基于核心素养的初中物理有效作业设计方法探究

陈 楚

(福州文博中学,福建 福州 350025)

初中物理的核心任务是培养学生对物理学科的兴趣和学习动力,奠定学生未来深入学习物理的基础.然而,传统的作业设计方式往往偏重知识的灌输和机械运算,缺乏与学生实际生活和科学实践的结合,难以激发学生的学习兴趣[1].随着教育理念和教学方法的不断发展,越来越多的教育工作者开始重视学生的综合素养培养,强调学科学习与学生实际生活的结合.在这一背景下,基于核心素养的初中物理有效作业设计成为教师们关注的焦点之一.

1 初中物理核心素养的定义和要素

初中物理核心素养是指学生在初中阶段所需养成的正确价值观、必备品格,以及培养学生探究与解决问题的关键能力,促使其掌握物理基本概念、基本原理和科学方法[2].具体而言,学生需要理解物理学中的物理观念,如物质观念、能量观念、运动观念,以及它们之间的相互关系.同时,学生也应掌握物理学科的基本原理,如牛顿力学的基本定律、能量守恒定律、电磁感应原理等,以便能够运用这些原理解释和预测自然现象.除了知识层面,初中物理核心素养强调学生具备科学思维以及科学探究能力,包括观察、科学推理、质疑创新、总结和验证等,以及进行简单实验和探究的能力[3].

2 有效作业设计的原则

2.1 适合学生认知水平

有效的作业应该与学生的认知水平相匹配,既不能过于简单以致无挑战,也不能过于复杂以致让学生望而生畏.作业的难度应该适中,能够引导学生在一定程度上自主思考和解决问题,从而增强学生的学习兴趣和自信心.例如,在学习电路中的串联与并联电阻时,要求学生计算给定电路中电阻的等效电阻,可为学生提供不同难度级别的电路,以适应不同水平的学生,对于理解能力较强的学生,可以设计更复杂的电路,要求他们应用欧姆定律和电阻的串并联规律解决问题.

2.2 培养学生动手能力

有效的作业应该注重培养学生的动手能力,学生通过实践、观察和操作,可以更好地理解和应用物理学的理论知识.因此,作业设计应该包括一定的实验或操作,鼓励学生动手实践,培养他们的实验技能和问题解决能力.例如,指导学生设计一个简单的斜面实验,测量不同角度下物体的下滑距离和时间,学生可以收集数据并绘制图表,然后利用这些数据来探讨斜面角度与物体下滑的关系.通过这个动手实验,能够有效提高学生实验设计和数据分析的能力.

2.3 鼓励学生合作探究

有效的作业设计应该鼓励学生在小组内合作探究问题,共同解决难题.通过小组合作,学生可以互相讨论、交流意见,从不同角度思考问题,培养合作与沟通能力,并促进彼此之间的知识共享和学习进步.例如,在学习光的折射时,可以设计一个小组合作作业,要求学生使用不同的材料进行折射实验,并比较不同材料的折射角度,然后小组共同讨论实验结果,探讨折射规律.通过合作,学生可以分享彼此的发现和见解,共同建立对折射现象的深入理解.

2.4 培养学生创新思维

有效的作业设计应鼓励学生提出独立的观点和解决问题的创新性方案.作业可以设计开放性问题,鼓励学生从多个角度思考和解决问题,培养学生的创造性思维和解决实际问题的能力.例如,在学习声音的传播速度时,可以鼓励学生设计一个模拟实验,以探究声音在不同介质中传播的速度差异.学生可以选择水、空气和固体等不同介质,通过测量声音传播的时间来计算声音在各种介质中的传播速度,随后,要求他们分析实验结果,讨论速度差异的原因,提出可能影响声音传播速度的因素.借助这个实验,有利于激发学生的实验设计能力,鼓励他们从多个角度思考问题,进而培养创新性的解决问题能力.

3 基于核心素养的初中物理有效作业设计策略

3.1 探索性作业设计

有效的探索性作业设计,能够通过提出引导性问题,激发学生的好奇心和求知欲,这些问题可以涉及日常生活中的现象或与学过的物理知识相关的情境.同时,作业应该要求学生进行实验或观察,以验证或解决这些问题.学生可以通过实际操作和观察,积极探索物理现象,加深对知识的理解,培养学生独立探究问题的能力.探索性作业设计的目的是培养学生主动思考和解决问题的能力,因此,在作业设计中,教师应该鼓励学生自主发现问题的答案,而不是简单地告诉他们正确的答案[4].通过设置不同层次的问题,让学生根据自己的理解水平进行解答,从而逐步提高他们解决问题的能力.例如,以“物体运动”为主题设计一份探索性作业,要求学生通过设计实验,观察物体在斜面上的运动过程,记录数据并分析结果.学生自主选择斜面角度并进行实验,同时提出问题:不同斜面角度对物体滑动的影响是什么?学生小组合作设计,以小车作为实验物体,在不同角度斜面下进行多次滑动的实验方案,积极探索物体滑动规律.通过数据比较和分析发现,斜面角度越大,物体滑动的速度越大.这样的探索性作业设计激发了学生的学习兴趣,提高了实验设计和数据处理的能力,学生体会到了探索性学习的乐趣.教师借此机会积极鼓励学生在探索性学习中保持好奇心,勇于提出问题和寻找解决方案.

3.2 合作性作业设计

教师可以将学生分成小组,让他们共同完成一项探究性项目,这个项目可以是一个物理实验、一个科学探究问题或一个创意性设计任务.通过小组合作,学生可以分担任务,相互协作,共同解决问题,培养他们的团队合作能力和解决复杂问题的能力.此外,合作探究项目还可以提高学生对不同观点和思维方式的理解和尊重,加深学生对合作学习的认识和体验.在作业设计中,教师可以鼓励学生之间进行相互讨论和交流.在给出一个开放性问题后,学生可以在课堂上或通过在线平台展开讨论,分享自己的观点和解决方案,教师要起到引导和监督的作用,确保讨论的质量.这样的作业设计,不仅能够促进学生的合作交流,还能激发学生学习的兴趣和动力,让学生在讨论中相互启发,共同成长.例如,在讲授“声音的发生与传播”相关知识点时,将学生分成若干小组,每个小组需要在课后独立探究一个问题:为什么声音在某些材料中能够传播,而在另一些材料中却传播不了?学生需要先收集与声音传播相关的背景知识,通过实验或其他途径进行探究,然后,每个小组需要在下一堂课上汇报他们的研究成果,并与其他小组进行交流和讨论.在课后,一些小组选择通过实验,用不同材料制作声音传播的简易装置,以观察声音在不同材料中的传播情况,另一些小组则选择查阅资料,研究声音传播的原理.在研究的过程中,学生们相互讨论,共享资源和发现,互相帮助解决疑难问题,形成了密切的合作氛围.通过交流和讨论,学生们发现不同材料的声音传播与材料的密度和弹性有关.如,声音在固体中传播很好,因为固体的分子排列密集且能量传递效率高,而在气体中传播较差,因为气体的分子间距较大,导致能量传递效率低.通过合作性作业设计,不仅加深了学生对声音传播的理解,还学会了从不同角度看问题和解决问题的方法,增强了团队合作和沟通能力,培养他们的集体荣誉感.

3.3 创新性作业设计

教师可以给学生设计一些创新性问题,这些问题不仅没有固定的答案,而且可以有多种解决途径.如“设计一个简易的能量转换装置”或者“探究不同形状的热水瓶对保温效果的影响”,这些问题能够激发学生的好奇心和探索欲望,引导他们自主思考并形成独立见解.在创新性作业设计中,教师应鼓励学生积极思考并提出自己的创新性解决方案,学生可以根据自己已有知识,提出独到的解决方案.教师也可以在作业要求中明确表明鼓励创新,让他们充分发挥自己的想象力和创造力.例如,在讲解“太阳能”相关知识时,教师可引入创新性作业设计,设计一个开放性问题:如何设计一个简易的太阳能发电装置?要求学生提出创新性的太阳能发电方案,并通过实验或模型来验证.学生积极地思考和讨论如何设计太阳能发电装置,一些学生选择通过实验来探究,他们收集太阳能电池板和其他材料,设计不同形式的太阳能发电装置,并记录实验结果;另一些学生则选择制作模型,他们用废旧材料设计一个太阳能发电模型,模拟太阳能转化为电能的过程.在展示和讨论环节,学生们纷纷展示他们的创新性方案,有的学生设计了可折叠式的太阳能板,方便携带和使用;有的学生设计了太阳能发电储能装置,使电能可以储存和供给;还有的学生利用反射原理增强了太阳能电池板的吸收效率.通过讨论和交流,学生从彼此的方案中获得灵感,不断完善和改进自己的设计.通过创新性作业设计,学生可以发散思维,培养创造性思维和问题解决能力,在尝试解决开放性问题时,可能会遇到困难和挑战,但也正是这些挑战激发了他们探索问题的热情.

3.4 反思性作业设计

教师可以设计一些反思性问题,要求学生在完成作业后进行学习反思,回顾他们在学习过程中遇到的困难和挑战,思考自己是如何解决这些问题的,以及从中学到了什么经验和教训.例如,在完成“调查不同弹簧的弹性系数”这个物理实验后,教师要求学生在作业本上回答一系列反思性问题:你在实验中遇到了什么困难?你是如何解决这些困难的?你对实验结果是否满意?为什么?下次进行实验,你有什么改进的计划?一些学生表示在实验中遇到了测量误差较大的问题,但他们通过多次测量并取平均值来解决这一问题;另一些学生反思到实验设计中未考虑到温度变化可能对实验结果的影响,表示下次在实验前会更全面地考虑实验条件.在回答反思性问题的过程中,学生对自己的实验过程和结果进行了深入思考,认识到自己在实验中遇到的问题和困难,积极采取措施进行改进.

4 结束语

总之,在初中物理学习中,有效的作业设计对学生的学习和发展至关重要.它不仅能够提高学生的学科能力,还能培养学生的探究精神、团队合作和创新思维.通过探索性、合作性和创新性作业设计,可以激发学生的学习兴趣和主动性,培养学生的探究精神和解决问题的能力,为他们未来的学习和职业发展打下坚实的基础.