基于论证能力培养的实践性作业特征分析与建议——以苏科版初中物理教材中作业为例

(苏州大学物理科学与技术学院,江苏 苏州 215006)

1 引言

美国教育学家、心理学家杜威提出了基于经验主义的活动作业形式,他把活动作业看成课程的重要组成部分。实践性作业具有活动作业的特征,倡导学中做、做中学。论证能力是物理学科核心素养的重要组成部分,实践性作业综合性、开放性强,可以充分培养学生的论证能力。

2 实践性作业培养论证能力的可行性分析

2.1 从作业到实践性作业

作业是学生学习过程中必不可少的一个环节,作业内容与教材的正文内容密切相关,相互依存,不仅可以帮助学生巩固知识、训练技能,还可以对教学内容进行延伸。

作业的类型多样,有传统的简答题、计算题、填空题、选择题等,也有开放性、实践性强的观察题、实验题、制作题和辩论题等。其中物理实践性作业是指通过作业这一形式，让学生把物理学习和生活实际、社会实践联系起来,可在校内外开展的实践活动。

在2019年国务院办公厅发布的《关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见》中提出：要提高作业设计质量,精心设计基础性作业,适当增加探究性、实践性、综合性作业。并注重加强课题研究、项目设计、研究性学习等综合性教学,可见实践性作业对教学的重要意义。

2.2 课程标准中对学生论证能力的要求

在《义务教育物理课程标准(2011年版)》中,将初中物理课程内容分为科学探究和科学内容两部分,其中科学探究既是学习目标,也是重要学习方式。科学探究包括七个要素,科学探究能力据此分为七个子能力,其中分析论证能力对学生解决实际问题具有重要影响。而在《普通高中物理课程标准(2017年版)》述及的物理学科核心素养中,在科学思维方面也强调了科学论证能力的培养。论证能力是指学生具有使用科学证据的意识和评估科学证据的能力,并能运用证据进行因果推理,对研究的问题进行描述、解释和预测。

2.3 实践性作业与论证能力的培养

在实践性作业中,学生为了解决所要研究的问题,进行了观察或资料查找、测量或交流、制作或实验等活动,从而获得科学证据,并依据证据进行因果分析、讨论交流,对研究的问题进行描述、解释或者预测,可以充分培养学生的论证能力。

3 苏科版初中物理教材实践性作业的特征分析

3.1 苏科版初中物理教材实践性作业设计概述

笔者以苏科版初中物理教材为样本,对其中的实践性作业进行了研究。如图1所示,统计发现：苏科版初中物理教材中的课后作业对知识与技能的处理比较科学,四册教材的作业题型都十分丰富,既有一定量的简答题、计算题、填空题等,同时也安排了大量的实践性作业,累计占教材作业的45.36%,意在培养学生的实践探究能力和论证能力。

图1

在物理八年级上册教材中,学生的学习内容多为简单、基础的物理现象,如声、热、光和运动的描述等,教材中安排了较多的实践性作业,占比达到了70.11%。实践性作业具有真实情境,解决实际问题,较为贴近学生生活,易于操作和理解的特点,可以帮助学生更好地适应物理学习过程,培养论证能力和科学探究能力。在之后力学和电学的学习中,定量研究成为学习重点,计算题等传统题目的比例增加。笔者认为,在物理规律教学中,也可以多设置一些实践性作业，让学生经历与科学工作者相似的科学探究、科学论证过程,在巩固知识点的同时体验到科学探究的乐趣,提高论证能力。

本文把苏科版初中物理教材中的实践性作业分为查找交流类、课题调查类、测定类、项目设计类、体验类和观察发现类等,题型、命制与示例如表1所示。

各种实践性作业大多从生活或社会现象出发,在创设的真实情境中发现问题、解决问题,可以充分培养学生的论证能力。

3.2 苏科版初中物理教材实践性作业的证据性特征

证据性特征是指实践性作业可以培养学生使用科学证据的意识和评估科学证据的能力。例如“查找交流类”作业从生活实际出发,通过设置一定的问题情境,激发学生的好奇心和求知欲,并逐步引导学生寻找证据,得到问题的答案,重点在于培养学生通过查找资料获得证据的能力。“课题调查类”作业联系实际,关注方法和能力,例如在学习了视力的矫正之后,让学生去调查班上同学的视力状况和用眼习惯,了解保护视力的方法,据此对用眼卫生提出合理化建议。在这一类作业中,学生通过具体实例经历了完整的课题探究过程,积累了制定计划、进行调查、收集证据的实践经验。“测定类”作业强调方法,重视应用性,例如利用地图来测量南京与北京之间铁路线的长度,并与火车时刻表上标注的路程对比。在作业中学生要应用科学工具,从实际测量中得到数据,获取证据。学生在完成“项目设计类”作业时，做出的小制作本身就是物理原理的最好证据,例如自制的潜望镜就是光的反射定律的一个实物证据。“体验类”作业开放性、趣味性强,学生在情境体验中发现线索,获得证据。“观察发现类”作业引领学生发现问题,学生在观察中思索,发现规律,获得证据。

表1 实践性作业命制与示例

3.3 苏科版初中物理教材实践性作业的推理性特征

推理性特征是指在完成实践性作业的过程中，学生需要运用证据进行因果推理。苏科版初中物理教材中部分“查找交流类”作业要求学生在查找资料之后,表达自己对某一现象或某一问题的看法。例如在学习了温度以及温度的测量之后,安排了一道作业,让学生查阅关于“温室效应”和“热岛效应”的资料,并据此尝试对环境温度问题表达自己的看法。这一类作业在巩固课堂知识、拓展学生知识面的同时,引导学生关注社会热点问题。学生通过查阅资料得到证据之后,还需要依据证据进行思考和推理,从而提出自己的观点,培养了学生的辩证思维能力、推理能力和社会责任感。“课题调查类”作业要求学生获得证据之后,再进行分析论证和因果推理,最终得到结论。而部分“测定类”作业要求学生通过测量得到数据之后,再从定量的角度对相关问题进行推理论证,形成结论。例如在学习了光的色散之后,让学生去测出在不同色光区域的温度,推测出不同色光的发热本领等。在“观察发现类”作业中，如用放大镜观察不同距离处物体的像,在观察之后,学生需要通过现象总结规律,分析推理出凸透镜的成像规律。

3.4 苏科版初中物理教材实践性作业的表述性特征

表述性特征是指实践性作业可以培养学生对研究的问题进行描述、解释和预测的能力。学生在“查找交流类”作业中获得证据之后,还需要与同伴交流,对研究对象进行描述、解释或预测,论证自己的观点。在“课题调查类”作业中,如在学习了噪声及其控制之后,教材安排了一道作业,让学生调查学校的噪声情况,再与同学交流,并根据调查结果向学校提出改进建议。在这一类作业中有交流合作环节,这个环节要求学生能够表述探究的问题、过程和结果,并准确表达自己的观点。而“体验类”作业开放性强,如在“宇宙探秘”一节中安排学生观看科普影片,写一篇观后感。在观后感中学生需要描述自己的体验和感悟。

实践性作业的类型多样,侧重知识的运用,可以在一定程度上改善传统作业单调乏味的缺陷。学生可以通过各种实践过程,培养证据意识,进行因果推理,对研究的问题进行描述、解释或预测,达到培养论证能力的目的。

4 实践性作业的实施建议

实践性的作业要求课内与课外活动相结合,鼓励学生进行交流、讨论与合作,培养学生的论证能力。教师可以对活动进行一定的组织和指导,让学生学会运用科学方法去设计研究课题、去观察、思考和解释现象。同时教师也可以不规定实践性作业解决的具体方法和步骤,充分发挥学生的主动性、创造性。实践性作业关注学生的参与和实践过程的体验,只要学生参与了，教师就应给予适当的鼓励。而实践性作业的成果形式可以是一份调查报告、访问记录、活动日记、论文、摄影图片或者图画,也可以是一份手工制作、一个小实验器具或者小发明创造等等。在实践性作业的实施中,应注意与物理学科知识的融合,考虑到学生实际情况,作业不宜求大,而要求实,必须立足学生现有水平,让学生经过努力能够完成,这样才能具有实效性、实践性,达到培养论证能力的目的。

实践性作业基于真实情境,引导学生解决实际问题,在科学探究中巩固了科学学习内容,有助于培养学生的实践意识、创新意识和证据意识,切实培养了学生的论证能力。