化解作业“三化”问题　提高作业设计实效

［基金项目］本文系深圳市教育科学2022年度规划课题（dwzz22046）的成果之一。

［摘 要］随着新课标的实施，物理学科核心素养的培养已渗透到教学的各个环节中。核心素养视域下，作业既是巩固课堂教学效果的主要方式，也是落实新课标并使学生实现全面可持续发展的重要载体。但现实境况是：目前作业仍存在着功能窄化、类型泛化、情境僵化等系列问题，从而制约了课程与教学改革的效果。文章以现存作业“三化”问题的成因为导向，结合实例探讨核心素养理念下物理作业的改良设计，以期为高中物理教师的作业设计提供参考。

［关键词］作业设计；高效；“三化”问题；核心素养

［中图分类号］ G633.6 ［文献标识码］  A ［文章编号］ 1674-6058（2023）32-0047-04

作业作为教学的有机组成部分，是连接课堂与课外、学校教育与家庭教育的纽带，是提高学生能力的有效途径。自2020年高考新政实施以来，许多专家和教师都关注了新课程教学改革要求，关注了新高考的要求，并取得了诸多研究成果，但仔细对比发现关于物理作业的改革并未随着新课程的研究发展而广泛展开［1］。尽管教师在作业设计过程中注重了“引导性”“主体性”“层次性”“科学性”“高效性”等，但物理高效作业设计仍是一个薄弱环节，亟待改进完善。为了丰富物理作业的实例资源，也为了践行增效减负的教学理念［2］，笔者分析了当前作业在形式、内容方面存在的问题，并就如何以核心素养为导向设计高中物理高效作业提出了一些设想。

一、新高考视域下高中物理作业存在的“三化”问题

传统的作业以书面封闭式为主，作业形式重复单一。虽然短期内能够帮助学生迅速记忆新知识，但从长远来看，对学生核心素养的锻炼作用有限，学生的思维能力和科学态度都难以从作业中获得有效训练提升，学生难以在新高考中取得好成绩。要解决问题，必须从问题的成因入手，笔者认为现在的物理作业主要存在以下三方面的问题。

（一）功能窄化

“匀变速运动”章节中“连续相等时间（位移）的运动比例规律”这一类作业（习题）是功能窄化的典例，该类习题的效果往往只停留在对课后学习效果的检验，是以检测知识或强化记忆为主要目的，缺乏创造力与新意，整个解题过程更偏向于利用已知的结论做数学关系对应，欠缺物理观念的引入。不仅会让学生对作业产生一种枯燥乏味的感觉，还无法全面检查学生的学科关键能力的发展情况，从而影响学生对物理知识的探究欲。实际教学中可以感受到，有部分教辅资料更新缓慢，设置的题目形式单一，更谈不上注重体现物理学科本质，若过度依赖教辅资料上的作业题很容易加重此类问题。

（二）类型泛化

目前大多数教师布置的作业仍受传统“选择题、计算题、实验题”这“老三样”作业形态的影响，作业面貌千篇一律。该类问题的主要成因是偏重应试，缺少对学生的实际关注，使作业流于“公共性”。针对类型泛化问题的解决，部分教师可能会陷入误区，认为作业就是要注重形式新颖多样，例如笔者就曾见过将思维导图的制作作为单元作业的主体。尽管形式新颖，却缺少对教学目标的考察，拓展性作业更应作为补充而不是成为主体，缺少目标的盲目拓展并不可取。新时期的学生已经不再满足于仅获得知识，他们更渴望交流、合作、探讨、批判，更希望知道知识的来源。科学探究作为核心素养的重要一环，将会成为学生的主要学习形式。以科学探究为导向的物理作业设计要着重体现“问题—证据—推导—解释”的思维过程，而在层层递进的思维过程中也方便衍生出多类型的作业形式，这样可以有效解决类型泛化的问题。

（三）情境僵化

在以学科素养为核心的教学改革中，其中很重要的一点就是由“抽象知识”转向“具体情境”，注重体现学习情境的真实性，可见物理作业的情境化在作业改革方面具有重要的意义。习题的情境化更加强调了培养学生将课堂知识迁移应用于解决实际问题的能力，这样可以拓宽学生的视野，也可以激发学生学习物理知识的兴趣，形成良性循环。广东高考题中，情境试题占比更是达到了80%，由此可见情境化的习题已成为主流趋势。但是在习题情境化的大潮下，学生真能提升自主学习能力，做到高效学习吗？笔者对我校学生进行了问卷调查，结果如图1所示，有45%的学生表示喜欢带情境的作业，且能从中获得生活的启示；有23%的学生表示并没有在意作业中的情境导入，习题没有帮助他们建立物理与生活的联系；有32%的学生认为这种作业阅读起来更为麻烦，做起来会花费更多时间，增加了自己的学习负担。

从上面的分析可以看出，大部分学生并没有从情境化作业中获益，这与我们的设计理念背道而驰。情境化作业的主旨是通过创设与实际生活相结合的情境，培养学生解决问题的能力。但是，后半部分的内容往往被忽略，引入的情境虽与生活建立了联系，却也仅有联系而已，并没有深化的价值观输出，给人一种生搬硬套的感觉，较为僵化。笔者认为在作业中落实科学态度与责任是解决情境僵化问题的重要手段，目前的相关研究也比较薄弱，在此方向的改革仍然任重道远。

二、新高考视域下的高中物理高效作业设计

高效作业设计是发展学生核心素养、提升教育教学质量的必然要求。解决目前作业存在的问题是实现高效作业的重要前提。其实不难发现，上述作业问题的根源都是对作业育人效果的忽视，因此笔者认为重新思考作业的内涵和价值，正确定位作业的育人功能，在作业中融入物理学科核心素养培育元素是突破困境的关键。下文就如何融入物理学科核心素养理念，让学生适应新高考要求，解决作业中存在的问题进行了有益的探索，为核心素养在作业中的融入以及物理高效作业的设计提供新路径。

（一）以科学思维为导向的“三习”一体化作业设计策略

要想实施高效作业，减轻学生学习负担，促进学生发展，教师必须在选题、编题上下功夫。前面提到的作业功能窄化问题使得“题海战术”在平时的教学中出现得越来越频繁，学生疲于完成作业，缺乏必要的反思。事实上，大部分学生并不厌恶作业本身，而是讨厌没有质量的作业。好的作业应该是富有典型性、启发性、系统性和针对性的。那么，如何解决这一问题呢？根据科学思维中强调的模型建构与推理论证能力，笔者认为将“复习”“练习”“预习”三习融为一体的“三习”一体化作业设计，能更好地帮助学生举一反三，从而使作业收到事半功倍的效果［4］。下面以研究电势、电势能与电场关系时笔者使用的作业题为例谈谈“三习”一体化作业设计。

［例1］如图2所示，匀强电场的场强大小100 N/C，[OA]、[AB]的距离[L]均为1 m，完成下列练习，并讨论以下问题：

①求出将+1 C的点电荷从[B]点移到[O]点电场力做的功；

②若规定[O]点所在的垂直电场方向的面为零势能面，求出点电荷在[B]点的电势能；

③求出[B]点的电势；

④同上方式，求出[A]点的电势；

⑤将+1 C点电荷换成-1 C点电荷，电荷的电势能是否有变化？[B]点电势是否有变化？

⑥根据以上结果，分析沿电场线方向电势如何变化？

设计意图：电场力做功与电势能以及电势关系的理解一直都是高二物理教学的重点与难点，由于引入正、负两种电荷，加上电势能在生活中并不直观，学生很难像学习重力势能一样快速建立准确的物理观念。该作业在前四问中主要考查学生是否掌握基本的物理观念，在表现出复习作用的同时让学生就具体物理知识深化做好思维铺垫；第五问中，加入了正、负电荷的切换的情境，以此考查学生对电势与电势能的区分情况，既实现了物理概念的巩固，又提升了学生的论证能力；第六问的设计以启发功能为主，在实际使用本题时，笔者并未给出“沿着电场线方向，电势降低”这一知识，而学生在完成本作业后，可以轻松得出这一重要的二级结论，说明在作业中蕴含预习功能的可行性。值得一提的是，教师在布置作业时，也应该注重作业布置的时机，若此题放在学生已知电场线与电势关系的结论后，取到的效果远不如学生经自己推导出的强烈。

（二）以科学探究为导向的综合实践性作业设计

物理作业的内容不只是局限于选择题、计算题、实验题，也可以是课内实验知识的拓展，还可以是物理教材中涉及的课外实践活动、“科学漫步”，还可以链接生产、生活等。以科学探究为导向的综合实践性作业是解决作业类型泛化问题的有效方式。下面结合学校体育生的日常训练设置的综合实践性作业为例，阐述如何将科学探究的思想和力的合成与分解这一物理知识进行有效结合，同时也为解决作业类型泛化问题提供有效的途径。

［例2］如图3所示，仰卧推举是我们常见的力量训练方式，请各位同学分组选出进行仰卧推举的代表，并选择合适重量的杠铃片，确保受训同学能完成整套动作。随后，完成以下作业。

（1）请设计一个实验方案，借助生活中常用的工具，与同组同学合作。估测出受训同学在仰卧推举到顶静止时手臂受到的压力大小。将两手的握距改变，再次进行测量。比较两次的测量结果，你能得出什么结论？（请提供实验目标、原理分析、所需器材和实验步骤等内容）

（2）设计一场仰卧推举比赛，要求能体现出两手握距不同带来的差别。

（3）请运用本章的知识结合作图法与解析法分析并说明握距改变所带来的影响。

设计意图：本题以学生日常的训练内容为背景，能更好地激发学生的探究欲望。题目通过分组合作的方式一步步引导学生自主设计实验，并完成对问题的解释与论证。且题目还引导学生分别从实验探究和理论探究两个方面分析与解决问题，做到将科学探究的思想和方法与题目有机融合，进一步培养了学生的证据意识和论证能力。之所以能将综合实践活动作为物理作业，主要原因是物理教学的目标与综合实践活动的目标有许多相通之处。例如，物理教学总目标要求学生“学习终身发展必备的物理基础知识和技能，而综合实践活动则是从学生的发展出发，着力点是促进提升各项基本素质，这一点与物理教学的目标不谋而合。这既是能将综合实践活动与物理作业连接起来的主要原因，也是引入综合实践性作业解决物理作业类型泛化问题的必要前提。

（三）以科学态度与责任为导向的情境作业设计

从近几年的命题导向功能来看，核心素养与真实情境的结合更能促进学生良好科学态度的养成［5］。在目前情境化试题日益增多的背景下，部分学生反映情境化作业加重了自身的学习负担，其根本原因是题目的情境过于僵化，考查的依旧是硬知识点，科学态度与责任的渗透不够，从而不能引起学生的兴趣，产生有效的记忆点。事实上，科学态度与责任由于涉及很多意识形态的内容，难以用作业中的试题形式反映出来，为此，教师需要充分挖掘素材中核心素养的命题潜质形成高效作业体系［6］。笔者以在2022年深圳市物理命题比赛中命制的计算题为例，以节约能源为背景，以潮汐能的利用为具体情境，探讨科学态度与责任在命题中的渗透，为打破情境僵化提供借鉴。

［例3］在双碳目标的指引下，我国大力发展绿色能源。某小组就改善海边停泊的船只的稳定性，设计了一套利用潮汐能的新型停泊装置。装置的简化模型如下（见图4），平行轨道AE和BF、CE和DF的间距均为L，与水平面的夹角均为θ，在最低点E、F平滑连接且对称固定于海平面上。导轨的两端AB、CD间均接有阻值为R的海上警示灯，用于标示航道。在导轨的MNEF和JKEF两个矩形区域内存在着匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于两轨道平面向上；区域边界MN和JK的离地高度均为h。船只的底部加上了特制的金属减速棒QG，可将“船只”简化为电阻为r，质量为m，长为L的导体棒QG，因海浪冲击在离海面H的高度开始静止下滑。若QG第一次到达[EF]时速度大小为v，第一次到达JK时速度恰好为0。假设整个过程QG均垂直于导轨且与导轨接触良好，不计导轨电阻，不计船只受到的一切阻力和摩擦，重力加速度为g。求：

（1）QG第一次经过MN时它两端的电压大小。

（2）QG从下滑开始到最终状态的整个过程中它的发热量，以及整个过程的能量利用率。

（3）QG从静止释放后到它第一次到达JK的时间。根据所求结果判断题中的物理量R和B对船只制动时间是否有影响；若有影响，请分析如何调整该变量，可以缩短制动时间，且调整哪个参量更为合适？

设计意图：物理作为基础学科，与社会和环境的联系紧密，既可促进社会巨大发展，也有着改善环境的巨大潜力，两者也一直相互促进，物理知识促进技术变革，技术变革反过来又带动科学技术的发展。题干首先利用了“潮汐能的利用”中的相关知识将物理与科学技术、社会经济发展紧密联系。随后，基于电磁感应的物理知识提出了本题的物理模型。该模型的优势在于既能消除潮汐涨落带来的危害，又能够利用阻尼效应进行发电，直接将物理知识服务社会的科学态度与责任渗透在题目中。以往的命题往往将情境与问题割裂设置，题目的问题只针对知识进行考查，这就导致学生无法真正体会情境化的意义。而本题最大的特色在于将科学态度与责任蕴含在设置的提问中，第（3）问中，减小电阻[R]或增大磁感应强度[B]都可缩短船只制动时间，但是在考虑第（2）问中所求的物理量时，可知减小[R]能量利用率将降低，不利于能源的节约。由此，整个题目从绿色能源的主题出发，又回归到能源节约的主题上，有效激发了学生研究物理的内在动机，也更好地帮助学生形成保护环境、节约资源、促进可持续发展的良好意识。高效的作业（习题）不仅仅是传递知识，更重要的是培养学生的良好科学态度，引导学生正确认识科学本质，并形成社会责任感。这样的作业实现了教书与育人的高效统一，让学生在掌握知识的同时，也培养了综合素质和科学素养，从而让知识的传递更有“温度”。

三、小结

一份高效的物理作业不应仅定位在“教学的补缺”“知识的巩固”上，教师在教学过程中应以作业的不同功能为导向，尽量避免应试化训练，同时配合多元化的类型以及情境设置，使作业成为诊学利教的教学支架，贯穿在学习过程中。此外，作业作为日常教学的重要环节，应尽可能做到核心素养的多方面渗透。优秀的作业教育导向必不可少。教师应把握教学内容的定位，以发展学生的认知技能、提高学生的素质为目标，在作业中加入更多人文性的内容，让学生充分感受物理的魅力，并在其中传递正确的价值观。

［   参   考   文   献   ］

［1］  韩璟磊.新课程背景下高中物理课堂教学有效性分析［J］.考试周刊，2021（9）：135-136.

［2］  蔡洪艳.“双减”政策背景下高中物理有效作业设计［J］.物理教师，2022，43（4）：88-90.

［3］  蔡继新.凸显“落实高效”的中学物理课后作业研究［J］.中学物理，2016，34（24）：24-25.

［4］  沈志辉.落实学科核心素养 作业价值不容小觑：高考新政背景下物理作业的实践与优化［J］.物理通报，2018（增刊2）：19-23.

［5］  陆永华.基于物理核心素养的试题情境研究［J］.物理通报，2021（1）：125-129.

［6］  蒋炜波，赵坚.物理核心素养的试题命制与评价策略研究：以科学探究评价为例［J］.物理教学，2020，42（4）：2-6.

（责任编辑 易志毅）