物理作业是物理课堂学习的自然延伸和重要补充,是物理教学活动不可缺少的有机组成部分,是学生巩固所学知识和教师反馈教学信息、改进教学的重要途径。作业设计质量的高低直接影响学生学业负担、学习兴趣、学业成绩。因此,优化初中物理学科作业设计是落实初中物理“教—学—评”一致性的关键环节。提升作业设计质量,是目前作业设计应该解决的首要问题。笔者从作业内容,作业难度两个方面提出了以下作业设计的有效策略:
在《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》中明确规定,初中书面作业平均完成时间不能超过90分钟,用于完成物理书面作业的时间可能只有20分钟左右,这就需要教师们精心筛选,从各类物理资料书中剔除那些机械重复、偏难偏旧的习题,选出具典型性适合学生学情的习题。
物理典型性作业,是指能够反映物理学科知识本质、关联等的作业。借助典型性作业,学生能够从中获得解答这一类题目的方法,学科知识得到巩固同时,还能够将零散的知识串成线,认识物理知识的本质、洞悉物理知识的关联,构建知识体系。例如,在学习“欧姆定律”时,可以设置以下习题作为作业:
1.在研究“导体电流与电阻关系”的实验中,同学们利用了阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻和变阻器进行了探究,变阻器规格是“10Ω 1A”,电源电压4.5V保持不变。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整
(2)在虚线框画出对应的电路图
(3)闭合开关前,电流表指针如图乙所示,对电流表的操作应该是_______
(4)正确连线后,闭合开关时发现,无论怎样移动滑片电流表指针几乎不动,电压表指针向右偏转且超过满刻度,原因可能是 ____________
(5)先接入15Ω的电阻,调节滑片使电压表示数为3V,观察到电流表示数如图丙所示,则电流表的示数为_______A;用10Ω的电阻代替15Ω的电阻接入电路,应将滑片向________端(选填“左”或“右”)移动,才能使电压表示数保持3V,并记录下电流表示数为0.3A;用5Ω的电阻代替10Ω的电阻接入电路,正确操作,电流表示数为0.6A
(6)分析3次实验数据,可得出电流与电阻的关系是________
(7)王强同学继续探究:他用了30Ω的定值电阻代替原来的电阻实验,发现无论怎样移动滑片都不能满足电压表示数为3V,原因是 __________;要使电压有示数保持3V,要求变阻器的最大阻值最少为______Ω
探究电流与电压、电阻的关系是探究类学生必做实验之一,是电学中非常重要的实验,本题涵盖的知识点有:设计电路图、根据实物图画电路图、电表的使用方法和读数、电路故障的分析、电流与电阻的关系、串联电路分压知识、控制变量法等,是一道典型电学综合题,通过该题的训练学生除了以上知识点得到巩固,更重要的是让学生零散的知识点串起来:首先通过审题明确实验目的(导体电流与电阻关系),再根据实验目的,运用控制变量等方法设计实验方案(问题1、2),并对实验方案、实验探究过程的评估并找到改进方法(问题3、4、5、7),实验结果进行分析评估和交流(问题6)。让学生在做题的过程中,将电学中零散的知识串成线、连成片,帮助学生掌握解决电学问题的方法和思路,并让学生初步体会物理研究是建立在观察和实验基础上的创造性工作,培养学生严谨认真、实事求是的科学态度。
“双减”政策下物理作业设计在数量上要比原有的“题海战”要少得多,这就需要教师准确把握课程标准,积极开展学情调研,充分考虑学生在认知和理解上的差异,设计出符合班级不同层次学生需求、密切贴合上课内容,适合学生最近发展区的习题。让每位学生通过完成作业实现知识的巩固和进阶。例如,在学习“电功率”时,可以设置以下习题作为作业:
1.一只灯泡上标有“12V 7.2W”的字样,(不考虑温度对灯丝电阻的影响),则:
(1)这只灯泡的额定电压是_____V,额定电功率是_____W
(2)这只灯泡的额定电流是_____A,电阻是_____Ω
(3)若灯泡两端的实际电压为8V,则灯泡的实际功率______
(4)若灯泡中的实际电流为0.5A,则灯泡的实际功率______
(5)若把“12V 7.2W”和一个“12V 3.6W”的灯泡并联在电路,哪个亮些
(6)若把“12V 7.2W”和一个“12V 3.6W”的灯泡串联在电路中,哪个亮些
本题设计了6个小问题:第1问,学生通过学习知道用电器名牌上标识“12V”是额定电压,“7.2W”是定功率,就可以完成;第2问,需要学生能够运用电功率和欧姆定律的推导公式I=P/U及R=U/I进行简单计算,这两题是为班级层次较低的学生准备的;3、4问相对1、2问来说难度要高一些,学生需要在知道“额定电压”“额定功率”是一定值的基础上理解“实际电功率”是根据“实际电压”或“实际电流”的改变而改变的,当实际电压为额定电压或实际电流不为实际电流时,实际功率不在额定功率,想要知道实际功率需先求出当电压为8V时的实际电流,I实=U实/R(不考虑温度对灯丝电阻的影响),或先求出当实际电流为0.5A时的实际电压,U实=I实·R(不考虑温度对灯丝电阻的影响),再根据P实=U实·I实计算出实际功率。5、6问在3、4问的基础上,需要学生知道灯的亮度用实际电功率表示,实际功率大的灯的亮度强,在并联电路中电压相等利用公式P=U2/R、在串联电路中电流相等利用P=I2R进行计算并比较。
该题难度设计的层层递进,不同层次的学生都可以根据自己的认知水平完成不同难度的作业,让不同层次学生的知识得到了有效的巩固和提高。既能满足成绩好的同学,又不会降低学习差的学生的积极性,做到人人参与、人人体验学习的成就感。同时也帮助学生在生活中遇到其他用电器能够通过阅读名牌信息获取有用的信息,让学生形成将物理知识与生产生活联系的意识。
“双减”政策下作业设计要符合学生身心发展规律,要体现作业的整体和层次性、针对性和及时性,适量性和实践性;突出作业的诊断、激励作用,充分发挥不同类型作业的育人功能。让学生接受的教育从应试教育转向素质教育,以实现学生的全面发展,提升学生素质。
(作者单位:南京信息工程大学附属中学)