双减政策下初中物理作业设计深度研究

毕祥奎，罗 愿

重庆市綦江中学，重庆 401420

1 研究背景

2021年7月24日，国家正式发布的双减政策是国家教育部门针对小学和初中阶段提出的减负政策，既要减轻作业负担，又要减轻校外培训负担。减负是好事，但不能减了教育的质量，所以在双减的同时要做到双提：一是提高课堂教学质量，提升学生在学校的学习效率，坚持应教尽教；二是提高作业设计质量，针对不同学生因材施教，布置弹性、分层与个性化的作业，实现作业设计思路的转型、作业形式的立体化以及作业内容的创新。

以2018年重庆中考物理A卷第17题为蓝本，深度研究初中物理作业设计。通过初中物理课的“一题一单元”设计，引导学生深度学习，促进学生高阶思维的发展。

深度学习强调高层次认知目标［1］，即对于知识的深度理解，强调高阶思维能力的培养，强调学习过程中的反思与元认知，注重高思维投入和高情感投入的学习行为。

高阶思维强调学生在认知、理解和运用的基础上对复杂情境进行独立分析和判断，在决策、方式、方法选择和运用中形成的系统认识和深入理解，在认识碰撞和知识系统化下形成的学科价值观念，在理解、内化、升华中对情境生成的科学认识、事实判断、批判质疑及突破认识［2-3］。

高阶思维是相对低阶思维而言的（图1），高阶思维是创新型人才培养的课堂教学要求，强调发展学生的分析、评价以及创造能力，要让学生学习知识后能在陌生情境中创新迁移。

图1 布鲁姆认知金字塔

高阶思维产生于学生对新物理概念的内化、对物理情境的分析和识别、物理知识的应用和升华过程。高阶思维强调以深度理解为基础，发展学生在新情境和新问题中解决问题的迁移能力。

为促进学生高阶思维，老师需要对习题进行深度研究，深挖每一个题的价值，让一个题穷其所能，尽量串起所有知识点、方法和技巧。

2 典例赏析

物理课上，老师让学生做了一个有趣的实验。从一节干电池的两极分别引出一根导线，然后将导线的另一头放在自己的舌头上，问有什么感觉？然后再串联一节干电池后将两根导线的另一头再放在自己的舌头上，问有什么感觉？继续增加电池节数重复上述实验，直到串联的电池达到四节。问感觉不同的原因是什么？流过舌头的什么不一样？学生回答，电流不一样，因为电流的大小会随着电压的变化而变化。电流的大小究竟与什么因素有关呢？为此，小江和小綦两位同学进行了“电流与电压和电阻的关系”探究，设计了如下实验，其中，滑动变阻器 R＇标有“20 Ω，2 A”（图 2）。

图2 学生实验示意图

A:夯实基础

（1）请根据图 2中的甲图用画线代替导线完成乙图中的物理电路（要求：滑动变阻器的滑块右移时，电路中电流变小）。

（2）连接电路时，开关必须 _________，滑动变阻器的滑片要置于_________端。

设计意图：检测学生科学探究的实验操作能力。

（3）电路接通后，电源干电池将______能转化为________能，用电器电阻将_______能转化为________能。

设计意图：从能量的角度认识电源和用电器，帮助学生形成能量观。

（4）连接完电路后，小江发现电压表与电流表的位置互换了，闭合开关后观察，______表的指针没有明显偏转。在电路正确的情况下，实验中小綦发现电流表突然没有示数，电压表的示数增大，则可能发生的故障是定值电阻______。

设计意图：分析电路故障，解决问题，培养学生的科学推理能力。

（5）正确连接电路后，首先探究电流和电压之间的关系。在第五次实验中，电压表的指针显示如图丙所示，示数为______V。记录的数据如表1所示，可以得出的结论是：_____________。

表1 电流与电压的关系

（6）继续探究电流与电阻的关系，首先将电源电压调整到6 V，分别接通多个定值电阻进行实验探究，数据记录如表2所示。通过对数据的分析，可以得出结论：_____________________。

表2 电流与电阻的关系

设计意图：培养学生科学探究的归纳总结能力。

B：理解应用

（7）在探究电流与电压的关系时，滑动变阻器的作用是保护电路以及__________________；在探究电流与电阻关系的实验中，滑动变阻器的作用是保护电路以及_____________________。

（8）本实验进行多次测量的目的是___________________，下列实验多次测量的目的与本实验相同的是___________（选填符号）。

①测量物体的长度

②用伏安法测量定值电阻的阻值

③探究重力大小与质量的关系

设计意图：通过对比辨析，帮助学生理解滑动变阻器在不同实验中的作用以及多次实验的意义，从而培养学生的科学思维。

（9）如果断开开关，仅将 15 Ω 电阻换成 10 Ω后，立即闭合开关，此时电压表的示数_________（选填“＞”“＜”或“＝”）3 V，此时滑动变阻器的滑片应向 ___________（选填“左”或“右”）端移动。

设计意图：应用欧姆定律分析电流与电压变化，培养学生的科学思维。

C：思维拓展

（10）为得到表2中的数据，滑动变阻器的最大阻值至少是多少?

（11）将25 Ω的定值电阻连接到电路，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数始终达不到3 V的原因是什么？

（12）老师看了记录在表2中的数据，指出其中一组数据是拼凑的，你认为是第_______（选填实验序号）组，理由是实验所用的滑动变阻器的最大阻值太 _________（选填“大”或“小”）了。

（13）为得到表2中的数据，实验室的滑动变阻器有甲“20 Ω，1 A”、乙“50 Ω，0.2 A”、丙“50 Ω，1.5 A”，则小江选择的滑动变阻器是________。

（14）如果没有另外的滑动变阻器，串联一个定值电阻也可以完成本实验，串联的定值电阻阻值范围是多少？

设计意图：通过最小电流与最大电流的分析得出滑动变阻器的最大值与最小值，层层递进，让知识更加系统化和逻辑化，从而培养学生的高阶思维。

（15）如果没有另外的滑动变阻器，为保证电路安全，定值电阻的最大阻值不能超过多少？定值电阻的最小阻值是多少？

（16）在不能更换滑动变阻器时，还可以采取_________（选填符号）的措施，完成数据所对应的这组实验测量。

①降低定值电阻两端的电压

②降低电源电压

③选用更大阻值的定值电阻

（17）为完成表2中所有数据的实验测量，可以改变电源电压，电源电压的范围是多少？

（18）如果定值电阻是 5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω，滑动变阻器标有“20 Ω，2 A”的字样，电流表接小量程，电源电压调为9 V，为了用所有定值电阻完成电流与电阻关系的实验探究，可以控制定值电阻两端的电压范围是多少？

设计意图：以求解最小电流与最大电流为核心步骤出发，分析得出定值电阻阻值、定值电阻电压以及电源电压的最大值与最小值，进一步促进学生高阶思维的发展。

D：迁移应用

（19）电流表不允许直接接在电源两端，而电压表却可以直接接在电源两端，请结合欧姆定律公式分析原因。

（20）家用白炽灯总是在刚开灯的时候容易坏，请同学们设计实验，思考原因。

设计意图：问题来源于实践中的困惑，培养学生从物理学的视角分析解决实际问题的能力。

3 结束语

根据学生的能力水平分层布置作业，对于基础差的学生，只练习A（夯实基础）部分，对于基础稍好的学生增加B（理解应用）部分，对于优生再增加C（思维拓展）部分。在知识层面，根据“欧姆定律”的能力要求进行大单元习题设计，知识点有序布局，问题之间互相联系而不孤立，避免类似问题简单重复，减轻学生作业负担。习题难度层层递进，给难题设置台阶，一题多问，帮助学生建构知识体系；在素养层面，把核心素养可纸笔测验评价的部分细化为具体的“解题素养”，同时提高学生根据所学知识解决实际问题的能力。通过这样的深度学习，提高学生分析问题、解决问题、创造新问题的能力，从而提升高阶思维水平。