基于跨学科实践的初中物理单元长作业设计

吴菁华

（海安市紫石中学，江苏 南通 226600）

0 引言

作业是学习的重要组成部分，对学生学习有诊断、指导、激励和导向作用[1]。初中物理作业由两部分构成：第一部分是课时作业，安排在每一课时结束时，目的是强化基础知识；第二部分是单元作业，安排在单元复习教学后，目的是构建知识体系。这两类作业重理论轻实践，对学生实践能力发展的促进作用较小。针对这两种作业的不足，基于跨学科实践的单元长作业应运而生。

1 单元长作业概念

初中物理实践作业，是指学生在学习初中物理的过程中，基于问题和任务驱动的有指导、有一定挑战的自主学习活动[2]。基于跨学科实践的单元长作业由实践作业发展而来，它的核心在于“跨学科”和“长”。“跨学科”是指作业不再局限于物理知识，而是拓展到语文、英语、数学、工程、计算机等其他学科知识。这种作业综合性强，可以全面地发展学生的综合素养。“跨学科”这一特点符合初中物理教学目标的需求。初中物理是基础性的理科学科，知识的深度并不大，但是具有一定广度，要求学生将其他学科的知识和物理知识融合起来。“长”是指初学生完成作业的周期较长。课时作业和单元作业作业量比较好控制，学生完成时间固定，学生做作业过程中表现出的差异较小。长作业改变了传统作业模式，它要求学生利用日常生活中的时间来开展实践活动，借助跨学科知识解决问题，完成作业。因为这种作业完成周期较长，需要学生统筹安排作业时间，培养了学生的自主学习能力。基于跨学科实践的单元长作业一般安排在单元复习后，学生利用课外时间在一定周期内完成。单元长作业并不排斥课时作业和单元作业，它可以被当成传统作业形式的有益补充。加入了基于跨学科实践的单元长作业，初中物理作业体系将更为合理、有效。

2 单元长作业目标

单元长作业的设计应该从作业目标的制定入手。作业目标是指通过作业能够发展学生具体能力的描述，它是单元长作业设计的基础。教师所制定的单元长作业目标应该具体、可行。具体是指作业目标比较详细，可以作为单元长作业设计的依据。这就需要教师根据教学内容制定长作业的目标。有效是指作业目标可以实现。如果单元长作业的目标无法实现，它将不能指导单元长作业的设计。教师所制定的长作业目标符合学生的能力特点，学生可以借助生活中的资源完成长作业中的各项任务。《声现象》是苏教版初中物理八年级上册的第一个单元，也是学生接触物理学习的第一个主题。下面以本单元来说明单元长作业目标的制定。

长作业目标一：使用敲、拨、吹等方法使生活中的各种物品发出声音，体会声音是由物体振动产生的这一规律。选择一种声音，利用固体、液体、气体将这种声音传到远处，使学生认识到声音的传播需要介质这一规律。通过实践活动培养学生的物质观念和能量观念。周期：3 天。

长作业目标二：使用生活中的物品制作一架“古琴”，弹奏“古琴”发出不同声音；使用小药瓶制作“水瓶琴”，吹“水瓶琴”使其发出不同声音。通过小制作使学生认识到响度和音调的不同。使用手机APP 录制“古琴”和“水瓶琴”发出的声音，使用电脑软件CoolEdit 观察“古琴”和“水瓶琴”声音的波形。通过实践发展学生的信息能力。周期：5 天。

长作业目标三：查阅资料，了解噪声污染的危害；使用手机中的噪声测试软件测试不同场所噪声的分贝数；撰写一篇小论文，提出解决噪声污染的具体方法。进行综合实践活动，探究各种材料的隔声能力。通过实践树立学生的环境保护意识，提升学生的社会责任感。周期：5 天。

长作业目标四：利用网络查阅超声波和次声波的生产、生活、军事应用，制作一份PPT 课件，在课堂上汇报调查结果。通过实践，发展学生的物理应用意识。周期3 天。

3 单元长作业内容

单元长作业是跨学科的，学生需要将多门学科的知识融合起来，去解决问题。根据单元长作业的目标，教师设计单元长作业的具体内容，并作为任务布置给学生。

3.1 长作业内容一：（针对章节：声音是什么？）

通过课堂学习，学生已经知道声音是由于物体振动而产生的。但是，学生对日常生活中的各种发声物体缺乏必要的观察。让学生采用各种方法让生活中的物品发出声音。学生在这个过程中可以真切地感受到声音是由于物体振动而发出的。如，学生使用筷子敲击瓷碗发出声音。学生用手触摸瓷碗，能够感受到瓷碗在振动。如果用手捏一下瓷碗，瓷碗停止振动，它则不再发出声音。学生拨动钢尺，钢尺发出声音，学生可以看到钢尺在振动。如果用手捏一下钢尺，钢尺停止振动，不再发出声音。让学生体验声音在各种介质中的传播。这个过程一方面让学生认识到声音可以在固体、液体、气体中传播，同时可以引导学生推断出声音在真空中无法传播的结论。如，一名学生敲击桌子，另外一名学生将耳朵贴在桌子的其他位置听声音。学生可以感受到声音通过桌子传到了他的耳中。如果传播声音的介质较长，学生可能听到两个声音。一个声音是介质传播过来的，另一个声音是空气传播过来的。

3.2 长作业内容二：（针对章节：乐音的特征）

让学生制作了一架“古琴”。学生可以在一块木板上面钉上钉子，两个钉子为一组，不同组内的两颗钉子的距离不一样。在所有组的两颗钉子上系上橡皮筋。学生拨动橡皮筋可以发出声音。由于这些橡皮筋的长度存在差异，发出的声音音调不一样。学生可以将不同声音的音调和橡皮筋的长度联系起来。让学生制作了一架“水瓶琴”。学生使用小药瓶或者饮料瓶来制作，各个瓶子中装水的高度不一样，如图1 所示。学生可以使用敲击或者从瓶口吹气的方法使瓶子发出声音。敲击瓶子使瓶体发出声音，从瓶口吹气使瓶子中的空气柱发出声音。学生可以观察音调和瓶体长度或者空气柱长度的关系。要求学生使用手机APP 录制“古琴”和“水瓶琴”发出的声音，并且导入到电脑中，使用电脑中的声音编辑软件CoolEdit 观察波形。通过观察波形，学生发现不同音调的声音频率存在着差异，因此声音的音调是由频率决定的。学生还可以观察到响度较大的声音波形幅度较大，说明了响度和声音的振动幅度存在着关系。

图1 水瓶琴

3.3 长作业内容三：（针对章节：噪声及其控制）

要求学生利用互联网查询和声音污染相关信息。学生借助搜索引擎，输入关键词“噪声污染”，查询相关信息。学生可以了解到噪声污染的概念，噪声污染的危害，防止噪声污染的方法等信息。要求学生使用手机中的声音测试软件，测试不同场所声音的分贝数，如图2 所示。学生可以在街道上、教室里、广场上测试声音的分贝数。通过这个活动，学生可以对噪声的响度有直观的了解。要求学生通过实验研究各种材料的隔声能力。这是综合实践中的活动。将这个综合实践活动放在单元长作业中可以促进综合实践活动的有效实施。这个综合实践活动可以引发学生对防止噪声污染的思考。要求学生写一篇有关噪声防止的小论文。学生写作小论文时需要将大量信息融合起来，并提取最有价值的信息，有助于发展学生的探究能力。

图2 声音测试软件界面

3.3 长作业内容四：（针对章节：人耳听不见的声音）

要求学生了解超声波和次声波的概念。学生通过网络搜索或者阅读图书了解超声波和次声波。学生可以了解到超声波是频率超过20000 Hz 的声波，次声波是频率低于20 Hz 的声波。人耳能够分辨的声音频率在20 Hz 到20000 Hz 之间，因此超声波和次声波都是人耳听不见的声音。要求学生查阅资料了解超声波和次声波的应用。超声波有许多应用，比如医院中的B 超。次声波也有许多应用，比如预测自然界的自然灾害。通过阅读资料，学生了解到物理学的重要价值，激发了学生学习物理的内在动机。要求学生制作一份用以汇报的PPT。学生将收集到的资料整理起来，提取出核心内容，呈现在PPT 中。这个过程进一步发展了学生概括和抽象能力。

4 单元长作业评价

基于跨学科的初中物理长作业和传统的纸笔作业有许多不同，教师不能再使用正确和错误来评判学生的作业完成情况。因此，教师要采用新的、有效的评价方式。教师可以采用的评价方式有自评、互评、师评等。为了更好地帮助学生自评和互评，教师可以设计评价表格，将评价过程细化。比如，对于学生收集信息过程的评价，教师可以设计四条评价细则：（1）能充分地收集相关的信息；（2）能对所收集的信息进行归类、比较；（3）能够提取出有价值的信息；（4）能够采用合适的方式呈现信息。学生在评价的时候可以使用星级对细则进行打分。最低星级为一颗星，最高星级为五颗星。师评是教师对学生的评价。因为教师的学习经验比较丰富，教师可以对学生的长作业进行描述性评价，即教师说出学生长作业的优点和不足。

5 结语

初中物理学科是一门以实验为基础的学科，大部分初中学生正处于从形象思维向抽象思维的过渡阶段[3]。基于跨学科实践的初中物理长作业可以满足学生思维发展的需要。单元长作业可以配合常规作业，提升学生的综合素养，帮助学生全面发展。教师要重视长作业的设计，选择合适的作业主题，制定合适的目标，设计适合的内容。长作业的周期较长，学生可以有充分的时间去实践探究。教师要对学生的长作业进行过程性评价和总结性评价，为学生提供必要的反馈。