走进自然提升素养

谭俊贤

摘   要：课堂练习及课后作业对物理教学的有效性起着客观的甄别和警示作用。课堂练习及课后作业设计作为物理教学的重要组成部分，历来都为一线教师所重视。在新课改逐步进入深水区的新常态下，不少老师的作业设计，依然存在着新瓶装旧酒的不良倾向，既不利于提高学生学习的积极性，也不利于培育和提升学生的核心素养。文章立足于一线教学实际，旨在核心素养视域下对一道初中物理练习题进行客观审视，期望为广大初中物理教师提供一些借鉴。

关键词：核心素养;初中物理;作业设计

沙坪坝区初中物理采用沪科版教材。在八年级第十章《机械与人》第四节《做功的快慢》的习题课（第2课时）上，任课教师设计了一道如下的课堂练习题：

【拓展与延伸】 “饭后百步走，活到九十九”，散步是一种常见的健身方式。为了研究“人在水平路面上行走时克服重力所做的功”，大兵同学在互联网上查阅得知：人体的重心大约位于肚脐上方6 cm、脊椎前方3 cm处。在行走过程中，人的重心高度会随着行走而上下变动，重心升高时，人体会克服重力做功。

大兵在小区里选择了一段平直的步道，请父亲用智能手机录制自己在水平路面上行走的视频，并用皮尺测出了自己的步距s（跨出每一步时两脚之间的距离）和腿长L，有关测量数据如表1。

假设在正常行走时，重心在人体中的相对位置不变。

（1）通过观察自己在水平路面上行走的视频，大兵发现，当前脚跨出时重心会下降，而后脚收起时重心会上升。则他每走一步，重心会下降或升高多少？

（2）大兵每走一步需要克服重力做多少功？

（3）你认为人在水平路面上通过走路进行锻炼时，哪些因素会影响锻炼效果？请简述你的理由。

1    考查阅读能力

在大语文、泛阅读的大背景下，所有科目都会考查阅读能力，物理也不例外。本题题干包括247个字，比传统的初中物理练习题字数多得多。如果不善于阅读，不善于勾画，很难有效提取题目中的关键信息，解题也就无从谈起。

2    体现社会责任

网络作为科技发展的产物，信息时代的标志，本应极大地拓展学习的时空。然而，据联合国教科文组织的不完全统计，以学习为主要目的上网的中学生，美国占总数的20%，英国为15%，中国仅为2%。上网和手机几乎等同于网络游戏，是所有学生家长谈之色变、避之不及的敏感词汇。缘何如此？答案也许就在我们日常的教学活动之中。希望本练习题的设计，能够为一线教师引导学生善用网络提供有价值的借鉴。

3    构建物理模型

物理建模就是将现实生活中复杂的问题进行简化、抽象。本练习题要求学生能够建立“行走”时双腿的几何模型（如图1所示）。实线表示跨出一步且双脚着地时的双腿，虚线表示后腿收起时的双腿。

4    运用数学工具

對于广大中学生而言，之所以感觉物理难，一个最主要的原因在于不善于运用工具学科（语文、数学等），总是把物理独立于其他学科之外，无法借力，自然不能形成学科之间的合力。在解本练习题时，即建立了几何模型之后，先用勾股定理求出双脚着地（实线）状态下重心的高度：

收起后腿时，重心高度为：

h2=L=0.65 m

显然，每走一步，重心会下降或升高h=0.05 m。

5    认识科学本质

第2小问很常见，在得到了每行走一步重心的高度变化之后，只要知道做功的科学本质是关注力和空间的累积效应，一般都容易得出每走一步需克服重力做功25 J。

6    端正科学态度

对普通老百姓而言，锻炼效果只是一个生活常识。在自媒体时代，正常人都知道，步幅越大，走得越快，流汗就越多，消耗的能量就越多，锻炼效果就越好。站在科学的角度看，论证需要有力的证据。

行走时，每跨一步，重心升降：

在腿长L一定的前提下，步距s越大，重心升降h越大。

收起后腿时，克服重力做功：

W=G·h

在健身者体重G一定的情况下，重心升降h越大，做功越多。

以30分钟为锻炼时长，健身专家提供的参考数据如表2所示。

显然，步行的健身效果既与步距s有关，还与行走的速度（步频）有关。

这是一道探索性的、与生活相关的练习题。对于初中生而言，要严格求解十分困难。在教学中教师应从引导学生以定性或半定量分析为出发点，培养学生运用物理知识分析问题的能力。

课堂练习及课后作业是物理教学的重要环节。在基础教育课程改革逐步深入的大背景下，立德树人是设计物理作业的根本点，减负提质是设计物理作业的出发点，提升素养是设计物理作业的落脚点。

参考文献：

[1]彭军凯. 基于核心素养的初中物理作业设计[J]. 中学物理， 2018，36（12）：37-39.

[2]王金铎. 基于核心素养的物理作业设计[J]. 物理教学探讨，2018，36（4）：1-3.

（栏目编辑    赵保钢）