基于核心素养的初中物理单元作业设计的几点建议——以沪科版《物理》“多彩的光”为例

■福建省厦门双十中学 胡自会

本文立足于核心素养背景下的初中物理单元作业设计，从知识体系完整架构，培养学生物理观念；布置开放式作业，培养学生科学思维；实验作业合理布置，培养实验探究能力；渗入当今生活现状，培养科学态度与责任；构建趣味分层作业，提高学生主动性五个方面展开探究。随着初中新课标的颁布实施，学科教学的重点从知识的传授转变为能力和素养的培养。在这样的情况下，如何有效培养学生核心素养成了提高学生物理核心素养的关键。单元设计作业是在单元知识学习结束后，对各节凌乱的知识进行系统研究，以帮助学生形成系统化认识为目标的作业。而在新课改实施的当下，如何在初中物理单元作业整体设计中渗透核心素养也成为教师需要思考的问题。

一、知识体系完整架构，培养学生物理观念

物理观念是学生形成的从物理学角度对物质、运动等的基本认识，是物理概念和规律在人脑中的升华。物理观念的培养与物理基础知识的学习密不可分，这就需要学生构建完整的物理知识架构和体系。而就单元作业来说，其本身就有着总结、以帮助学生形成系统化认识的作用。思维导图是将思维具现化的工具，在多种知识展示的环节有着巨大的优势。故在单元作业的总体构建中，教师需要充分利用思维导图，以培养学生物理观念。

在“多彩的光”这一章的教学中，教师在每一节的教学后让学生分别完成光沿直线传播，光的反射，光的折射等各节的知识结构图。在完成整章的学习后，再让学生构建整章完整的思维导图，全面认识光的直线传播，光的反射以及光的折射是光在同种或不同种介质传播时出现的三种情况。光在传播过程中介质如果是在透明均匀的介质中会直线传播；介质如果是透明不均匀的介质会发生折射；介质发生改变是一部分光会在第二种介质表面发生反射还有一部分光会进入另一种介质。如此进行分析整理，学生会对“多彩的光”有整体认识，对光的反射、折射更清晰的认识；对平面镜成像和凸透镜成像的原理有深层次的认识；能更深刻地理解平面镜成像和凸透镜成像中像的位置，还能轻松突破人眼在何位置观察像的难点。通过思维导图这一方法，学生构建了完整的知识架构，提升了知识的直观性，这对培养学生物理观念有着重要的作用。

二、实际情景作业，培养学生科学思维

所谓科学思维，指的是学生正确认识客观世界的思维和方法。而在现代，理性、创新、开放也成为了科学思维的特征。在传统的教学模式中，教师所布置的作业形式较为单一，无论是在过程还是结果上都有着固定的格式，自然无法培养学生理性、开放、创新的思维。而在核心素养逐渐受到重视的当下，教师则需要布置实际情景的作业。学生完成作业的时候需分析实际问题（或教师对实际情景适度处理后的问题），联想或建立物理模型，结合已学的物理知识分析问题，从而解决问题。通过完成实际情景的题目有效促进学生科学思维的提升。以“多彩的光”为例，笔者在每节的作业中均设置实际情景的题目摘选如表1所示。通过这样实际情景作业的布置，教师让学生从更加广泛的角度进行思考，培养了学生开放、创新的科学思维，学生知识应用能力。学生也更能体会物理实用性，提高了学生完成作业的兴趣，促进了学生的深度学习。

表1

三、课外实验作业合理布置，培养科学探究能力

实验探究指的是学生基于生活中现状提出假设，进行实验，获取数据和证据，以及对实验数据和证据分析辨析，得出结论，进行讨论等能力，其对学生利用物理知识解决实际问题有着重要的作用。实践是获取知识的直接途径，而在学生实验探究能力的培养中，实验是一种有效的方法。这也就需要教师在单元作业整体设计中融入实验作业的布置，以有效提高学生实验探究能力。课后实验作业一般在家中完成。学生需要根据教师所给的实验问题，自主地或通过小组讨论制订合理的科学探究方案，根据家中现有的物品，选用合适的物品作为实验器材，排除一些外界干扰实验获得数据（或现象），能分析发现其中规律，形成合理的结论。实验完成后撰写实验报告或通过视频对实验各环节进行讲解说明。

笔者在“多彩的光”一章各节的单元作业中均有设置一些课外实验作业，例如，在光的反射一节学习完成后，设计两个实验。学生可根据现有条件进行探究。

实验一：利用家中现有器材制作小孔成像照相机，分析制作的要点。并探究小孔成像的特点。

实验二：生活中还有哪些物体运动过程中遇到障碍物会反弹回来，请结合光的反射规律的探究过程，探究其遇到障碍物之后的运动规律，分析其运动规律与光的反射规律的异同点及可能的原因。

学生完成作业后的讲评也是实验作业的一部分。在教评环节让学生相互交流学习，同时也对学生的实验进行评估，有效地提高了学生的科学探究能力。在“双减”背景下，需减少学生书面作业，增加学生的实践机会，而课后实验作业是非常合适的一种作业类型。也是单元作业中不可缺少的作业形式。

教师听取学生实验作业的交流中，能更清晰了解学生的元认知，明确学生的知识掌握程度，对学生的实验探究做出更多的个性化指导，更满足学生个体科学素养提高的不同需要。

四、渗入当今生活现状，培养科学态度与责任

科学态度与责任要求学生在中小学的学习中认识科学的本质，有着旺盛的好奇心和合作探究的能力，遵循的道德规范并认识到科学的原则。而在这一素养的培养中，对当前科技和人文环境的现状以及存在问题有一定的认识必要。这也就需要教师在物理单元作业的整体设计中加入关于“科学、技术、社会、环境”等多方面的阅读和视频作业，让学生充分理解科学带来的积极影响、消极影响，了解使用科学的方法和当代科学的职责，切实培养学生科学态度与能力。

例如，“多彩的光”这一章，在单元作业的设计中，教师就可以分别在光沿直线传播推送文章介绍，在“光”的学习和以后实验中会经常用到激光。如世界首台激光器的历史；我们身边的激光，如教学激光翻页笔、激光打印机、扫码机、自动驾驶激光雷达等生活中激光的使用；医学上的激光，激光手术，激光质子放疗；工业中的激光，激光加工极小零件，实现超精细“冷加工”，激光通信；科研上，激光测距，全息成像，光量子计算。激光，已经成为我们赖以生存的科技社会的一个不可或缺的组成部分，激光是互联网的核心，是现代制造业的基石，是感知世界的手段，是探索未知世界的工具。同时分享我国在激光研究和应用领域的巨大成就，如转发我国激光技术的介绍和发展等文章让学生进行阅读，培养学生的民族自豪感，以及国家社会责任担当。在“光的反射”一节推送“光污染”等文章介绍光污染是继废气、废水、废渣和噪声等污染后的一种新的环境污染源。光污染会危害人类的健康，破坏自然生态。让学生认识到科技的发展可以给我们的生活带来便利，但同时也会对环境造成改变，年轻一代人要有辩证看待科学技术，建立正确的科技观，爱护环境，敬畏自然，培养学生的社会责任。在“神奇的眼睛”一节，在单元作业中，让学生阅读了解“盲人的生活”，建立积极的生活心态，关爱他人。

五、构建趣味分层、开放型作业，提高学生主动性

以学生为中心的理念逐渐深入人心，而在核心素养的培养中，充分激发学生主动性，突出学生主体地位也是一个必然的要求。在过去的教学中，单元作业的构建多以检验为目标，所有学生的作业都保持一致，这也就导致有些学生难有更高层次的发展，有些学生难以理解所学知识，而作业趣味性的缺失也进一步影响了学生学习的主动性。相比传统教学模式中知识水平的提高，能力和素养的培养对学生主动性的发挥有着更高的要求。这也就需要教师构建趣味分层作业，以提高学生完成作业的主动性。

例如，在“多彩的光”这一章，教师就可以构建分层书面作业，让不同层次的学生完成。如在第一层次，教师可以只以包含单一知识点的题目考查学生，要求所有学生完成。在第二层次，教师可以将本单元的多个知识点融合起来构建题目，让学生选择性完成。而第三个层次为与其他章节知识的结合性题目，让较为优秀的学生选择完成。在这一节实验作业的开展中，教师则需要立足学生实际情况，将学生分成合理的小组，促进每个小组合理分工，让水平较高的学生完成难度较高的任务。当然，在分层作业的完成中，教师也可以构建一定的挑战和奖励，如在智慧课堂上给予完成不同难度作业学生不同的徽章，在激发学生动力的同时提高趣味性。这样，通过趣味分层作业的构建，教师有效提高了学生主动性，这对学生核心素养的培养有着重要的作用。学完“多彩的光”，学生对平面镜、透镜有基本的认识。教师可以设计开放性活动作业：利用两种或两种以上的光学元件，制作一个光学仪器。可以是潜望镜、望远镜、投影仪、万花筒、显微镜等。完成制作后拍摄视频演示你的光学仪器，并附上你的仪器的工作原理以及使用说明。

再如，在“科学探究：凸透镜成像”两节新课学完后，教师可以向学生布置探究作业：如何通过实验确定一个透镜的焦距？实验中的原理是什么？实验中的误差来源主要是什么？测量结果比真实值偏大还是偏小？实验中可以如何减小实验误差？

在实际作业的完成过程中，学生可以采用多种方法进行，同时将这些实践转化为文本作业。部分学生可以利用凸透镜的会聚作用，利用将太阳光会聚，得到最小最亮的点，测量亮点到透镜的距离，可粗略得到焦距。在转化为文本时，学生建立凸透镜对平行光会聚的模型，通过模型分析，误差的来源，如何缩小该方法的测量误差，如何让实验测量更精确。也有部分学生会利用成像的方法，完成焦距的测量。如部分学生希望通过成等大的像，测量物距，从而得到焦距。实验中需学生思考如何判断成等大的像。这种开放性活动作业能很好地调动学生的积极性，在活动中需要学生掌握学过的光学知识，并将这些知识应用于实践，在书写原理和说明书的环节能让学生将制作的光学元件抽象为物理模型，全面综合地提高学生的核心素养。

六、结语

综上所述，核心素养的培养在现代教学中占据着重要的地位。而在初中物理单元作业的整体设计中，教师则需要以思维导图帮助学生构建完整的知识架构，布置生活化、实验性、开放式的作业，并注重作业的合理分层和趣味性。只有这样，教师才能从各个角度全面培养学生核心素养，让学生合理掌握未来生活中必须要掌握的物理能力。