核心素养下的高中物理作业设计研究

陈敏燕

摘 要：核心素养是眼下教育改革方向之一，在各个教育阶段的任何学科教學中，教师均承担着培养学生核心素养的重任，促使学生在学习文化知识的同时更好地适应社会发展与终身发展。在高中物理教学中，作业设计是一个十分重要的环节，教师也要基于核心素养视角切入，对以往的作业内容与形式加以创新和优化，让学生在完成作业的过程中核心素养得到很好的发展，笔者主要对核心素养下的高中物理作业设计进行分析和研究，并罗列部分作业案例。

关键词：核心素养；高中物理；作业设计

作业属于为实现教学目标、完成教学任务，教师设计的为帮助学生提高学习效率而进行的一项课下学习活动。不仅有利于学生更好地巩固课堂所学，使其通过作业完成情况发现个人不足之处，为后续学习提供参考与依据，还可以检测教师的教学效果，方便后续教学规划的调整与安排。高中物理教师设计作业时需渗透核心素养，高度重视作业的质量，不能以数量取胜，带给学生系统的、科学的作业，促使他们在作业中收获更多，使其健康成长。

一、把握合适训练方向，培养学生的多样性思维

在核心素养下的高中物理作业设计中，教师首先需把握好合适的训练方向，注重对学生多样性思维的培养，可设计一道综合性题目，让学生了解考查方向，对题目涵盖知识进行梳理，让学生初步明确解题思路。在学生掌握常规方式与思路之后，高中物理教师应当引领他们展开进一步思考，如：解答这一题目还有哪些途径？使其思维实现多样化发展。当学生最终把所有可行解题方法罗列出来后，教师需加以整理和汇总，让学生分析、对比这些解题方法的异同之处，是否存在内在联系，使其思维变得愈加灵活[1]。

例如：在进行“牛顿运动定律”教学时，教师可结合本单元的教学内容设计一道综合性作业：将一个物体在斜面上抛出去，斜面倾斜角的正弦值为0.6，当物体落在斜面时，通过测量得出抛出点与降落点的距离是30m，那么该物体距离斜面的最远距离是什么？花费的时间是多久？此道作业题目属于常规题目，是利用牛顿运动定律解题的典型题目，涉及的知识点比较多，要求学生具备较强的思维能力，教师需要引导学生从问题本质入手，寻找多种解题方式，通过整理、归纳后得到以下三种方法：1.根据物体平抛运动的规律，结合题目已知条件，可以求解出时间t和距离d；2.利用力的分解与合成知识内容，计算出物体在水平方向和垂直方向的受力情况，求解出时间t与距离d的值；3.对题目条件进行梳理，根据两条直线的距离公式，完成时间t与距离d的求解。三种解题方法的切入点不同，但均需要对物体受力情况进行分析，同时，学生可以画出图示辅助解题，这样题目内容变得直观，解题思路则更为清晰，使其思维越来越趋向于多样性发展，让学生意识到一个题目有多个解法。

二、精心设计物理作业，促进学生物理观念形成

在核心素养下的高中物理教学过程中，要求学生掌握较多的物理概念，如相互作用、运动与物质以及能量等，物理概念是核心知识的进一步提炼与升华，包含重要的规律内容，有时还涉及一定量的物理思维。要想从“知识”过渡至“观念”，高中物理教师设计作业时需要以核心素养为前提，围绕物理学科基础知识精心设计一系列针对性极强的作业，且融入相应的思维训练，以发展学生的物理观念为切入点，使其快速把握题目的实质，确定更加有效的解题方案，不仅能够提高他们的做题效率，还可以显著提升自身的思维品质[2]。

比如：在开展“牛顿第一运动定律”教学时，一般情况下，教师设计作业时主要考查学生对这一定律的使用情况，以及相关物理定理与公式的理解、记忆和运用，锻炼他们的物理思维方法。不过教师要以此为基础，同时基于学生物理观念的发展适当增加作业，可结合伽利略理想实验这一背景知识设计作业内容：理想实验是什么？理想实验与真实实验有什么不同？在历史上，出现的理想实验有哪些？说一说理想实验对于物理学科发展有哪些促进作用？以问题串的形式呈现作业，显得新颖有特色，要求学生查阅各种物理学科资料，了解物理理论知识与实践操作，使其在作业完成过程中知识视野得到很大程度的开阔，思维品质也能够产生明显的提升，继而促进他们物理观念的形成，实现既定教学目标。

三、巧妙设计物理作业，推动学生科学思维发展

基于核心素养视角来看，科学思维指的是学生可以从物理学视角认识客观事物的本质属性、内在规律与相互关系，在处理实际问题时可以对题目中涉及的过程与对象构建出相应的物理模型，以此分析和推理题目，最终得到准确的答案。只有具备一定的科学思维，学生才能够更好地理解各种物理现象，结合物理思维高效处理各类题目，所以，高中物理教师应当巧妙设计物理作业，融入科学思维的训练，引导他们在分析、推理、综合论证中处理题目，实现对理论知识的进一步内化，使其根据证据提出批判与质疑，且提出创造性见解[3]。

比如，在“牛顿第二运动定律”教学实践中，本节课内容在现实生活中有着广泛体现与运用，教师设计作业时应找准切入点，以此达到推动学生科学思维发展的目的，改善他们的思维品质。具体来说，教师可以围绕这一定律的实际应用来设计作业内容，结合青蛙跳跃、火箭发射等生活实例引出问题：在这样的情况下，是什么原因使得物体运动状态出现变化？学生思考、分析、研究后，继续提出问题：火箭启动时的推力比青蛙蹬地跳跃的推力大，火箭质量也远比青蛙质量大，结合牛顿第二运动定律公式，可以分析出火箭的加速度未必会比青蛙的加速度大。上述的分析内容有着重要的研究价值，教师需要引导学生深入思考，分析上述分析内容的合理性，如果不合理，其原因是什么，使其在探究类似物理问题时切实认识到物理学的规律，让他们的科学思维变得更为严谨与连贯。在这样的作业训练下，学生才会慢慢形成良好的科学思维，也能够真正体现出作业的价值，继而强化他们的物理综合思维能力。

四、合理设计物理作业，培养学生实验探究能力

针对核心素养下的高中物理教学来说，培养学生的实验探究能力相当关键，因为实验探究不仅是学习物理理论知识的一个重要途径，还是探究物理原理的常用手段。教师在平常教学中，讲解理论知识时需刻意培养他们的实验探究能力，且将这一观念延伸至作业设计环节，使其在作业完成过程中实验探究能力得以进一步强化。高中物理教师应结合知识特征设计一些操作类作业，突破以往书面作业的局限性，既显得更具趣味性，还能够为学生提供更多亲自动手探索物理奥秘的机会，使其认真观察与思考物理现象，培养他们的实验探究能力[4]。

在这里，以“相互作用”教学为例，本单元主要学习各种常见的力，包括重力、彈力与摩擦力等，以及力之间的相互作用。在完成本单元知识内容学习之后，教师可以设计探究性作业，要求学生通过实验形式亲自动手配合完成，两名同学共同完成实验，具体操作方式如下：其中一位同学从上往下垂直扔出一小节粉笔，另一名同学在正下方接住粉笔，当粉笔刚好落在手中时，下面的学生可以切身感受粉笔与手掌之间的摩擦力。当完成实验操作后，教师给出以下作业内容：在刚才的实验操作过程中，哪些物体之间存在相互作用力？作用力是怎么产生的？鼓励学生自由讨论、交流与发言，对整个实验过程进行分析，使其通过探讨将实验环节粉笔的重力、粉笔与手掌的摩擦力列出来，借助互动，让学生清晰梳理实验过程。教师需要以学生讨论作为基础，对知识进行归纳与总结，让学生深入理解实验中物体之间的相互作用，利用这样的操作类作业既能够调动起学生参与科学探究的热情，还可以训练他们的探究思维，使其核心素养得到很好的培养。

五、设计社会实践作业，科学态度与责任的培养

在眼下的高中物理教学中，各个教学环节的设计均要以核心素养为基本导向，自然也包括作业设计环节，其中在高中物理学科核心中，科学态度与责任是最难把握的，要以认识科学本质，理解科学、技术、社会、环节之间的关系为前提，端正学生的科学态度，树立学生对科学与技术的责任。这就要求高中物理教师围绕具体教学内容设计相应的社会实践性作业，注重与现实生活之间的联系，将物理同社会接轨，引领学生基于物理学视角分析生活中的自然现象，借此培养他们的科学态度与责任[5]。

举个例子，在“重力与重心”教学中，本节课主要学习重力的概念、产生的原因、大小、方向，以及重心等，其中确定重心的位置是难点。教师可围绕难点设计一道家庭实验类的实践性作业，要求学生回到家中使用悬挂法寻找物体的重心，具体操作步骤如下：

1.把钉子固定在纸板顶端；2.把棉线一端绕在钉子上，另外一端悬挂橡皮，把悬挂痕迹两端进行描点，且连接起来；3.把纸板换个方向再次测量和连接；4.把纸板换个方向测量第三条悬挂轨迹且连接；5.用手指顶住这三条轨迹线的交叉点。如此，利用作业让学生自己动手、动脑与观察，教导他们在日常生活中不能片面看待问题，使其学会选择物体的重心，且慢慢养成科学分析问题的良好习惯。

六、设计小组形式作业，锻炼学生合作学习能力

高中物理知识与初中相比，深度、难度均有一定程度的升高，对学生的各项能力均有着更高的要求，无论是在新知学习中，还是作业环节，有时学生很难独立完成，甚至会经常陷入困境之中，影响做题的积极性与自信心。这时高中物理教师设计作业时可围绕核心素养展开，设计一些难度更大、开放性程度更高的小组形式的作业，要求学生在小组内先独立思考、再合作探讨，一起探寻解题思路与方案，使其思维发生摩擦与碰撞，变得更为发散与灵活，最终让他们能够结合所学知识准确解答题目，并锻炼自身合作学习能力[6]。

比如：当学习“力与运动的关系”相关知识时，教师可设计这样一道作业：在生活中，残疾人不在少数，他们出行有着很大的不便，大家是否可以设计一个轮椅斜面，方便残疾人出行？本题有着极强的综合性，学生难以独立完成，这时可把他们划分成若干个学习小组，小组成员共同研究上述问题。具体要求如下：对于轮椅斜面通道的材料、尺寸等进行详细说明；做好工具、材料的选择，制作轮椅模型与通道模型；通过测量和验证，对设计方案可行性进行分析；对小组方案进行归纳，如设计简易图纸、测量数据；制作多媒体课件，对方案进行展示与汇报；现场演示，并且接受教师与其他学生的提问；最后，做出整体的归纳总结。这样的作业形式与以往的书面作业不同，在作业完成时，学生需要对所学知识进行综合利用，并结合实际问题进行有的放矢的思考与交流，借此培养他们的知识运用与实践能力，使其科学思维得到很好的锻炼，强化学生的社会责任意识。在学生完成探究作业之后，教师可以选择小组对本小组的作品与设计方案进行介绍，将各类方案展示出来，选出最佳的方案，并且给予小组奖励。在这样的作业活动中，学生处于主体地位，使其物理学科核心素养得到有效强化。

七、科学设计物理作业，驱使学生实现深度学习

随着高中物理课程教学内容的深入，学生的知识更加丰富，逐渐形成相应的知识体系，他们在后续学习中会发现不少新知识同旧知识都存在着一定的关联性，学习新课内容时往往要以原有知识当作铺垫。对于核心素养下的高中物理教学而言，教师设计作业时要注重新旧知识之间的联系，根据新授内容科学设计作业，以作业为依托将新旧知识巧妙地建立起联系，让学生通过对作业的完成增进思维的体系性与连贯性，使其实现深度学习的目的，让他们的物理知识架构变得越来越完善与稳固，物理思维也得到进一步发展[7]。

例如：在展开“匀变速直线运动”教学时，在高中物理学习中，本单元知识内容得到大量应用，无论是运动知识还是电场、磁场知识，都需要运用本单元知识内容，教师可以结合力学、电学、热学等不同物质运动时产生的差异设计作业时，要求学生加以分析与归纳，让学生初步完成研究报告。此种作业设计具有探究性与开放性特点，学生可以自主选择研究对象，根据研究内容撰写目的性强的报告，使其在作业完成过程中加深对力学、电学、热学等不同物体运动时产生差异的认识，增强对相关知识的内化和吸收，有效提高他们的物理核心素养。

结束语

综上所述，在核心素养下的高中物理作业设计中，教师应及时摆脱以往作业形式的束缚与限制，把握好高中物理学科核心素养的几个维度，即为物理观念、科学思维、实验探究及社会态度与责任，注重作业的多元化、功能性、实效性，带领学生真正走出以往“题海战术”的困境，使其积极踊跃地参与到作业完成中，让作业真正发挥出自身应有的价值与功能。

参考文献

[1]袁芳.核心素养视域下高中物理校本作业的单元设计[J].现代基础教育研究，2022，46（2）：165-173.

[2]侯宏.基于学生核心素养发展的高中物理作业设计[J].中学理科园地，2022，18（3）：6-8.

[3]施美珊.核心素养视域下高中物理作业设计策略研究[J].中学理科园地，2022，18（3）：75-77.

[4]陈希.基于高中物理核心素养的单元作业设计初探[J].中学物理教学参考，2022，51（9）：18-20.

[5]姚焕芹.素养导向下的高中物理作业设计的模型构建[J].高考，2022（4）：63-65.

[6]戴功成.核心素养导向下的高中物理单元作业设计实践研究[J].求知导刊，2021（51）：23-25.

[7]袁晓芬.指向核心素养培育的高中物理学科单元活动类作业设计[J].上海课程教学研究，2021（Z1）：65-69.