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

吴庆林 李旭伟 罗 翀

（1，3.三明第一中学，福建 三明 365001；2.三元区第二实验学校，福建 三明 365001）

高中物理学科教学注重体现物理学科本质，培养学生物理学科核心素，从物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任等方面落实学科育人价值［1］。学生经过课堂学习后，在知识结构、综合能力、思想品格等方面获得发展，同时优质的作业题能帮助促进学生在巩固理解知识的基础上，形成能力养成品格。由于学生在成长过程中，心理特征和家庭环境上的不同，从而导致学生的认知能力不尽相同，应用知识的能力上也存在在较大差异。因此，有针对地设计个性化作业，将不同难度的题目进行优化，对作业难度设置一定的梯度，合理安排并控制作业量，以此来提高作业的针对性，符合物理核心素养的要求。

一、差异化作业设计的内涵和特征

在物理教育教学过程中对作业的设置还未受到充分的重视，存在着全班全年段统一的作业内容和形式的现象，这阻碍着作业效能的发挥。设计作业时需要充分考虑学生客观存在的个体能力差异，提供多层次不同形式的作业以满足学生的需求。差异化作业是以学生认知能力为依据，不同的学生通过努力在每一次的作业中体验到成功，使不同层次学生得到更好的发展。作业的差异化并不是简单地以学生成绩进行分层，而是以学生的素养能力为依据科学分层。合理利用认知能力的差异性能帮助学生摈弃“刷题”这一繁重的学习习惯，对理解吸收课堂知识有积极的促进作用，同时提高学习的积极性和作业的有效性，达到减负增效的目的。

二、差异化作业设计的结构

由于四个学科核心素养之间的关联性，一道优质的作业题往往包含学科素养的某个方面或各个方面，并不仅限于其中之一。在进行设计时，也无法从某一素养的角度基于知识进行专项设计，而是在整体理解学科核心素养内涵的基础上进行整体设计［3］。为充分体现学科核心素养的要求，文章选择基础型教材鲁科版高中物理必修二第四章圆周运动《第一节匀速圆周运动快慢的描述》进行作业设计（该作业设计获福建省优秀作业设计）。该课程内容贴近生活并且涉及丰富的物理学模型。根据高一学生的特点，将本节的练习设计成这样四个模块：“夯实基础”“创新提升”“直击高考”“科学在身边”。

（一）夯实基础

核心素养要求学生对所学基础知识进行有效的重组再现、灵活自如地运用，而“双基”是能力发展的基石。缺少扎实的基础，能力就会因为缺乏坚实的立足点而无法展现。因此在设计这一环节的物理作业时，教师要求学生扎扎实实地将基本知识、规律、方法及思路技巧落到实处。物理虽然具有抽象思维的特点，但它是在大量感性材料的基础上形成的，因此笔者在设计作业中努力做到从生活中提取题目的素材，意在理论联系实际时培养学生对生活的热爱，源于生活又能解释生活、服务于生活。

［例1］疫情防控期间三明市梅列区第二实验学校三年五班的全体学生捐献出自己的压岁钱，为武汉运送了一车的蔬菜和牛奶，2020 年2 月29 日上午8:00，经过十二个小时的长途运输，在两位热心司机的帮助下将十五吨冬瓜和200 箱牛奶送到了武汉湖北省第三人民医院。若汽车发动机的曲轴每分钟转2400 周求：（1）曲轴转动的周期与角速度；（2）距转轴r＝0.2m 点的线速度。

题目中融入生活情境在巩固物理知识和规律的同时，培养了学生的物理观念。在小课堂中展现大社会，在小知识中展现学科特性，在科学知识的学习中渗透精神教育。

（二）创新提升

从“夯实基础”到“创新问题”设计体现层次性，关注学生的个体差异，强调基础性并关注综合性和创新性，由易到难由浅入深激发学生的思考；物理问题处理的过程，是一个由已知求解未知的过程。

［例2］我国研制出润滑钢头子弹，将大幅提高枪支射击寿命，手枪子弹的初速一般在300-500 米/秒，与音速（340 米/秒）比较接近。运动枪和猎枪的初速一般是略低于音速。步枪的初速（700-1000 米/秒）大于音速。如图，两个薄圆盘固定在一根水平放置的轴杆上，为测出子弹飞行速度，两圆盘水平间距x＝2m，轴杆的转速为60r/s，转动方向如图所示，子弹穿过两圆盘留下的两个弹孔所在的半径间夹角为60°，则该子弹速度可能（）

A.300m/s

B.720m/s

C.1080m/s

D.1440m/s

这道题在巩固基本物理观念的同时，进行拓展延伸，将匀速圆周运动和匀速直线运动有机地组合在一起，融入圆周运动的周期性，展现解题结果的多种可能。以我国子弹研制情况为背景，意在提升学生的自豪感和对祖国的热爱，在物理观念的提升中培养科学思维。

（三）直击高考

高考试卷由国家教委统一命题，物理试题在遵循高考内容改革的纲领下依据《考试说明》进行命制，充分体现新课标的特点，注重对基础知识及基本技能的考核，不出现“繁、难、偏、旧”的试题，强调能够结合情境灵活运用基础知识解决问题，突出了对学生核心能力的考查。

［例3］带有一白点可绕其中心匀速转动的黑色圆盘，每秒沿顺时针方向旋转30 圈.在暗室中用每秒闪光31 次的频闪光源照射圆盘，观察到白点每秒沿（）

A.顺时针旋转31 圈

B.逆时针旋转31 圈

C.顺时针旋转1 圈

D.逆时针旋转1 圈

高考真题对中学物理教学起到了导向和推动的作用。“直击高考”让学生走近高考，感悟真题，体悟学科能力要求被有效地检测。

（四）科学在身边

在保留足量的习题型作业前提下，恰当的设计实践作业，如观察类、信息收集类、操作类和科学探究类等指向性不同的作业。教师从实际生活出发，通过设置合理的问题情境让学生走出教室，应用课堂所学的物理知识和技能解决实际问题，有效激发学生的内在学习动力和培养其素养能力。

［例4］尝试观察自行车的传动情况并解释自行车的传动原理。有条件同学尝试解释变速自行车的变速原理。

本题通过对变速自行车的观察，抽象出皮带传动、齿轮传动、同轴转动的物理模型。学生在尝试解释变速自行车变速原理的过程中，升华了对传动、转动模型的理解和应用。增强了学习物理的兴趣和原动力。

三、结语

从某种意义上来说，差异化式作业的实施，会使学生根据自己的特点去选择相应难度的作业类型，提高学生对自己的认识，增强学生学习的自信心，正确定位自己，为未来大学生活以及走进社会奠定了强有力的基础。培养学生的核心素养并非一朝一夕，只要教师本着“以人为本”的教育理念［2］，正确认识作业设计的教育功能，按照科学合理的方法精心设计，就能设计出符合学生认知规律的差异化作业，提升学生核心素养。