核心任务引领的高中物理大单元作业设计策略

杨继锋

摘 要：作业作为课堂的延伸，其设计质量影响着整个教育质量。因此，在物理教学活动开展中，教师要以“核心素养”为导向，立足大单元视角，结合现实情境设计启发性、引导性、探究类的作业，让学生在完成作业中巩固课堂知识，养成良好的思维习惯。基于此，文章以高中物理为研究对象，分析了当下物理作业设计中存在的问题，讨论了大单元视角下作业设计的优势，最后以案例的方式对核心任务引领下的单元作业设计开展了深入的研究，期望在有效策略的指导和推动下，深化学生对知识的理解，并在完成作业的过程中建立起系统化的知识体系。

关键词：核心任务；高中物理；大单元作业；设计策略

随着“双减”政策的落实，越来越多的教师开始关注作业设计，皆在通过作业的优化帮助学生巩固课堂知识，提升学生自身的学习能力，促进学生核心素养的发展。以往的作业设计，不仅繁多而且超出了高中生自身的认知与能力，大量的作业并未帮助学生真正地掌握知识，相反成了学生素养与能力发展的绊脚石。那么，如何优化与设计作业，来提升学生的综合素养呢？这是摆在物理教师面前的重要问题。

一、高中物理作业设计中存在的问题

随着教学改革的逐步推进，各种新型的教学方式得到推广，并取得了不错的效果。在高中物理教学中，作业是物理课堂的一个重要环节，对测评学生自身情况、帮助学生巩固知识发挥着重要的作用。同时在新的背景下，也对物理作业设计提出了要求，即在确保传统作业优点的同时，根据新课标加强优化与创新，通过新颖性、趣味性物理作业的设计，促使学生的主动参与，促进学生各项能力的提升。物理是高中阶段的一门基础学科，以培养学生的科学思维、提升学生的探究能力为主要目标。笔者通过对传统物理作业设计的分析，总结了常见的几个问题：第一，用训练代替讲课，缺少设计；第二，作业多且繁杂，作业设计缺少梯度；第三，试题多以各种试卷或网络资源为主，不符合本班学生的情况或者试题不严谨，缺少针对性与科学性；第四，授课内容和试题关联性不大，未能达到巩固知识的目的；第五，作业布置多以识记概念与公式为主，缺少对学生综合分析能力、逻辑思维能力、科学探究能力的培养。为了减轻学生的负担，同时提升作业的教学价值，需要将核心素养纳入作业设计中，可以将作业设计与单元核心任务整合起来，以核心任务为引领的单元作业设计，不仅是对传统作业的优化，而且实现了学习的进一步延伸，在学生完成作业的过程中既巩固了知识，又提升了学生的学科素养[1]。

二、大单元视角下作业设计的优势

单元视角下的作业设计即围绕核心知识点，设计一整套的作业。单元视角下的作业设计优势尽显，具体表现如下：

第一，目标明确。单元视角下的作业设计，以促进单元目标达成为目的。根据学生的学习情况，设计短时与长时作业，而且作业难度也要体现层次，确保学生在完成作业中获得能力的提升。

第二，知识应用。在单元背景下的物理作业设计中，作业要契合学生的认知并服务于现实生活，让学生在完成作業中感受到物理学习的价值，最终达到学以致用的能力。

第三，形式多样，趣味十足。除了常规类的习题作业外，物理作业还包含自主调查、探究、实验等，通过多样化作业的布置，保持学生向上的学习热情同时，提升了学生的探究能力。

三、物理核心任务概述

物理核心任务即让学生把握物理概念、公式、定理与规律，提升学生分析、应用知识的能力。一般情况下，核心任务以真实的情境为依托，并与物理学科知识契合，不仅要有真实情境作依托，更要体现出深度与广度。大量的教学实践研究显示，以核心任务为引领的教学突出了学生的主体地位，让学生自主地进入了知识探究中来，并在沉浸式的学习中获得独特的体验。但要想提出具有探究价值的任务，需要教师在课前整合资源，根据学情做出处理，为课堂教学的开展提供坚实的保障。核心任务的设定要包含核心素养的每一个要素，统筹好教材与新课标、师生自身情况，而后采取相应的手段将各要素的关系统领起来，在解决实际问题的过程中，促进核心素养目标的真正落实[2]。

以鲁科版“恒定电流（教材第三章、第四章）”大单元教学为例，核心任务包括电流、电压、电阻、电功率等若干概念形成、部分电路欧姆定律和闭合电路欧姆定律的理解应用、利用欧姆定律解决实际问题能力提升等三个单元教学目标。以生活中的家庭电路的真实情境为依托，设计如下核心问题承载本单元核心任务：“我们有这样的经验，傍晚是每一天用电高峰时段，万家灯火，但是灯光较暗；而夜深人静的时候，灯光特别亮，这是为什么？在家用电器使用中，打开大功率的空调后，你会发现灯泡会变暗，而关掉空调后灯又会马上亮起来，这与我们初中阶段学习的并联电路互不影响的规律是否矛盾？”并将此核心问题分层次设计为若干子任务，将其渗透于每一个课时作业中，可以达成本单元中的各个教学目标。并且这个问题与初中并联电路各支路互不影响的知识形成一定的“认知冲突”，既对初中知识起到承接作用，又可以极大地激发学生对本单元新知识求知欲。

四、核心任务引领的高中物理大单元作业设计策略

作业是促进核心素养目标落实的重要手段之一，作业的方式有很多种。科学、合理的物理作业，可以将学生的问题全面地反映出来，教师可以以此为基础优化教学策略，推动高中物理教学的有序开展。站在大单元的层面，高屋建瓴地设计核心问题，并逐级设置各种形式的作业，涵盖到本单元的主要知识要点，发展学生各方面的能力。下面从时间维度入手，将其划分为了课前启发、课堂探究、课后应用作业，依照不同时段设计不同素养的物理作业。

（一）基于课前学习，设计启发性的作业

基于课前学习，设计启发性的作业，可以让学生把握住串联与并联电路的特征。为了调动起学生的学习热情，启发性问题设计要以现实生活、科技为背景，根据教学内容，联系生活现象，设计具有探究价值的问题。为了促进学生的深入学习，教师要把握住启发性问题设计的几个特征。

1.以原有认知为基础，引发学生的探究兴趣

作业一：经过初中阶段的学习，了解到串联电路中的电流各处都相等，那么可以得到什么关系式？在并联电路中，因电荷的分布是动态平衡的，同一时间内从干路流到支路的电荷量，必须等于进入各支路电荷量之和，那么可以推导出什么关系式？

作业二：能根据串并联电路中电流的关系，推导电压之间的关系吗？

作业三：如若将两个电阻R1和R2串联或并联后看成一个电阻，这个电阻跟R1、R2具有怎样的关系？

作业四：基于作业三，将两个电阻R1、R2串联或并联起来接到电路里，作为一个整体，它相当于一个电阻R，则这个电阻的大小与原来两个电阻的大小有什么关系？

通过前面电路知识的有关学习，学生综合之前的学习经验和所学的知识，通过课前对本节知识的预习，对教师设置的问题进行了深入的思考，最终得到串联电路中R=R1+R2；并联电路中1/R=1/R1+1/R2，并且若干个电阻串联或并联后对电路的作用，都可以用一个等效电阻予以替换。同学们通过完成这组作业，承接了初中电学相关要点，加深了对电流、电压、电阻等概念的认识。

2.层层递进，提升学生的思维品质

学生通过对上述作业的探究，得出了串并联电路中的电阻关系，基于核心问题解决，继续设计以下激活学生思维的作业：

作业一：在串联电路中，如若增大某一个串联电阻的阻值，R总如何变化？

作业二：在串联电路中，如若增加一个串联电阻，R总会如何变化？

作业三：如在并联电路中增加一个并联支路，R总会如何变化？

作业四：如在并联电路中增大某个支路电阻的电阻值，R总会如何变化？

上述的问题皆在考查学生对串联、并联电路的电流、电压、电阻的关系，及应用部分电路欧姆定律分析电阻变化进一步分析电路中电流和电压的变化规律的掌握情况，完成对初中内容的复习。上述的问题简单且符合学生当前的认知水平，通過学生自主翻阅资料，在已有知识节点生成新的认知，在无人监管下完成自主学习[3]。

（二）基于课堂教学，布置探究性的作业

科学探究指的是在实验的基础上进行猜想，制订合理的方案，对获取的信息和结论做出科学的解释，并对探究过程、结果进行交流、反思的能力。布置探究类的作业，让学生在对真实情境观察中提出问题，并利用掌握的知识与工具验证结论，做出解释。例如，教材第三章《串联和并联电路的规律》的学习中，指导学生以小组合作的方式进行探究。

学生自备电学实验箱，选用恒压学生电源供电，干路选用较长的导线模拟家庭电路来设计探究性作业。

作业一：在并联电路中，增加一个并联支路，其他支路的用电器的工作状态如何变化？

作业二：在并联电路某条支路中增加一个串联电阻（用滑动变阻器来代替），改变接入电阻值，其他各个支路的用电器工作状态如何变化？

作业三：猜想是什么原因导致作业一和作业二观察到的现象和初中物理“并联电路，各支路互不影响”的结论相悖？并设计实验验证猜想！

引导学生在干路中串联一个电阻代替长导线，进行作业一和作业二的操作，观察到的现象与前面有什么不同？

通过上述实验的开展，大家通过对实验现象的观察、分析比较，了解到长导线构成的干路中存在电阻，是造成上述悖论的主要原因之一。同时完成这组作业对后续远距离输电学习也可以起到铺垫作用。

在第四章《闭合电路欧姆定律》授课过程中，继续沿用此实验背景，补充以下探究性作业。

作业四：若使用干电池作为电源，增加并联支路和增大支路电阻值，探究干路和其他支路电流电压的变化规律。

作业五：对比使用学生恒压输出电源和干电池电源时，电路表现出的变化规律，干电池是否为理想恒压电源？

通过作业四、作业五，不仅完成了闭合电路欧姆定律的学习，同时也帮助学生进一步理解到电源内阻也是并联支路互相影响的原因之一，真正解开了现阶段“并联电路各支路电路互相影响”与初中“并联电路各支路互不影响”的认知冲突。

本次教学探究作业的开展，培养了学生的质疑、猜想、探究的精神，而且激活了学生解决问题的内在驱动力。为学生形成科学思维、探究精神奠定了坚实的基础[4]。同时把第三、四两章归为一个大单元进行教学，也符合学生从理想电源到实际电源，从简单到复杂的认知规律。

（三）基于课堂教学，布置深度思考性作业。

立足本单元的核心任务，设计综合性问题，引发学生的深入思考，促进学生思维向深层次、多维度发展。提升学生推理分析的思维能力。

针对本单元提出的核心任务，构建模型，进行作业设计。

作业一：上述的情境中，串联与并联电路中电流电压的变化受到哪些物理规律的约束，它们之间有没有逻辑上的因果关系？

作业二：对各种连接方式的动态电路分析，有没有基本分析逻辑？

作业三、设计一个电路，验证自己逻辑推理的正确性。而后要求学生以小组的方式商讨如何进行实验电路设计、分析论证、总结规律。

在大家的共同分析与商讨中得到动态电路中电阻、电流、电压变化的逻辑关系，总结出动态电路分析的基本程序，即支路电阻变化→电路总电阻变化→干路电流变化→路段电压变化→支路电流变化，制作动态电路分析模型。

通过对局部电阻的变化，影响整个电路全局的变化规律分析，即“牵一发而动全身”，帮助学生建立整体与局部相互影响的思维方式，提高同学们逻辑推理和科学思考的能力，达成本单元的核心任务目标。

（四）立足课后，布置学以致用的作业

以真实情境为依托，引导学生根据真实情境，概况提炼，建立物理模型，解决实际问题。

基于本单元的核心任务，把物理模型与实际情境融合，进一步进行作业设计，培养学生问题解决能力。

作业一，傍晚的家庭电路和深夜时的家庭电路有什么区别，大功率用电器的电阻有何特点？

作业二，如何制作物理模型，契合家庭电路的不同工作状态？

作业三，基于电路模型，结合实际情境，家庭电路在傍晚、深夜工作状态进行动态分析；对接入大功率用电器对电路各部分的影响进行分析。

问题解决是学生探究的内在动力，通过教师的引导，对问题不断地进行优化，可以引发学生的认知矛盾，并在解决问题中不断提升思辨能力。应用性问题解决作业的布置，激发了学生的解决问题的兴趣，并在学生解决实际问题的过程中，培养了他们的解决问题的能力与逻辑思维能力。这样的课后作业布置，搭建了课堂学习与实际问题解决的桥梁，实际生活与课堂学习实现了连接，推动着教学的有序开展[5]。

课后拓展：根据实验现象、资料查找，及对本单元各个层级的推理、假設、验证及问题的进一步拓展分析，予以归纳总结，最后以报告的方式提交上来[6]。

结束语

综上所述，基于核心任务引领的高中物理大单元作业设计，在核心任务的引领下，设计物理作业，不仅提升了作业品质，而且为学生营造起了轻松、愉快的课堂学习氛围。但这又对教师提出了新的要求，教师只有不断地丰富自身知识，加强与生活的联系，创设真实的问题情境，才能引发学生的深入分析与探究，在探究中找出问题的根源，运用合理的手段探寻真理，为学生物理核心素养的发展奠定坚实的基础。

参考文献

[1]桑嫣.学科核心素养导向下的高中物理单元作业设计[J].上海课程教学研究，2018（05）：39-43.

[2]李俊鹏，魏洁，应发宝.核心素养导向下的高中物理教学设计：以“牛顿第一定律”为例[J].中学物理教学参考，2020（16）：5.

[3]董文杰.学科核心素养背景下高中物理单元教学设计的探索：以人教版第3章“相互作用：力”为例[J].物理教师，2020，41（10）：14-16.

[4]邵友娣，李喆，陈玲，等.凸显物理学科核心素养的作业设计：以沪科版高中物理“牛顿运动定律”单元为例[J].中学物理教学参考，2022，51（26）：4-7.

[5]吴庆林，李旭伟，罗翀.核心素养导向下的高中物理差异化作业设计：以《匀速圆周运动快慢的描述》为例[J].福建基础教育研究，2021（10）：110-111.

[6]周云.核心素养视域下高中物理单元的教学设计：以第三单元牛顿运动定律为例[J].天津教育，2022（01）：87-89.