“双减”背景下的高中物理单元作业设计研究

王巧霞 谈马平 史鹤天

【摘要】随着“双减”政策的实施，如何在减少学生作业负担的同时提高教学质量，成为一线教师关注的焦点．本文以高中物理“力与运动的关系”单元为例，设计了在“双减”政策的要求下高中物理单元作业．通过对作业的优化设计，提高了作业的有效性和针对性，实现了减轻学生负担和提高教学质量的目标．

【关键词】“双减”政策；高中物理；单元作业；力与运动的关系

“双减”政策的出台，旨在减轻学生过重的作业负担，促进学生全面发展和健康成长．在这一背景下，高中物理教学也需要进行相应的调整和改革．其中，作业设计是教学过程中的重要环节，直接影响着学生的学习效果和学习体验．

1 形成物理观念的基础作业设计

例1 图1是某物理教师给同学们做了一个有趣的实验，用一根筷子穿透了一颗土豆，现在他一手拿筷子，另一只手拿锤子敲击筷子上端，那么你认为该实验演示的现象或原理正确的是（  ）

（A）土豆会沿着筷子向上爬.

（B）该实验原理是利用牛顿第二定律.

（C）该实验原理是利用牛顿第三定律.

（D）土豆越大越难完成该实验.

解析 该实验的原理是牛顿第一定律，即惯性定律，任何物体总要保持原有的运动状态（静止或匀速直线运动），除非外力迫使它改变这种状态．当拿锤子敲击筷子上端时，筷子快速下降，而土豆由于具有惯性，要保持原有的运动状态，位置保持不变，但筷子下降，则土豆相对筷子在向上运动，即土豆会沿着筷子向上爬，故（A）正确，（B）（C）错误；土豆越大惯性越大，越容易完成实验，故（D）错误．

设计意图 本题是一个基础题，通过本题的练习，让学生理解牛顿第一定律的内涵，形成相互作用观念和运动观念，进而掌握牛顿第一定律．

2 提升探究能力的实验作业设计

例2 小明在“探究物块的加速度与物块所受合外力的关系”实验中，设计了如图2所示的实驗装置：一斜面固定在水平地面上，斜面顶端有一个定滑轮，物块A放在斜面上并通过跨过定滑轮的细线连接物块B．

回答下列问题：

（1）已知A，B两个物块的质量分别为m1和m2，当地的重力加速度为g，调节斜面的倾角为θ时，物块A恰好沿斜面匀速下滑，此时物块A所受滑动摩擦力的大小f =    ．（用m1，m2，g，θ表示）

（2）物块A与斜面之间的动摩擦因数μ =．（用m1，m2，g，θ表示）

（3）在（1）的基础上，将物块B的质量增加为m3，由静止释放，此后物块B向下做匀加速运动，则其加速度a =．

解析 （1）物块A恰好能沿斜面匀速下滑，根据受力平衡可得m2g=m1gsinθ－f，

解得f=m1gsinθ－m2g．

（2）f=μm1gcosθ，解得μ=m1gsinθ－m2gm1gcosθ．

（3）将物块B的质量增加为m3，由静止释放，此后物块B向下做匀加速运动，由牛顿第二定律可得m3g－m1gsinθ+f=（m1+m3）a，

解得a=m2+m3g－2m1gsinθm1+m3．

设计意图 通过本作业的练习，引导学生通过最简单的实验器材完成较复杂的物理问题，锻炼学生的实验探究能力和科学思维能力，引导学生挖掘身边的生活现象，探索物理规律，进而灵活运用物理规律解决实际问题．

3 培养“解决问题”能力的实践作业设计

例3 据2023年11月5日CCTV报道，中国正在实验可返回重复使用运载火箭，图3左面部分是加速上升阶段，图3右面部分是减速下降阶段，实验时把火箭运动分为四个阶段，第一阶段发动机工作加速上升，第二阶段关闭发动机减速上升，第三阶段加速下降，第四阶段启动发动机减速下降，安全降落到地面．已知火箭总质量m = 2.0×103kg保持不变，静态实验测得火箭发动机最大推力F = 3.6×104N，第一阶段发动机保持最大推力工作t1=20s后关闭，再经过t2=10s上升到最高点，g=10m/s2，设火箭受到恒定空气阻力Ff，求：

（1）Ff的大小；

（2）火箭上升的最大高度H；

（3）在第三阶段，火箭下落一段时间t3后启动发动机，为保证火箭安全降落到地面，t3最长不超过多少？（用根式表示）

解析 （1）根据牛顿第二定律，在加速上升阶段F－Ff－mg=ma1，在减速上升阶段Ff+mg=ma2，

由题意得a1t1=a2t2，解得Ff=4000N．

（2）由（1）得a1=6m/s2，a2=12m/s2，火箭上升的最大高度H=12a1t21+12a2t22=1800m.

（3）在加速下降阶段mg－Ff=ma3，在减速下降阶段F+Ff－mg=ma4，得a3=8m/s2，a4=10m/s2，

加速度下降的高度为h1=12a3t23，此时速度为v=a3t3，减速下降至地面的速度为零，则减速下降高度为h2=v22a4，又h1+h2=H，联立得t3=510s.则降落到地面t3最长不超过510s．

设计意图 根据高考服务选才的定位，高考物理试题已从“解题”到“解决问题”转型，要求学生不仅要学到知识，更重要的是要根据所学知识解决日常生活和工业生产中的一些实际问题，因此，实践性作业的设计发挥这样的作用．

4 结语

在“双减”背景下，高中物理单元作业设计需要更加注重培养学生的创新能力和实践能力，合理控制作业量，设计多样化的作业形式，注重作业的层次性和开放性，结合生活实际，作业评价多元化．以“力与运动的关系”为例的单元作业设计，通过书面作业、实验作业和实践作业等形式，培养了学生的实验探究能力和创新能力，提高了学生的学习兴趣和学习效果．

【本文系2023年度兰州市教师“个人课题”《“双减”背景下基于思维导图的高中物理大单元教学的策略研究》（立项号：LZ[2023]GR1201）的阶段性研究成果．】

参考文献：

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[4]刘珊.“双减”背景下初中物理个性化作业设计——以人教版“浮力”单元作业设计为例[J].中学教学参考，2023（08）：63-66.

[5]李丽婷.“双减”背景下的初中物理单元作业设计研究[D].华东师范大学，2023.