学科核心素养下中学物理观察类实践作业的开发与分析

摘 要：在中小学五项管理系列政策出台后，教师在作业管理中优化作业设计、开发实践性作业更加必要.本文从观察法及科学观察的意义出发，结合学科核心素养，对观察类常用到的自然现象观察实践作业、实验观察实践作业、测量工具观察实践作业的设计和案例进行探析，为其它类别实践作业的设计提供参考.

关键词：科学观察;物理核心素养;实践作业

中图分类号：G633.7     文献标识码：B     文章编号：1008-4134（2021）24-0020-02

作者简介：樊党娟（1963-），女，宁夏银川人，本科，中学高级教师，研究方向：中学物理实验教学.

物理是一门以实验为基础、来源于生活并应用于生活的学科，新冠肺炎疫情的到来，使开学时间不断延期，各地区各学校均开展线上教学.宁夏“空中课堂”组合教学名师统一录制教学内容，有效地提高线上教学质量，保障停课期间不停学的优质物理教学.实验探究是物理核心素养的重要内容，也是学生获得物理规律、物理观念、培养科学态度与责任的重要途径.学生面对在线课堂，不能像在学校一样进行实验探究，特殊时期，教师布置实践性作业更加必要.物理课外实践作业具有趣味性高、开放性广、层次性多、综合性强等多种优点，对学生发展物理学科核心素养、实现学科育人价值具有较好的辅助作用.物理实践性作业有观察类、实验类、设计类和报告类等多种类型.观察类实践作业是最基础也是实施起来适用性最广的一种类型.

1 科学观察

科学观察是观察学习在自然科学领域的运用.观察的具体内涵是“我们通过感觉器官亦或是借助科学器材，有计划、有目的地考察和描述自然发生的自然现象，是我们理解客观事物、挖掘科学事实的一种重要科学研究方法”.具有代表性的观点是美国心理学家班杜拉提出的“观察学习”，班杜拉将观察学习分为直接观察学习、抽象性观察学习、创造性观察学习.在自然科学研究领域中，学者将观察学习这种观察方法称为科学观察，科学观察是一种基本的认识活动，它贯穿于科学研究的各个过程中.科学观察为解决一定的科学问题而进行，有明确的观察任务、观察对象和观察目的，需要采用一定的观察方法.

如何进行科学观察？“科学观察不仅是通过眼睛看，还要综合运用触觉、嗅觉、听觉、味觉等感觉器官的作用，更重要的是理性思维要渗透在整个观察过程.思维的积极参与，使学生在科学观察的同时能够进行一定的比较、分析、综合、归纳和判断.”在科学观察中要注重把握主要的客观现象，留意捕捉意外的偶然现象，完成物理观察类实践作业最重要的方法就是科学观察.

2 观察类实践作业的设计探析

2.1 自然现象观察实践作业设计

在教学中，教师选择与自然现象联系紧密的物理知识，让学生以知识为线索寻找、观察生活中相关的自然现象，并用手机等电子设备将自然现象拍照或录像，标注相关物理知识、深入理解知识.这类作业在物理观念教学中都可以实施，优点是能够引导学生注意观察自然及生活现象，发现自然现象中蕴含的物理知识，建立物理知识与自然、生活的联系，体会物理学习的乐趣与价值.

案例1：教师在开展“力”的教学时，设计如下实践作业，让学生观察生活中力的作用效果实例，拍照或视频记录，思考如何将生活中不易观察到的微小形变放大（如图1～3所示）？

学生展示照片并解释，有力分别作用在钢尺、拉力器、扫把上，它们的形状发生改变，证实力的作用效果——力可以改变物体的形状.学生的回答有不同层次，部分学生观察思考后找到放大微小形变的方法：将玻璃瓶灌满水，加入几滴红墨水，通过橡皮塞上的孔将细玻璃管穿入瓶中，用力握玻璃瓶时，玻璃瓶看不到明显变化，而细玻璃管中的液面高度发生明显变化，这样就将不易观察的微小形变放大.

案例2：教师在开展“摩擦力”教学时，设计如下实践作业.让学生观察生活现象，举出增大摩擦力或减小摩擦力的实例，用手机拍照记录，并写出如何增大或减小摩擦力（如图4～6所示）.

学生展示照片并解释，自行车把、瓶盖、鞋底都刻有花纹，它们是通过增大接触面粗糙程度的方式增大摩擦力.一些学生观察后创造性地设计出改变部分生活用品摩擦力的方法.

诸如此类的案例还有很多，比如让学生观察生活中光的反射、折射现象，举出实例并拍照等等.这类作业设计注重学生对社会生活现象的关注，提高学生学习兴趣，引导学生根据自己身边的现象学习物理知识，让学生在思考问题的同时体会到物理之美.

2.2 实验观察实践作业设计

实验观察是在人为干预控制对象条件下的观察，實验观察可以使被观察对象重复出现，并排除外界条件的各种干扰，突出主要矛盾，使学生获得更全面、更精确的现象或数据，从而发现或提出有价值的物理问题.在物理教学中，实验探究过程或各种物理规律的教学过程大多用到实验观察.在教学中，实验观察类实践作业可以启发学生深度思考，发展学生物理思维，提升学生核心素养.

案例1：教师在进行“电能、电功率”教学时，设计如下实践作业.学生观察电能表，拍摄照片，说出自家电能表上显示信息的物理意义;让学生录制视频记录不同用电器工作时电能表脉冲波的显示次数，并尝试提出一个问题.

学生分析电能表上显示的额定电压、额定最大电流、频率等参数，通过观察发现：不同用电器工作时电能表闪烁的快慢不同，说明消耗电能的快慢不同，从而提出相关问题.

案例2：教师在“眼睛与眼镜”教学时设计如下实践作业.让学生找一副近视眼镜和远视眼镜，观察特点并区分凸透镜和凹透镜，了解近视眼和远视眼看东西的特点，能否通过实验证实透镜对光路的作用？

学生通过观察和触摸，发现近视眼镜是凹透镜、远视眼镜为凸透镜.学生在烧杯中制造烟雾显示光路，将手电筒照向烧杯底部，分别将近视眼镜和远视眼镜放于烧杯上部，通过观察发现手电筒照射的光路发生明显偏折，进而说明两种眼镜对光路的作用.

這类实践作业让学生成为知识的综合实践者，加强物理与社会生活的衔接，帮助学生建立准确、直观的物理情境，让学生从不同角度、不同情境中开展物理学习，同时帮助学生依据现象科学地提出问题，用物理思维思考问题、分析问题，用物理语言表达问题，进一步发展学生的科学思维.

2.3 测量工具观察实践作业设计

初中物理教学中有很多与生活相关的测量工具，认识测量工具首先要了解它的结构、量程和分度值，教师让学生观察身边的测量工具，在观察的基础上明确量程、分度值并尝试正确使用测量工具，理解测量原理.

案例1：学生通过观察刻度尺，指出量程和最小分度值，尝试用刻度尺测量生活中物体的长度，将测量结果记录下来.

这样的案例还有，比如在学生学完托盘天平后，教师设计作业要求学生观察家中相关的测量工具，尝试制作使用说明书，并进行简单测量;在学生学完杠杆后，教师设计作业让学生观察家庭中存在哪些杠杆，观察这些杠杆的结构，尝试找出动力臂和阻力臂，并了解这种杠杆常用的场合.

这类实践作业虽然看似简单，只有寥寥数字，但学生观察测量工具的结构、量程和最小分度值，不仅为正确选择和使用测量工具奠定坚实的基础，还提升学生动手操作能力和实际运用能力，做到学以致用.

3 结语

知识可以直接传递，但是理解无法直接传递.物理实践作业与物理学科核心素养科学衔接，在帮助学生理解所学物理知识及物理规律的同时，突出学生在物理学习中的主体地位，引导学生逐渐成为课外作业的实践者、能动者.同时，观察类实践作业的设计和案例探析也为其它类别实践作业的设计提供参考.

参考文献：

[1]田成良，张宪魁.观察—开启探索世界的金钥匙[J].中学物理，2018，36（21）：11-13.

[2]陈桂.例谈基于核心素养视角下数学实践性作业设计策略[J].数学教学通讯，2017（26）：75-76.

[3]吴泊.发展核心素养的初中物理作业设计[J].考试周刊，2018（67）：169-170.

[4]张震.指向核心素养的初中物理教学策略[J].名师在线，2021（24）：20-21.

[5]张瑞萍.探索物理核心素养之科学思维的培养[J].湖南中学物理，2021，36（08）：22-24+15.

（收稿日期：2021-08-02）