指向核心素养的初中物理作业设计的策略及建议

许 静

天津师范大学教育学部，天津 300387

作业是学与教过程中的重要组成部分，是实现物理课程育人功能的重要环节。提高作业设计的质量，发挥作业评价的育人功能，能更有效地促进学生核心素养的发展。以下从作业设计的依据、作业设计的思考及案例分析、作业设计的建议三方面讨论如何设计体现核心素养的物理作业。

1 指向核心素养的物理作业设计依据

面对作业设计质量不高、作业负担重、作业功能未能充分发挥等现实问题，明确作业设计的依据，能为系统有效地开展作业设计指明方向。

1.1 国家相关文件对作业设计提出要求

2019年6月，中共中央、国务院发布的《关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见》［1］指出：促进学生完成好基础性作业，强化实践性作业，探索弹性作业和跨学科作业，不断提高作业设计质量。2021年4月，教育部办公厅发布《关于加强义务教育学校作业管理的通知》［2］，该文件是我国首次颁布的有关作业管理的专门化文件，对加强义务教育阶段学校的作业管理提出要求。同年7月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见》［3］，明确指出应发挥作业的功能，系统设计体现素质教育导向的形式灵活、内容丰富、类型多样的作业。以上三个文件从把握作业育人功能、创新作业类型方式、提高作业设计质量等方面对加强作业设计提出了总体要求。

1.2 课标对作业设计的相关要求

《义务教育物理课程标准（2022年版）》（以下简称“2022 版课标”）的评价建议明确指出［4］：作业评价旨在促进学生的学习和发展，避免单一的作业类型，兼顾基础性作业和探究性、实践性作业，注重评价学生的学习态度和学习成果，充分发挥不同类型作业的育人功能。学业质量标准是作业设计的依据。义务教育阶段的物理学业质量标准是以物理课程要培养的核心素养中的“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”为主要维度，结合课程内容要求，总体描述学生的学业成就具体表现特征。因此，作业设计应指向课程育人目标，关注学生对物理概念和规律的掌握，关注学生在解决物理问题中核心素养四个方面的不同表现，并依据学业质量标准中描述的素养行为特征及要求，设计有利于培养学生核心素养的作业。

1.3 课标实施情况的相关调研

课标组在课标修订前进行了2011版课标实施情况的调研，重点了解其在实施中取得的成效、存在的问题等。其中与作业情况相关的调研结果表明［5］：物理家庭作业类型多样、作业量适中，但学生作业兴趣不高，喜欢和不喜欢做物理作业的学生各占50%；教师布置的作业类型主要是选择题、计算题、思考题，占比约75%，动手做和论述题偏少；学生对于五种类型作业的喜欢程度均等，例如学生认为动手做能增强实践能力，更好地理解学习内容。总体看，作业类型方式有待改进，调研获得的信息也为作业设计提供了依据。

2 物理作业设计的思考及案例分析

依据国家政策、课标要求以及实施调研，为全面提高教育教学质量，应科学合理、适切有效地进行作业设计。作业设计应围绕学生核心素养发展，结合课程内容，以阶段性学业要求和学业质量标准为依据，把握学情，关注学生在问题解决过程中核心素养四个方面的表现，培养学生利用所学知识解决实际问题的能力，更好地发挥作业的巩固与应用、诊断与改进、培养与发展的育人功能。下面以“浮力”相关内容为例，从优化基础性作业、加强实践性作业两个方面来展示指向核心素养的作业设计的思考。

2.1 优化基础性作业设计

基础性作业旨在巩固基础知识和基本技能，侧重帮助学生运用所学物理概念和规律解释自然现象、解决实际问题，巩固和深化对学习内容及物理学思想与方法的理解，培养学生解决问题的能力。

2.1.1 题型创新设计

案例 1如图1所示，用同一支密度计分别测量甲、乙两种液体的密度，下列说法正确的是（ ）

图1 测量密度示意图

A.密度计在乙液体中所受的浮力大

B.甲液体的密度大于乙液体的密度

C.密度计上的刻度值上大下小

D.密度计在甲、乙两种液体中所受的浮力相等

案例1对应的课标内容要求是“2.2.4了解同一直线上的二力合成。知道二力平衡条件”“2.2.9知道阿基米德原理，能运用物体的浮沉条件说明生产生活中的有关现象”。解答中需要综合运用二力平衡条件和阿基米德原理，解决常见的物理问题。在熟悉的情境中，能用字母符号建立数学表达式进行推理，比较甲、乙两种液体的密度大小，这是科学推理行为的素养表现。通过比较甲、乙两种液体的密度，能从信息中寻找证据，进行论证，说明密度计的刻度值分布特点，这是科学论证行为的素养表现。这表明学生是否能正确解答题目取决于其是否具备相关的素养。

选择题是物理作业中的常见题型，但选项结果只能获取学生作答结果的对错信息，无法收集学生在问题解决中的素养表现特征，不能诊断学生学习中可能存在的问题，易忽视学生良好思维习惯的养成。如何获取学生在问题解决中的素养行为表现信息呢？为了让学生展示在解答过程中是如何思考的，可以在原题的基础上进行创编，如在第四个选项后增加“请说明理由”。要求学生在选出选项后说明解答理由，由封闭性题目到半开放题目，将选择题改编为选择说明题，这是对题型创新的积极探索，可以实现培养学生核心素养的功能。

创编后的作业关注学生在问题解决过程中的思维方式，关注对学习过程的评价。具体而言，一方面，学生通过书面形式进行信息交流，用科学语言阐释问题，能厘清解题思维的发展过程，知晓仅仅获得答案是不够的；另一方面，教师能获取学生在问题解决过程中的科学推理、科学论证的素养表现信息，判断学生是否能运用所学概念和规律解决实际问题，是否能进行推理和论证，同时能发现学生在学习中存在的问题和不足，检测学习效果，为改进教学提供依据。

2.1.2 多角度设计问题

案例2①自由漂浮于海面上的冰山仅仅露出“冰山一角”，它把巨大身躯隐藏在海面下，对远航的轮船形成潜在威胁。为研究方便，假设冰山和海水的密度分别为：ρ1=0.9×103kg/m3，ρ2=1.05×103kg/m3。

（1）解释冰山漂浮在海面上的原因；

（2）计算冰山露出海面的体积占冰山总体积的比例。

案例2需要运用二力平衡、浮力等知识解决实际问题，用物理学视角观察、分析自然现象，综合运用所学概念和规律解决问题。解答中需要能运用二力平衡条件、阿基米德原理进行推理计算，计算冰山露出海面部分与海面以下部分的体积之比，解释为何冰山只露出“一角”，这是科学推理行为的素养表现。

计算题也是物理作业中的常见题型，题目解答能帮助学生运用物理概念和规律解决问题，教师能收集学生在问题解决过程中的素养表现特征，诊断学生学习中存在的问题。题目情境设计真实、适切，注重培养学生解决实际问题的能力，落实“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念，与2022版课标倡导的问题导向教学、情境化教学具有一致性。

冰山融化、全球气候变暖、能源开发与利用等是人类生存与发展面临的全球性问题，2022版课标关注科学技术对自然环境、人类生活和社会发展的影响，相关内容要求如表1所示。从表1可见，物质、能量、跨学科实践三个主题皆涉及环境保护、能源开发与利用的相关内容，旨在培养学生具有关心和保护环境的意识，体会节约能源与可持续发展的重要性，促进其科学态度与责任感的养成。这也表明了物理教育面向未来，注重对学生的国际视野、全球意识等方面的培养，体现正确的科学价值观和人文情怀的导向。

表1 2022版课标中涉及环境保护、能源开发与利用的相关内容要求

如何将相关内容要求落实到作业设计中呢？挖掘情境素材的教育价值，设计综合性、开放性问题是切实可行的方法。题目改编后增加两个问题：

（3）冰山融化是全球气候变暖的结果之一。导致全球气候变暖的原因有哪些？请列举出你知道的所有原因；

（4）为应对全球气候变暖，请尽可能多地提出你的建议。

两个问题均围绕现实生活和社会发展的热点问题，多角度设计问题，问题指向有新意。具体而言，第（3）问要求学生能面对生活中的现实问题，多层面运用所学的物理知识进行推理，解释引起全球气候变暖的原因，如人们大量使用化石燃料、砍伐森林、排放尾气等，能量以内能的形式被传递到大气中，导致大气温度上升，全球变暖。第（4）问要求学生能认识科学·技术·社会·环境的关系，答案不唯一，如有植树造林、健康生活方式等。新增的两个问题都具有一定的开放性，开放性问题能拓展学生的思维，鼓励学生敢于批判质疑、对环境温度问题发表见解；分析与能源、环境有关的社会问题，能增强学生综合解决问题的能力，培养学生的社会责任感，促进可持续发展的责任担当的培养，这也是科学态度与责任的素养表现特征。

2.2 加强实践性作业设计

实验是重要的实践形式，也是物理学习的重要方式，以实验为载体的科学探究是落实核心素养的重要手段和途径，能促进学生素养的提升，有利于学生的全面发展。2022版课标新增“实验探究”“跨学科实践”主题，进一步强调物理课程的实践性，就内容要求的三级条目而言，超过一半以上的条目提出了通过实验的方式进行学习，各主题的活动建议也呈现了多种多样的实践形式，包括实验操作、社会调查、设计与制作、举办论坛、科学阅读、科学辩论、撰写报告等。实践内容丰富多彩，涉及物理学与生产生活的联系、中华优秀传统文化、现代科技发展成就等。实践是人类特有的理解世界的方式，物理课程凸显实践育人，作业不应仅仅局限于物理习题的演算，观察与调查、研读科普资料、实践活动体验等都应成为学生作业的一部分，从而凸显“做中学”理念的育人价值。

2.2.1 制作类作业设计

案例3用圆珠笔管等材料设计并制作一个简易密度计，将制作好的密度计分别放入清水和盐水中，密度计静止时进行标度，作为液体的密度。你能解释简易密度计的刻度线分布特点吗？

案例3对应的课标内容要求与案例1相同，不同之处在于作业形式更加灵活，采用小实验、小制作的方式让学生通过动手操作收集信息，获取证据，通过信息比较发现密度计刻度分布的特点，得到结论，并对实验结果作出解释。动手实践、动脑思考的小制作类作业鼓励学生发挥特长、发展个性，在掌握所学知识的基础上，利用身边的物品、器具、材料等进行实验方案设计、组装、测试、优化，引导学生做中学、做中思、做中创，在自主实践中主动学习、独立思考、大胆设计、敢于创新，能在解决问题的过程中获得成就感，培养实践能力、提升思维品质、激发学习兴趣。

制作类作业活动成果不同于试题解答为主的作业形式，其呈现出形式多样、灵活而丰富的特点，可采用方案设计、作品或模型、实验报告、制作过程的视频资料等形式呈现。作业评价可根据物化形式的特点，以成果展示、研讨、小型报告会等多种方式组织开展交流活动，采用自评、生生互评、教师评价相结合的方式，关注学生在实践活动中表现出来的知识理解、技能掌握、能力发展和学习态度等情况。

2.2.2 社会调查类作业设计

当今社会，信息技术越来越多地应用于生产生活，使用信息技术能增强物理学习能力，使物理学习变得生动高效。例如，鼓励学生上网查询资料，了解感兴趣的科技发展动态，运用科技手段等多种方法收集和处理信息、描述和解释物理问题等。以2022版课标中二级主题“机械运动和力”中的部分活动建议为例：查阅资料，了解我国“奋斗者”号载人潜水器的深潜信息，讨论影响其所受液体压强和浮力大小的因素。结合《浮力》一章的学习内容，可设计如下作业：

案例4查阅资料，解释我国“奋斗者”号载人潜水器如何实现上浮和下沉，在班级分享交流。

社会调查是一种重要的实践方式，通过阅读资料和分析思考能扩展视野，帮助学生更好地理解和运用物理知识。体会“奋斗者”号的多项核心深潜技术是凝聚了中国深潜人的巨大智慧，让学生感受我国科技的迅猛发展、民族的强盛，认识物理学是技术创新的根基、是科技进步的核心动力，从而培养学生的科学态度与社会责任感。建议教师安排课堂展示和分享交流活动，让学生参与科学辩论，培养学生的辩论意识和能力。同伴互评反馈活动能让学生体验真实问题的解决过程、运用科学概念进行推理、基于证据进行解释，从而发展学生的批判性思维；同时还能增进学生间的沟通与交流，理解同伴的观点及依据，听取他人的评价，分享自己的收获。尊重、信任、协作等也是面向未来重要的必备品格。

3 指向核心素养的物理作业设计的建议

作业设计应处理好继承与发展的关系，优化基础性作业、加强实践性作业是作业设计的积极尝试和有益探索。在实现巩固与应用、诊断与改进功能的基础上，更应关注作业的培养与发展功能，更加注重学生的思维发展、培养自主学习能力、激发学习兴趣、促进交流，这也是设计体现核心素养的作业的主旨。教师应增强作业设计的意识和能力，探索作业设计的有效方法，提升作业设计质量。指向核心素养的作业设计的建议如下：

一是理解核心素养内涵，关注学生在问题解决过程中的素养行为表现，发挥作业评价的育人功能，促进学生核心素养发展。

二是系统化选编、改编、创编符合学生学习规律、难度适当的基础性作业。设计从易到难的层次分明的课时作业，侧重作业的巩固与应用功能。设计体现综合强化功能的章末作业，探索综合性、开放性问题设计，培养学生利用所学知识综合解决问题的能力和创新思维能力。

三是联系实际，设计情境化作业，培养学生在真实情境中解决问题的能力。情境素材内容应丰富、真实、可靠、适切。

四是加强实践性作业设计，培养学生的实践能力。实践活动类型多样、形式灵活，通过课内学习与课外学习的融通，满足不同层次学生的发展需要，采取主体多元、形式多样的方式评价学生学业成果。

注释：

①本案例由教育部义务教育物理核心素养测试组提供