核心素养下的高中物理校本作业分层设计探究

许文泉

摘 要：核心素养是教育改革的重点方向，是学生综合能力的重要组成部分，教师在教学时需要重视对学生核心素养的培养。科学有效的作业是提高学生核心素养的手段之一，每个学生的认知水平都是不同的，教师需要对作业的设计进行探究，尊重学生之间的差异性，融入分层设计的理念，提高作业的有效性，助力学生核心素养的提升。

关键词：核心素养;校本作业;分层设计

符合学情、科学有效的校本作业是一种宝贵的学习资源，教师需要充分利用，不断促进教学质量的提升。在当前教育现状下，大多教师延续传统的作业设计方法，作业的设计过于单一，忽略了学生之间存在的差异，无法发挥作业在巩固学识和培育学生核心素养方面的作用。有些教师能够有意识地进行分层设计，但主要是从知识层面进行设计，无法有效落实核心素养培养的理念。分层设计的教学理念要求，从学生的学习基础出发，对作业的内容进行研究和创新，尽可能使作业符合不同层次学生的认知水平，让不同层次的学生均能选择符合自己学习能力的作业，通过完成作业，促使学生学习能力有所提升，为更高难度的学习做好准备，让每个学生的能力都有所发展，能够获得成就感。

一、校本作业和高中物理校本作业的分层设计

所谓校本就是各自学校编制符合本校学情的各种教学资源，而校本作业设计的目的就是为了充分利用教學资源，使学生的学习效率得到提高。高中物理校本作业的分层设计，是指根据具体的教学目标和学情，预设学生需要完成的知识，设计出科学性、层次性、多元化可供选择的校本作业，在实际操作中结合知识重难点和各章节的物理核心素养要求，让作业的设计变得更加有效，使作业能够激发学生学习热情，使课堂教学变得更加高效，更好落实物理核心素养培养。

二、作业分层设计的意义

（一）改变作业内容“一刀切”状况，尊重学生差异性

教师作业设计常常是“一刀切”，内容统一，基本上是围绕教学目标展开的知识与技能方面，所有同学完成同一份作业，忽略学生能力的差异性。而科学有效的分层作业，能够尊重不同学生的能力差异，具有选择性和科学性，每个类型含有基础性知识和提高方面内容，依据新课标中五个层次精心设计，符合人本主义学习理论，满足不同层次的学生需求。

（二）改变单一的作业形式，尊重学生多元性

教师平时设计作业时，主要采用刷题、背知识点的方式，在题型上有选择、填空、计算等，虽然能够起到巩固学习内容的作用，但在激发学生学习热情方面稍显欠缺。在作业分层设计下，教师就可以通过分层理念对作业进行创新，既有落实物理观念的题目，也有科学探究和社会责任感方面的内容，使学生在学习时感受到作业的趣味性和新颖性，体现新高考背景下，对学科核心素养培养的关注，促使学生更加主动地完成作业，让学生能够完成从“要我做”到“我要做”的转变。比如，中国在航天航空上取得巨大成就，神舟十三号的发射，实现中国多人多任务的太空活动，在发射长征运载火箭的发射塔周围有钢铁制成的四座高塔，高塔的功能最有可能的是（ ）（题目给图情景为：火箭矗立在发射架上待发射，四周分别有一个铁架）

A.探测发射台周围风力的大小

B.发射台与航天器联系的电磁波

C.预防雷电击中待发射的火箭

D.测量火箭发射过程的速度和加速度

否定A.探测发射台周围风力的大小——有反例（气象台只要一个杆子）

否定B.发射台与航天器联系的电磁波——有反例（电视台只需要一个铁塔）

肯定C.是预防雷电击中待发射的火箭——有反例（没有高塔时火箭有被雷电击中的可能）

否定D.测量火箭发射过程的速度和加速度——有反例（测量点不需要4个）

此题目情境中能够激发学生的爱国之情，考查科学论证方面知识，选用中国科学技术发展的素材编制成为物理试题，也符合物理学科联系生活的特点。

分层作业不仅仅从知识角度去考虑问题，而且能够从核心素养要素出发设计问题，既符合最近发展区理论又能够以学生为中心，有效提高学生的核心素养水平，为实现立德树人打下基础。

三、高中物理校本作业分层设计的实施策略

新课程标准提出：加大物理课程的灵活性和学生的选择性[1]，使课程能够适应不同水平和不同发展方向的学生的需求，分层作业不单单要具有传统作业的巩固知识的功能，还要能够提高学生的自主学习能力，能够引导学生关注生活中的物理现象，落实德智体美劳全面发展，在设计中要遵守以下几个原则及注意事项：

（一）科学规划整体设计原则

科学规划整体设计原则指在设计中要能够符合课程标准要求。教师可以参考高等教育出版社《普通高中物理课程标准解读》，对课标及其解读认真研讨，结合学情，科学合理规划。可以运用单元设计理念，甚至是贯穿整个学期的设计，做到目标明确、统揽全局、方案可行，具备可操作性，并能够在实施中随时调整。另外，作业都是和授课内容相结合的，所以在设计时要先确定教学任务，只有先将授课内容规划好才能够较好地规划作业，作业才能够更具科学性和针对性。比如，教学鲁科版第五章第二节《科学探究：加速度与力、质量的关系》，里面涉及小车所受到合力要近似等于所挂重物重力的条件是：小车质量远大于重物质量，对于刚刚学习牛顿运动定律的高一新生，没有任何知识积淀，如果不讲解学生将无法释疑，如果全部讲透彻，又不符合学情，可以采用整体设计如下任务环节：

实验课前作业：

1.（基础）预习、撰写预习报告并思考如何测量加速度、质量等。

2.（提高）如何测量小车受到的合力，为何要消除摩擦力影响，什么时候不需要消除摩擦力。

3.（拓展）绳子拉力是否等于重物重力，如何证明。

实验课后作业：

4.（基础）完成数据处理得出结论，并分析实验存在的误差。

5.（提高）如何减少偶然误差和避免系统误差，怎么样评价实验是否成功。

6.（拓展）给定传感器和气垫导轨，如何设计实验来验证实验。

阶段学习掌握牛顿运动定律：

7.（基础）设计需要运用整体隔离法来解决连接体的问题，求其中绳子拉力。

8.（提高）说明绳子拉力不等于重物重力原因，说明数据处理中图像趋势。

9.（拓展）在不改变实验器材情况下如何消除系统误差。

设计中1、4、7三个步骤都是利用整体单元设计，在具体设计中，可以在这个大方向上设计问题群，比如问题1中，由于在前面实验中已经培养学生学会撰写预习报告，此问题引导学生阅读教材，撰写实验报告，开始思考如何进行实验操作。对于基础薄弱的学生，教师在导学案中，多提供一些内容，促进思考;问题4为实验课后数据处理及分析，如何测量各个物理量;能力强的同学可以思考实验存在的误差等，这一部分设计主要体现知识的基础性。问题7在学习了牛顿运动定律解决连接体之后，才来考虑如何分析绳子拉力和重物重力关系，而且三个环节在完成不同知识之后再实施，层次分明，科学规划让学生从容掌握。

设计中问题2、5、8是要求在完成问题1、4、7之后的提高问题，教师可以让学生组成探究小组进行讨论，需要运用之前知识进行思考，给出合理解释和推导，从基础要求螺旋上升，如问题2需要综合考虑实验设计、受力分析，结合实验目的、操作便利性，得出拉力要等于合力，如果没有摩擦力才不需要平衡，如气垫导轨问题。问题5引导学生如何科学推理，对于评价问题，先做好数据处理，从数据中再发现问题，不同类型的实验成功与否的评价也不一样。问题8则需要数理结合来解决，运用连接体问题来求解绳子拉力，并求解出加速度的表达式，再推理验证加速度的变化趋势。

设计问题中3、6、9需要学生从更高角度看问题，比如问题3，在没有学习整体法的情况下，学生要能利用实验来证明，现在学生对于力的传感器等比较熟悉，可以引导他们使用力的传感器来测量实验中绳子拉力;问题6就不需要车的质量远大于重物以及平衡摩擦力;问题9考虑整体法来解决问题。

（二）逐层递进分步实施原则

在设计中，要结合教学内容和学生掌握情况，科学合理地设置与教学目标相对应的作业，而且这些作业要能够按照难易程度逐级递进，有利于学生利用已有知识点，不断突破难点，中等层次学生能够跨越最近发展区域向更高级发展。不管多好的设计还是要落实在实际操作中，所以分层设计时候就要考虑清楚如何具体操作实施，要能够和教学进度相结合，既能推动教学开展，又能开发学生潜力，提升物理核心素养。比如，在进行圆周运动分层作业设计时，除了常规的落实教学目标的作业外，为了体现“劳”和模型建构的要素，可以设计制作类小组合作探究作业，如制作旋转太空椅，教师提供马达、木头架子等材料包，让学生设计一个能够让绳子与竖直方向保持α角度稳定旋转的太空椅，需要撰写设计报告，根据报告最后制作出成品，并向其他组汇报交流。在完成作业过程中可能会遇到各种各样的挑战，比如，如何用低转速马达实现双倍转速的效果？如何实现与竖直夹角为α角度并保持这个角度不变，制作完成之后还要评估是否满足设计要求。这样的一个实践性作业从开始讲解圆周运动有关知识就要布置，并根据课堂教学内容有意识引导学生思考，逐步完成任务[2]。

（三）多元化设计原则

多元化原则指教师应该给学生提供从形式到内容均丰富多彩的作业，以满足不同学生的需求。比如，从作业形式来说，不仅有书面类作业，还可以有小制作、小体验等形式多样的作业，针对不同项目，可以个人、小组、亲子合作来完成;在作业内容来说，可以是课堂课本内容的巩固和延伸，也可以是社会热点问题的讨论，进一步撰写科技报告。

比如，教学《自由落体运动》设计分层次作业，在运用自由落体规律解决实际问题中可以设计成：

第一层次可以让学生思考怎么用一把尺子来测试个人反应快慢;提高层次如何能够直接得出一个人的反应快慢，以及如何将这把尺子设计得更加美观;

拓展方面如何制作一把直接可以测出一个人的反应时间的尺子到思考社会热点问题——为什么严禁酒驾，可以从物理角度为切入点展开调查，最后提出作为一个中学生应该给司机什么样的建议。

拓展方面还可以关注生活热点，體现育人价值。比如，设计这样的作业：《中华人民共和国民法典》第一千二百五十四条规定：禁止从建筑物中抛掷物品。如果一个10克的桃核从33层楼高（离地约90m）由静止自由落下。不计阻力，由运动学知识可算出桃核落地速度为42m/s，从接触地面到速度减为零的时间为0.05s，且不反弹。该桃核对地面的压力约是其重力的几倍？请谈谈为什么禁止高空抛物。

拓展方面还可以从观察生活中的现象入手，考查学生模型建构能力。如，在生活中观察正在流水的水龙头，发现从水龙头流出来的水越往下横截面积越小，请用学习过的规律解释。学生需要利用单位时间内水的体积不变，结合自由落体来推导出横截面积逐渐变小。拓展题目不管从形式还是从内容上来讲都是之前几个问题的展开，能够体现模型建构，又能够引导学生树立核心素养中的社会责任，有效落实教学目标[3]。

四、高中物理校本作业分层设计的反思

高中物理校本作业分层设计实际上只是一个形式，而真正重要的是要落实到物理核心素养，要落实到如何研究教学规律，落实到如何研究学生学习的心理、智力等方面，如果能够在事件中落实，将极大调动学生对物理学习的兴趣。校本作业具有以下优势：一是促使教师研究教学，教与学更具有针对性;二是能够极大地调动学生学习的积极性，特别是对于福建省新高考制度中选择物理系列而物理比较薄弱的同学，能够提高其自信心;三是如果再结合及时有效的过程性评价将大大促进教学改革的落实。但其不足也很明显：一是需要教师花大量时间进行研究教学，解决之道就是需要一个区域至少同一个学校所有物理教师一起努力研究并在教学实践中不断改进，再实践反思，再改进;二是一线教师的理论水平不一定能够支持科学的设计，需要不断学习提升[4]。

结束语

总之，就高中物理校本作业的设计来说，如果在设计作业内容时没有考虑学情只是题量加减，这会使学生浪费大量的时间和精力，严重时会导致学生学习信心的下降。所以，对于高中物理校本作业的设计来说，教师要通过分层教学的理念进行研究，能够根据作业设计的意义和分层教学的运用方式进行探究，通过对具体的物理知识进行分析，创新出多样化的作业内容，使学生更加主动地融入作业学习中，提高学生的作业完成质量，不断丰富学生的知识积累，培养他们的综合素养。

参考文献

[1]唐敏.简论时事政治教学与高中政治教学有机结合[J].才智，2017（11）：21.

[2]范若晨，呼延苗.刍议人本主义学习理论在物理教学中的应用[J].中学物理教学参考，2019，48（8）：17-18.

[3]李忠.高中政治教学中案例教学法的应用研究[J].教师教育论坛，2020，33（12）：48-50.

[4]徐秋莎.高中政治活动课中生活化教学研究[J].科学咨询（科技·管理），2020（3）：245-246.

本文系福州市教育科学研究课题“核心素养下的物理校本作业分层设计研究”（课题编号：Fz2020zx005）的阶段性成果。