发展核心素养的初中物理作业设计

宋加全

摘要：本文以初中物理作业设计为切入点，以发展学生核心素养为落脚点，从物理基本观念、科学思维能力、实验探究能力、科学的态度和责任四个方面出发，通过具体实例分析研究初中物理作业的优化设计策略，以提高作业布置的有效性。

关键词：核心素养；初中物理；作业设计

2014年3月30日，教育部印发《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》。该意见提出“要从实际情况和学生特点出发，把核心素养落实到学科教学中”。物理学科的学科素养包括：物理观念、科学思维、实验探究、科学态度和责任。物理作业是物理课堂教学的补充和延伸，是教学效果、学习效度的主要评价方式之一，因此作业的设计与布置成为教学工作中的一项重要环节。那么如何在作业设计中落实核心素养呢？本文以初中物理作业设计为切入点，以发展学生核心素养为落脚点来探讨作业设计策略，以期抛砖引玉，引起广大教师在学科中落实学科素养这一问题的关注和思考。

1作业设计体现典型性。帮助学生建立基本的物理观念

基本物理观念是学生在获得知识、方法和技能的过程中，逐步形成的较为基础的物理认识观，并能够内化为解决实际问题的物理能力。教师在作业设计时应认真领会新课标精神，钻研教材，研究学情，作业设计时要注重题目的典型性，帮助学生建立基本的物理观念。注意作业的难度和题量要适当，摒弃偏、繁、难、脱离生活实际的内容。

例1 能量转化效率问题的作业设计

太阳能路灯（如图1所示）的灯杆顶端是太阳能电池板，它能将太阳能转化为——能，并向灯杆下方的蓄电池充电，将电能转化为——能储存起来，供夜晚路灯照明。若在一定时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为2.7×10⁷J，这与完全燃烧____kg的煤放出的热量相当；这些能量经转化后，可供功率为35W的路灯工作60h，那么该太阳能路灯的能量转化效率是____%（煤的热值为3.0×10⁷J/kg）。

本题以生活中的真实情景为素材，引导学生注意观察生活，积极思考。本题涉及到能量转化、热值、电能几个基本概念，通过简单计算，反映出几种形式的能之间的关系。通过此题，学生加深了对能量相互转化的理解。

2作业设计体现层次性，帮助不同层次的学生提高科学思维能力

《物理课程标准》指出：“学生是学习发展的主体，物理学科必须根据学生的身心发展，关注学生的个体差异的不同的学生需求。”“及时了解学生的学习情况，对不同学生提出不同的学习任务和要求，这是因材施教的基本手段。”这充分说明物理教学必须以学生为中心，充分考虑学生差异。设计和编选的作业应该体现层次化，以适应不同层次学生的发展要求，这符合因材施教的教学原则。根据学生的学习基础、学习态度、学习能力等方面因素，把学生分成三个组：其中较优秀的学生为甲组，中等的学生为乙组，较差的学生为丙组。在分组前给学生讲清分组的目的和重要性，以消除学生思想中的消极心理。每次作业采用优化的弹性结构设计，分基础题、中档题和提高题。甲组学生选做中档题，必做提高题；乙组学生必做基础题、中档题，鼓励做提高题；丙组学生必做基础题，鼓励做中档题。

例2 中考综合复习的作业设计

如图2甲所示是小华同学设计的一种测定油箱内油量的装置，其中R₀为定值电阻，R为压敏电阻，其阻值随所受压力变化的图像如图2乙所示。油量表由量程为0～3V的电压表改装而成。已知油箱重80N，压敏电阻R能够承受的最大压力为800N，电源电压保持6V不变。（g取10N/kg）

（1）若油箱内油的密度为0.8×10.kg/m³，则此油箱最多可装多少立方米的油？

（2）若压敏电阻受到最大压力时，电压表的示数达到最大值，则定值电阻R₀的阻值为多大？

（3）请推导R₀两端电压U₀与油量V的关系式，并据此说明此油量表的刻度是否均匀。

此题中，第（1）题中的每个所求的物理量只需运用一个公式即可算出，难度较低，作为基础题；第（2）题需要综合图像分析和电学计算，具有一定的难度，作为中档题；第（3）题综合性较强，在进行数学推导时要求学生具有较强的数学功底和逻辑思维能力，难度较大，作为提高题。

为了维护学生的自尊，学生分组情况并不公开，由教师灵活掌握。另外，学生分组情况是动态变化的，对进步较大的学生要及时提高其层次，对高层次作业力不从心时也可考虑降低其层次。在这样的激励机制下，学生学习既有压力也有动力，在成功的尝试中树立学习的自信心，科学思维能力得到了不同程度的提高。

3作业设计体现探究性，帮助学生强化实验探究能力

科学探究既是学生的学习目标，又是重要的学习方式。《物理课程标準》指出：“通过科学探究，使学生经历基本的科学探究过程，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，形成尊重事实、探索真理的科学态度。”学生的科学探究能力的培养也可以通过作业练习来实现。

3.1探究活动的评估与反馈

例3 欧姆定律的探究作业设计

如图3是某实验小组探究“电流与电压、电阻关系”的电路图。使用的实验器材有：电压为6V的电源，电流表、电压表各一个，开关一个，5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻各一个，规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器一个，导线若干。

（1）连接电路时，开关应处于____状态，滑动变阻器的滑片P应该处于最____端。

（2）探究电流与电压的关系时，所测得的几组电流、电压值如表1所示。据表1数据可得到结论：____。

（3）探究电流与电阻的关系时，所测得的几组电流、电压值如表2所示。

①由于操作不当，导致一组数据存在错误，请判断第____次实验的数据存在错误。产生错误的原因是____，正确的数据应该是____A。endprint

②纠正错误以后，该小组用30Ω的电阻替换15Ω的电阻进行了第4次实验，发现实验无法进行下去。为完成第4次实验，同学们提出了下列解决方案，其中正确的是（ ）

A.将电压表的量程换为0～15V

B.换成电压为12V的电源

C.更换最大阻值大于或等于30Q的滑动变阻器

D.可将定值电阻两端的电压调为1.5V

此题探究“味道”浓厚，要求学生能深刻理解、掌握进行实验与收集证据、分析與论证、评估等探究要素。多设计这类题目的训练，可以使学生体验科学探究的乐趣，领悟科学探究的方法。

3.2动手操作解决实际问题

物理学是以实验为主的学科。教师可以设计一些物理小制作作业，使学生通过亲自动手，增强感性认识，提高动手动脑能力，学生的创新能力和意识也会得到提升。在学习《杠杆》时，为了让学生掌握杠杆原理，笔者设计了制作“蜡烛跷跷板”的作业：

例4 将一支蜡烛的两端削尖，在中间垂直插入一枚大号缝衣针，把缝衣针的两端分别放在两个玻璃杯上，就做成了一个蜡烛跷跷板。用小刀对蜡烛的两端进行加工，使蜡烛跷跷板能够在水平位置平衡，蜡烛跷跷板会怎样运动？请你解释其中的道理。

学生通过完成此题，增强了动手操作的能力，加深了对杠杆原理的理解。初中阶段可以让学生完成的小制作很多，如：水果电池、简易针孔照相机、浮沉子、会跳的卡片、橡皮筋测力计等。学生完成小制作后，教师可以组织学生相互交流，总结改进，从而进一步激发学生的兴趣和求知欲，提高学生的物理素养。

4作业设计体现开放性。帮助学生培养科学的态度和责任

布置开放性作业，可以拓宽学生的科学视野，体会到学以致用的乐趣，了解科技发展的动态，关注技术应用带来的社会进步和问题，树立正确的科学观。

通过设计和布置调查、访问类作业，让学生走出课堂，走进社会，调查一些与物理相关的问题。例如，在学完了《噪声及其控制》后，布置学生对所在学校的噪声情况做一个调查，要求列出学校环境噪声的主要来源，并且根据调查结果向学校提出改进意见；在学完《电磁波及其传播》后，组织学生参观当地的电视台，了解电视信号的发射、传输和接收的过程；在学习《电能表和电功》后，布置学生统计家里用电情况，并进行适当的拓展：电视机处于待机状态时耗电情况研究，冬天将空调的制热温度调高2℃对耗电的影响等。

现代信息技术的发展正在突破各种资源的时空限制，为物理学习提供了广阔的舞台。布置一些信息收集的作业，可以让学生自主寻找有用信息进行研究，真正成为学习的主人。例如，在学习《长度的测量》时，布置学生上网查阅有关“国际单位制”的资料，了解关于“米”的定义的历史变迁。在学习《物质的三态

温度的测量》时，布置学生上网了解温度计的发展历史，并查阅“温室效应”和“热岛效应”的有关资料，尝试对环境温度问题发表自己的看法。

综上所述，教师在进行作业设计时，必须认真学习和领会新课标精神，摒弃传统的作业观，着眼于提高学生的核心素养，以提高作业设计的有效性，为学生的可持续发展奠定良好的基础。endprint