“双减”背景下基于核心素养的初中物理实践性作业设计

孙 莉，刘 颖，高建华

（辽宁教育学院，本溪市教师进修学院，沈阳市铁西区教育研究中心）

2021 年7 月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见》指出，作业布置应科学合理，全面压减作业总量和时长，减轻学生过重的作业负担。初中物理教学中存在“教师和学生都在题海中花费了大量的时间和精力”的现象，表现在：教师花费大量的精力用于整理习题，上习题课以及评价学生上，这限制了教师的专业成长且不能激发学生的兴趣；学生花费大量精力用于做题、可是每当遇到需要解决与实际问题相关的情境类物理问题时就不知从何思考。这给师生带来过重负担的同时，减弱了学生对物理学习的兴趣和好奇心。

开展基于核心素养的初中物理实践性作业设计，使学生亲身经历解决真实问题的实践活动，引导作业内容从解题向解决实际问题转变，成为减轻初中物理学习和作业负担、发展核心素养的有效途径。

一、实践性作业设计的基本思路

设计实践性作业时，首先，教师要充分分析课程标准和教材，明确教材的基本思想和编写意图。通过对单元教材内容的分析，教师要理解该单元在整个初中物理知识体系中的地位与作用，要理解该单元与其他单元知识之间的内在关系和逻辑关系，要理解本单元教材知识的逻辑结构、重点和难点、在不同领域的重要应用、包含的科学方法和能力培养因素等。通过对每一章节教材内容的分析，教师要掌握该章节中的全部知识，把握教材与课程标准中对应相关内容的具体要求。在此基础上，教师要从物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个方面提炼出本单元核心素养目标，并确定本单元的核心概念。

其次，教师要基于提炼出的核心概念设计本单元实践性作业的核心任务，并建构出与其对应的单元实践活动体系，在此基础上，设计与教材每节课对应的具体实践性作业。教师要注意确定每一项实践性作业所对应的物理观念，并挖掘完成这一任务所需要的科学方法，最大限度地促进科学思维的培养。

最后，对于探究实践类作业，教师要充分分析各探究活动中涉及的主要要素，加强探究能力的培养；挖掘实践性作业中的德育因素，关注科学态度与责任。

从教材内容中提炼出指向核心素养的物质观念、运动和相互作用观念、能量观念；在此基础上，基于提炼出的核心概念，确定本单元实践性作业的核心任务，并建构出完整的单元实践活动体系；如图1所示，在构建实践活动整体框架的基础上，设计针对教材每节课的具体实践性作业。以“教材+核心素养-实践活动设计-核心素养”为思维主线，沿“整体—局部—整体”的研究路径，将“教材—实践活动—教材”与“核心素养—实践活动—核心素养”两条主线进行整合，形成具有可操作性的实践作业设计策略。

图1 实践性作业单元设计流程

二、实践性作业设计的注意事项

设计实践性作业，教师应注重以启发性问题为导向，尤其应预设探究过程中可能出现的新问题，设计促进学生继续深入研究的问题或对新知识进行补充。在探究实践的过程中，教师要注意发展学生科学思维和培养科学精神。在评价环节，教师应注意既对学生的设计给予评价，又对探究过程给予评价；既对成功之处给予评价，又对失败之处给予评价，并利用课堂教学时间给足学生表达的机会，鼓励学生的自评和互评。

设计创新实践类作业，教师应注重与本节课或本阶段所学物理知识的充分联系，注重鼓励学生实施有创意性的设计，在丰富学生实践经验的同时，激发学生对实践创新的热情，并促进其创新能力的发展。教师可通过设置创新设计展示与答辩来实施此类实践作业的评价，应让学生展示自己的作品，并就学生的作品与所学知识的联系提问，激励学生进一步展开更实用、更完善的设计。

设计阅读实践类作业，教师应注重将知识与科技、社会发展充分联系，鼓励学生运用各种方式查找资料，引导学生阅读与物理相关的科技图书、期刊、报纸。有条件的学校可组织学生参观科技馆或各种现代设施，开阔学生眼界，提高科学素养。教师可通过设置科普讲座、手抄报展示实施此类实践作业的评价。应让学生充分展示，并就学生的表达或作品的科学性给予评价，激发学生的科学态度和责任感。

三、实践性作业单元设计的案例

我们以人教版《义务教育教科书·物理》九年级中的第十五章“电流与电路”、第十六章“电压与电阻”为例进行实践性作业单元设计，过程如下。

首先是教材分析。本单元主要内容是电学的五个基本概念：电荷、电路、电流、电压、电阻，这些概念是建构初中物理电学知识体系的重要基础。电流是核心概念，如图2 所示，是将核心概念与其他概念和规律进行整合的电学核心概念的知识框架图。

图2 电学核心概念的知识框架

其次是实践性作业单元设计。我们在对教材系统分析的基础上，开展基于核心素养的实践性作业单元设计，将以“制作水果电池并设计双控开关电路，使LED 灯亮起来”作为本单元的核心任务。为完成这一核心任务，我们将其分解为六个实践性作业：第十五章第一节设计了探究类实践性作业——能否用摩擦的方法使金属棒带电；第十五章第二节设计了创新类实践性作业——LED小台灯创意设计；第十五章第三节设计了创新类实践性作业——设计并连接具有一定控制作用的简单串联电路和并联电路；第十六章第一节设计了探究类实践性作业——自制水果电池并探究影响水果电池电压的因素；第十六章第三、四节设计了探究类实践性作业——利用铅笔芯和小灯泡探究影响电阻大小的因素并制作变阻器；第十六章第三节设计了阅读类实践性作业——半导体、超导领域新成就及我国在芯片领域的技术困难。

以上六个实践性作业中包含三个探究实践任务、两个创新实践任务、一项阅读实践任务，且不同类型作业的设置方式不同。完成上述任务，学生将能够制作水果电池，会设计电路，会连接电路，为完成核心任务打好了基础。我们将“教材—实践活动—教材”与“核心素养—实践活动—核心素养”两条思维线进行了整合（如下页图3）。

图3 基于核心素养的实践性作业——电学基础单元设计

最后是不同类型实践性作业案例。一是探究实践类作业，我们以“能否用摩擦的方法使金属棒带电”为例，设计“能否用摩擦的方法使金属棒带电”作业任务单。

【提出问题】请你尝试做一下：手握金属棒，用毛皮摩擦后接触验电器，观察验电器金属箔是否张开？（金属箔没有张开）经过课堂上摩擦起电知识的学习，你认为用摩擦的方法能使金属棒带电吗？

【猜想与假设】猜想一：金属、人体、大地都是导体，摩擦后无论金属棒得到电子还是失去电子都将由于与大地连通而无法使验电器金属箔张开。

猜想二：金属有其自身特性而无法通过摩擦的方法带电。

【理论加油站】不同物质的原子核束缚电子的本领不同，请查找相关资料，确认金属与毛皮两种物质原子核束缚电子能力的差异，你是否对实验有了新的设想？请你尝试进一步设计实验并展开深入研究；你也可以查阅相关视频资料。

【结论】你能用摩擦的方法使金属棒带电吗？如果能，请写出你是怎样做到的；如果不能，请写出你的证据。

【自我评价】回想探究过程，记录你的收获。（然后进行同伴评价和教师评价）

设计此作业任务单，目的是引导学生一步步展开深入探究，并养成且思考、且实验、且记录的科学学习习惯。我们预设到学生经历初步探究会发现，即使为金属棒加上了绝缘柄，与毛皮摩擦后仍然没能使验电器金属箔张开，这一现象可能成为学生支持猜想二的证据。因此，我们引导学生就现象进一步分析和猜想，并设置了“理论加油站”（金属棒与毛皮的原子核束缚电子本领的差异较小，并提示金属棒与塑料的原子核束缚电子本来差异较大）以及探究视频，鼓励学生将探究继续下去，让学生亲身经历并非顺利的探究历程（尝试用有绝缘柄的金属棒与一次性塑料袋摩擦发现可以带电）。学生在加深理论认识的同时体会：得到科学的结论，往往要经历曲折而艰难的历程。

二是创新实践类作业，我们以“设计并连接具有一定控制作用的简单串联电路和并联电路”为例，设计“设计并连接具有一定控制作用的简单串联电路和并联电路”作业任务单。

此作业任务单留给了学生很大的空间，使学生充分发挥想象力和创造力，切身体会到科技创新可以就在身边，对创新有直接的体验和认识。

三是阅读实践类作业，我们以“半导体、超导领域新成就及我国在芯片领域的技术困难”为例，布置作业任务单。任务一，阅读人教版物理教材第66 页内容。任务二，自己查找资料阅读，我国在芯片制作领域存在怎样的技术困难以及我国在半导体和超导材料研究领域的新成就。学生完成任务一、二后解决下面的问题。

1.什么是半导体材料？半导体材料的导电性受哪些因素的影响？

2.你身边有哪些电子元件是由半导体材料制作的？

3.你是怎样检索查找中国芯片制造的技术难题的？有哪些阅读收获？

4.在教材中标注，什么是超导现象？我国在超导领域主要有哪些成就？超导现象的应用前景如何？

在此基础上，教师还可以进行拓展，组织学生观看铁基超导视频和探秘超导量子计算机视频。

科学有效地设计实践性作业有利于学生在实践过程中加深对知识的理解和体验，在实践的过程中学习科学的研究方法，养成科学思维习惯。同时，有利于教师切实有效地减轻学生的作业负担，提升学生核心素养。

在进行实践性作业单元设计时，教师可尝试从日常生活、工程实践及社会热点出发，研究设计综合性实践任务，突出真实情境下的问题解决，体现综合性、实践性和开放性，引导学生运用多学科知识和方法解决问题，发展学生的问题解决能力和实践能力。教师应不断研究并积累案例，切实提高作业设计能力，注意实践性作业应与符合教学目标和教学实际情况的基础性作业相结合，整体规划、有序实施。