心素養(yǎng)的初中物理實(shí)踐作業(yè)設(shè)計(jì)路徑

實(shí)踐活動(dòng)是初中物理教學(xué)的重要組成部分，不僅有助于學(xué)生理解和掌握物理知識(shí)，還能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究、動(dòng)手操作和問(wèn)題解決等核心素養(yǎng)。隨著新課程改革的深入，如何設(shè)計(jì)有效的實(shí)踐作業(yè)，使其更好地服務(wù)于核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，成為物理教學(xué)的重要課題。基于此，本文從核心素養(yǎng)的視角出發(fā)，提出了基于核心素養(yǎng)的初中物理實(shí)踐作業(yè)設(shè)計(jì)方案，以期為初中物理實(shí)踐作業(yè)的設(shè)計(jì)與實(shí)施提供理論和實(shí)踐參考。

一、利用實(shí)踐作業(yè)培養(yǎng)學(xué)生操作能力

初中物理實(shí)踐則是學(xué)生親身參與、動(dòng)手操作的過(guò)程，是培養(yǎng)核心素養(yǎng)的重要載體。通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生不僅可以深入理解物理知識(shí)，還能發(fā)展觀察、分析和動(dòng)手等能力，從而提高綜合素質(zhì)。在具體實(shí)施中，教師可以設(shè)計(jì)各種實(shí)踐活動(dòng)，注重引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與，同時(shí)設(shè)置開(kāi)放性任務(wù)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

以蘇教版八年級(jí)物理下冊(cè)第六章“物質(zhì)的物理屬性\"實(shí)踐作業(yè)設(shè)計(jì)為例，本次作業(yè)自標(biāo)是讓學(xué)生通過(guò)生活物品的密度測(cè)量，建立物質(zhì)特性與物理量的聯(lián)系。實(shí)踐作業(yè)主題為“生活中的密度偵探”，任務(wù)背景：你是一名“材料鑒定師”，接到三個(gè)匿名委托瓶（分別標(biāo)號(hào)AB/C），內(nèi)含廚房常見(jiàn)的食用油、牛奶、鹽水。請(qǐng)通過(guò)密度檢測(cè)破解液體身份，并撰寫科學(xué)鑒定報(bào)告。本次實(shí)驗(yàn)所需器材包括電子廚房秤、 100mL 量筒、3個(gè)透明玻璃杯、攪拌棒、待測(cè)液體：委托瓶AB/C各50mL （食用油、牛奶、鹽水）紙巾、溫水等。

學(xué)生可根據(jù)“偵探行動(dòng)指南”自主完成實(shí)驗(yàn)探究。階段一：證據(jù)收集。首先，學(xué)生需要校準(zhǔn)電子秤，空秤歸零后放置干燥燒杯。在燒杯里倒入三種液體，分三次測(cè)量各液體質(zhì)量，使用“去皮重\"功能消除容器質(zhì)量影響。學(xué)生平視凹液面最低點(diǎn)讀數(shù)，在液體轉(zhuǎn)移時(shí)使用漏斗防灑漏，之后進(jìn)行二次驗(yàn)證，用量筒復(fù)測(cè)燒杯內(nèi)剩余液體體積。階段二：數(shù)據(jù)分析。學(xué)生根據(jù)公式應(yīng)用：ρ=（m₁-m₀）N 進(jìn)行單位換算。如燒杯質(zhì)量 m₀=35.2g 總質(zhì)量 m₁=82.4g 液體質(zhì)量 m=82.4-35.2=47.2g 和密度ρ=47.2g/50cm³=0.944g/cm³Ω_o 階段三：真相還原。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果建立物質(zhì)檔案庫(kù)，純牛奶參考密度 （9/cm³） 為1.028～1.032、食用油參考密度 （g/cm³） 為0.91～0.93鹽水參考密度 （9/cm³） 為1.18～1.25。最終學(xué)生撰寫報(bào)告“經(jīng)密度檢測(cè)，B液體 ρ=1.030g/cm³ ，符合牛奶特征”，異常情況說(shuō)明\"A液體實(shí)測(cè) ρ=0.89g/cm³ ，可能混入雜質(zhì)”。

本次實(shí)踐作業(yè)設(shè)計(jì)通過(guò)“科學(xué)偵探\"情境創(chuàng)設(shè)，將密度測(cè)量轉(zhuǎn)化為探索性任務(wù)，有效培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維。學(xué)生經(jīng)歷“猜想一實(shí)驗(yàn)—修正—結(jié)論\"完整科研流程，強(qiáng)化量感認(rèn)知，即 19/cm³ 的差異對(duì)應(yīng)牛奶與水的本質(zhì)區(qū)別，掌握了滲透控制變量法，通過(guò)三次測(cè)量理解實(shí)驗(yàn)精確性要求

二、利用實(shí)踐作業(yè)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維

在初中物理教學(xué)中，實(shí)踐作業(yè)作為重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，不僅能幫助學(xué)生深化對(duì)物理概念的理解，還能培養(yǎng)學(xué)生的觀察力、動(dòng)手能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。在實(shí)踐作業(yè)中，學(xué)生需認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、收集數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，并根據(jù)分析結(jié)果提出合理解釋，讓學(xué)生在實(shí)踐中收獲知識(shí)、培養(yǎng)能力，最終養(yǎng)成良好的科學(xué)素養(yǎng)。

在蘇教版初中物理八年級(jí)上冊(cè)第四章“物態(tài)變化\"單元教學(xué)中，低溫實(shí)驗(yàn)實(shí)施困難一直是個(gè)難題。針對(duì)這一問(wèn)題，教師可以設(shè)計(jì)家庭實(shí)踐作業(yè)，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展探究性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐中加深對(duì)相關(guān)概念的理解。圍繞“鹽水能否防止結(jié)冰\"這一核心問(wèn)題，教師要求學(xué)生完成以下實(shí)驗(yàn)：準(zhǔn)備三個(gè)潔凈透明的容器，分別標(biāo)記為A（ 200mL 清水）B（ 200mL 水 +2 平勺食鹽）、C（ 200mL 水 ⁺⁴ 平勺食鹽）。將三組樣品同時(shí)放入冰箱冷凍室，每隔10分鐘觀察記錄以下內(nèi)容：各容器表面首次出現(xiàn)冰晶的時(shí)間、完全凝固所需的總時(shí)長(zhǎng)，并使用廚房溫度計(jì)測(cè)量開(kāi)始結(jié)冰時(shí)的溫度（若溫度計(jì)無(wú)法插入固體，可記錄液體剛出現(xiàn)冰晶時(shí)的溫度）。通過(guò)對(duì)比三組樣品的結(jié)冰時(shí)間和凝固溫度，學(xué)生可以了解食鹽對(duì)水的凝固過(guò)程的影響。除了上述實(shí)驗(yàn)操作，教師還可以適當(dāng)補(bǔ)充一些相關(guān)理論知識(shí)，如水的凝固過(guò)程、溶質(zhì)對(duì)溶劑凝固點(diǎn)的影響等。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)后進(jìn)行小組討論，分享實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的發(fā)現(xiàn)和疑問(wèn)，并總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，探討鹽水為什么能防止結(jié)冰的原因。

三、利用實(shí)踐作業(yè)培養(yǎng)合作解題能力

合作探究的重要性首先體現(xiàn)在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和解決問(wèn)題的能力上。面對(duì)各種物理現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)，學(xué)生需要運(yùn)用批判性思維，提出假設(shè)、設(shè)計(jì)方案、動(dòng)手實(shí)踐、分析數(shù)據(jù)和得出結(jié)論。這一過(guò)程不僅鍛煉了學(xué)生的問(wèn)題解決能力，也培養(yǎng)了他們獨(dú)立思考、合作交流的習(xí)慣。相較于單純的知識(shí)灌輸，這種探究式學(xué)習(xí)更有助于學(xué)生全面發(fā)展。

以蘇教版九年級(jí)物理上冊(cè)第十四章\"歐姆定律”九年級(jí)下冊(cè)第十五章“電功和電熱\"為例，教師設(shè)計(jì)了“教室節(jié)能照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)小組實(shí)踐作業(yè)”，對(duì)應(yīng)課標(biāo)要求學(xué)生會(huì)看、會(huì)畫(huà)簡(jiǎn)單的電路圖：了解家庭電路組成及安全用電常識(shí)。任務(wù)一：基礎(chǔ)電路搭建。教師給學(xué)生準(zhǔn)備材料包，包括兩節(jié)干電池、3VLED燈 ^?×4， 開(kāi)關(guān) ??x 2、導(dǎo)線若干。首先，學(xué)生需要在紙板上設(shè)計(jì)兩組獨(dú)立控制的LED燈（參考教室主燈與黑板燈），然后用實(shí)物連接并聯(lián)電路，要求主燈組（2燈并聯(lián)）由前門開(kāi)關(guān)控制；輔助燈組（1燈）由后門開(kāi)關(guān)控制。完成《電路檔案卡》：電路圖，粘貼手繪電路圖照片。電流測(cè)量，主燈組電流____mA，輔助燈組電流___mA;發(fā)現(xiàn)規(guī)律：并聯(lián)電路中總電流與支路電流的關(guān)系是 。

任務(wù)二：智能改造挑戰(zhàn)。基礎(chǔ)版任務(wù)給電路增加光控功能： ① 在開(kāi)關(guān)處并聯(lián)光敏電阻（教師預(yù)裝模塊）； ② 用手電筒測(cè)試：遮光時(shí)燈自動(dòng)亮，光照充足時(shí)燈滅。進(jìn)階版任務(wù)制作聲光雙控電路： ① 用蜂鳴器模擬聲控傳感器（拍手觸發(fā)）； ② 設(shè)計(jì)邏輯：僅當(dāng)光線暗且有聲音時(shí)燈亮（參考課本P43邏輯電路圖）

任務(wù)三：安全檢測(cè)員。根據(jù)教師提供的3種異常電路模型（短路/斷路/接觸不良），學(xué)生完成檢測(cè)報(bào)告。在本次作業(yè)中，教師提前對(duì)學(xué)生進(jìn)行安全警示，所有操作必須在斷開(kāi)電源后進(jìn)行，練習(xí)正確使用測(cè)電筆。

四、利用實(shí)踐作業(yè)培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任

在《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中，科學(xué)態(tài)度與責(zé)任被定義為探索自然的內(nèi)在動(dòng)力，以及熱愛(ài)自然、保護(hù)環(huán)境和遵守科學(xué)倫理的自覺(jué)行為。這一核心素養(yǎng)應(yīng)貫穿于整個(gè)物理教學(xué)過(guò)程，逐步滲透到學(xué)生的認(rèn)知和行為中。教師可以在課后作業(yè)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任。

例如，在學(xué)習(xí)“熔化和凝固\"后，教師可以設(shè)計(jì)一個(gè)關(guān)于古代冶鐵技術(shù)的實(shí)踐作業(yè)，要求學(xué)生查閱春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期青銅冶煉或漢代鐵器鑄造的工藝流程，分析其中涉及的物態(tài)變化原理，并思考“淬火\"工藝（高溫金屬突然冷卻）對(duì)材料性能的影響。學(xué)生通過(guò)對(duì)比古代工匠經(jīng)驗(yàn)與課本中晶體熔化曲線（如冰的熔化實(shí)驗(yàn)），理解“溫度保持不變\"的物理規(guī)律在實(shí)際中的靈活應(yīng)用，體會(huì)科學(xué)探究的嚴(yán)謹(jǐn)性。結(jié)合三星堆青銅器、越王勾踐劍等文物案例，引導(dǎo)學(xué)生討論“古代冶金技術(shù)如何推動(dòng)農(nóng)業(yè)工具革新與社會(huì)發(fā)展”，如表1所示。

表1

學(xué)生通過(guò)查閱資料，不僅能鞏固物態(tài)變化的概念，還能了解中華民族在科技史上的輝煌成就，感受到物理知識(shí)在推動(dòng)文明進(jìn)步中的重要作用，這有助于增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感。在學(xué)習(xí)\"汽化和液化\"后，可以讓學(xué)生查閱現(xiàn)代制冷設(shè)備所使用的制冷劑，了解其環(huán)境影響。作業(yè)以冰箱制冷劑迭代為背景，布置實(shí)踐探究任務(wù)，繪制制冷循環(huán)示意圖，標(biāo)注氟利昂在壓縮機(jī)、冷凝器中的物態(tài)變化；對(duì)比R12（氟利昂）與R600a（異丁烷）的臭氧消耗潛能值，分析環(huán)保制冷劑推廣的難點(diǎn)；調(diào)查社區(qū)廢舊家電回收制度，提出減少制冷劑泄漏的方案；通過(guò)數(shù)據(jù)分析臭氧層空洞的成因，理解科學(xué)倫理對(duì)技術(shù)應(yīng)用的約束；結(jié)合蒙特利爾議定書(shū)案例，探討“技術(shù)發(fā)展如何平衡經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)保護(hù)”，引導(dǎo)學(xué)生形成可持續(xù)發(fā)展的價(jià)值觀。這樣可以培養(yǎng)學(xué)生的信息獲取能力，并讓他們意識(shí)到科技的利弊，養(yǎng)成保護(hù)環(huán)境的意識(shí)。

五、結(jié)束語(yǔ)

基于核心素養(yǎng)的實(shí)踐作業(yè)設(shè)計(jì)，需建立學(xué)科知識(shí)與現(xiàn)實(shí)世界的深度聯(lián)結(jié)。通過(guò)精準(zhǔn)的課標(biāo)對(duì)接、科學(xué)的任務(wù)設(shè)計(jì)、真實(shí)的場(chǎng)景創(chuàng)設(shè)，使物理實(shí)踐作業(yè)成為培育科學(xué)素養(yǎng)的有效載體。教師在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)把握“基礎(chǔ)性實(shí)踐打底、發(fā)展性實(shí)踐提質(zhì)、創(chuàng)新性實(shí)踐賦能”的原則，構(gòu)建符合認(rèn)知規(guī)律的實(shí)踐育人體系。

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