摘 要：為了培養(yǎng)學(xué)生的物理思維，高中物理教師可以嘗試進(jìn)行單元整體作業(yè)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中注重學(xué)生思維多樣性和探究能力的培養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生物理觀念和科學(xué)思維的形成，提升學(xué)生的小組合作能力和深度學(xué)習(xí)能力。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);高中物理;單元作業(yè)

基金項(xiàng)目：本文系江蘇省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題“核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的高中物理單元作業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐研究”（立項(xiàng)號(hào)：D/2020/02/319）的階段性成果之一。

中圖分類號(hào)：G427? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-624X（2021）51-0023-03

作者簡(jiǎn)介：戴功成（1983.1—），男，江蘇省鹽城市第一中學(xué)，中學(xué)一級(jí)教師，本科學(xué)歷。

引 言

在高中物理教學(xué)過程中，教師既需要有效落實(shí)課內(nèi)知識(shí)的講解，讓學(xué)生對(duì)理論知識(shí)有系統(tǒng)深入的掌握，也需要發(fā)展學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力，讓學(xué)生能夠利用所學(xué)知識(shí)解決各種實(shí)際問題。在培養(yǎng)學(xué)生的這一能力上，教師可以用單元整體作業(yè)設(shè)計(jì)的方法來優(yōu)化作業(yè)形式。綜合程度更高的單元作業(yè)對(duì)學(xué)生多元學(xué)科能力的考查和鍛煉更加充分，并且能夠培養(yǎng)學(xué)生的物理思維，讓學(xué)生的學(xué)科基礎(chǔ)更加扎實(shí)，還可以訓(xùn)練學(xué)生的問題分析、探究能力，對(duì)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的形成很有幫助。

一、注重學(xué)生思維多樣性的培養(yǎng)

教師在設(shè)計(jì)單元作業(yè)嘗試時(shí)，要把握合適的訓(xùn)練方向。首先，教師在設(shè)計(jì)單元作業(yè)時(shí)可以將訓(xùn)練學(xué)生思維的多樣性作為出發(fā)點(diǎn)。教師在引出一個(gè)綜合性問題后，可以先讓學(xué)生熟悉問題考查的方向，梳理問題涵蓋哪些具體的知識(shí)點(diǎn)，初步建立解題思路。在學(xué)生普遍可以利用常規(guī)的解題方法解答問題后，教師可以進(jìn)一步引發(fā)學(xué)生思考，如“這個(gè)問題還有哪些其他的解題路徑？”以發(fā)展學(xué)生思維的多樣性。以這種教學(xué)思路設(shè)計(jì)單元作業(yè)時(shí)，教師要對(duì)問題類型作合理選擇。當(dāng)學(xué)生最終列舉出所有可行的解題思路后，教師可以將這些解題路徑進(jìn)行匯總，引導(dǎo)學(xué)生比較這些方法存在哪些異同，是否有一些內(nèi)在關(guān)聯(lián)。在這個(gè)過程中，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)，雖然找到了多種解題路徑，但其本質(zhì)上都用到了相同的知識(shí)點(diǎn)。以這樣的方式展開單元作業(yè)訓(xùn)練，很好地發(fā)展了學(xué)生思維的多樣性。這個(gè)訓(xùn)練過程也會(huì)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到，同一個(gè)問題有多種解題路徑，當(dāng)一種方法行不通時(shí)，變換思路會(huì)產(chǎn)生不一樣的結(jié)果。

以“運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系”的內(nèi)容為例，完成這一單元的教學(xué)后，教師可以設(shè)計(jì)這樣的單元作業(yè)：在一個(gè)斜面上，拋出一個(gè)物體，斜面的傾角是sina=0.6，當(dāng)物體落在斜坡上時(shí)，我們經(jīng)過測(cè)量知道了物體的拋出點(diǎn)與降落點(diǎn)之間的距離是30m，求物體離斜面最遠(yuǎn)時(shí)的距離是多少？所需要的時(shí)間為多少？這個(gè)問題相對(duì)常規(guī)，是牛頓運(yùn)動(dòng)定律應(yīng)用的典型范例。題目中融合了多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，解題過程對(duì)學(xué)生的思維能力提出了一定要求。教師可以讓學(xué)生從問題出發(fā)，找出所有可行的解題方案。經(jīng)過分析總結(jié)后，學(xué)生最終得出了三種解題思路：第一種思路是根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，利用題干給出的已知條件，直接求出時(shí)間（t）和距離（d）兩個(gè)未知量;第二種思維是利用力的分解與合成，得出物體在水平面和垂直面的受力情況，進(jìn)而求出時(shí)間（t）和距離（d）的數(shù)值;第三種思路需要梳理題干條件，基于兩條直線之間的距離公式，分別計(jì)算出時(shí)間（t）和距離（d）的值。三種方法雖然采用的解題切入點(diǎn)不同，但都需要建立在對(duì)物體展開準(zhǔn)確的受力分析的基礎(chǔ)上。除此以外，如果學(xué)生在解題時(shí)可以先畫出圖示，他們的思路會(huì)更加清晰，問題也會(huì)變得更為直觀。這樣的單元作業(yè)很好地發(fā)展了學(xué)生的思維多樣性，也讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到同一個(gè)問題可以有多種解題方法。這樣的解題訓(xùn)練能夠?yàn)閷W(xué)生今后解答類似問題提供一定的啟發(fā)。

二、注重學(xué)生探究能力的培養(yǎng)

在高中物理教學(xué)中，發(fā)展學(xué)生的探究能力很重要，教師不僅要基于知識(shí)講解有意識(shí)地鍛煉學(xué)生的探究能力，還可以在作業(yè)設(shè)計(jì)上強(qiáng)化學(xué)生的分析探究能力。教師可以為學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)踐性的課后作業(yè)。這樣的作業(yè)練習(xí)不僅趣味性強(qiáng)，還能夠促進(jìn)學(xué)生對(duì)各種物理現(xiàn)象進(jìn)行仔細(xì)觀察和思考，有助于學(xué)生分析探究能力的發(fā)展[1]?；谶@種思路設(shè)計(jì)單元作業(yè)時(shí)，教師可以讓學(xué)生以小組為單位合作完成探究過程。小組成員之間的協(xié)調(diào)配合，可以解決一些更復(fù)雜的物理學(xué)問題，能夠帶給學(xué)生更豐富的學(xué)習(xí)收獲。同時(shí)，小組合作也能夠促進(jìn)學(xué)生之間不同觀點(diǎn)及思路的碰撞，讓學(xué)生的思維更加開闊，這樣學(xué)生才能透過表象看到問題的實(shí)質(zhì)，更加高效地解決實(shí)際問題。

以“相互作用—力”的教學(xué)為例，本章主要講授的內(nèi)容是力之間的相互作用。完成知識(shí)教學(xué)后，教師可以設(shè)置一項(xiàng)具有探究性的單元作業(yè)。教師在課堂上挑選兩名學(xué)生，一位學(xué)生從上向下垂直扔粉筆，另外一位學(xué)生則在正下方接粉筆，當(dāng)粉筆恰好掉到下面那位學(xué)生的手中，學(xué)生就會(huì)感受到粉筆、手掌之間的摩擦力。完成情境的演示后，教師提出問題：“在剛剛看到的過程中，哪些物體之間存在相互作用力？作用力是如何產(chǎn)生的？”隨后，教師讓學(xué)生在小組內(nèi)進(jìn)行交互討論，分析整個(gè)過程。各個(gè)學(xué)習(xí)小組都能夠?qū)⑦\(yùn)動(dòng)過程中粉筆的重力、粉筆和手產(chǎn)生的摩擦力列舉出來，在交流分享的過程中能夠?qū)⒄麄€(gè)過程梳理清楚。最后，教師在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上做歸納總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)確解讀整個(gè)過程中物體之間產(chǎn)生的相互作用。這類有一定實(shí)踐色彩的單元作業(yè)不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)探究興趣，還發(fā)展了學(xué)生的分析探究思維，同時(shí)有助于學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

三、促進(jìn)學(xué)生物理觀念的形成

高中階段的物理學(xué)習(xí)中，學(xué)生需要重點(diǎn)掌握的物理觀念包含物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)、能量、相互作用等，物理概念是對(duì)核心物理概念的提煉與升華，其中包含著重要的物理學(xué)規(guī)律，還會(huì)融入一些物理思維。具備一定的物理觀念，能使學(xué)生更好地理解各種自然現(xiàn)象，使學(xué)生利用物理思維高效解決各種具體問題。實(shí)現(xiàn)從“知識(shí)”到“觀念”的過渡，學(xué)生需要掌握大量必備的學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)，還需要接受一系列有效的思維訓(xùn)練。具備物理觀念，會(huì)讓學(xué)生的思維素養(yǎng)和思維品質(zhì)有明顯提升，能夠幫助學(xué)生解析具體問題時(shí)快速把握問題實(shí)質(zhì)，找到最為有效的解題方案，這可以極大地提升學(xué)生解題的效率。因此，教師在設(shè)計(jì)單元作業(yè)時(shí)，可以發(fā)展學(xué)生的物理觀念為出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計(jì)有針對(duì)性的問題。

以“運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系”這一單元的教學(xué)為例，通常情況下，教師在布置物理作業(yè)時(shí)注重考查學(xué)生對(duì)物理公式、定理及定律的理解和記憶，也會(huì)相應(yīng)鍛煉學(xué)生對(duì)各種常規(guī)物理思想方法的使用能力，但是，這樣的訓(xùn)練對(duì)學(xué)生物理觀念的形成幫助不大。在基于學(xué)生物理觀念的發(fā)展設(shè)計(jì)單元作業(yè)時(shí)，教師可以嘗試設(shè)計(jì)一些具有啟發(fā)性的問題。比如，學(xué)生在學(xué)習(xí)了“牛頓第一定律”后，了解到伽利略首創(chuàng)了理想實(shí)驗(yàn)?；谶@個(gè)背景知識(shí)，教師可以設(shè)置以下問題：理想實(shí)驗(yàn)是什么？真實(shí)實(shí)驗(yàn)有哪些方面是與理想實(shí)驗(yàn)不同的？歷史上有哪些理想實(shí)驗(yàn)？請(qǐng)談?wù)摾硐雽?shí)驗(yàn)對(duì)物理學(xué)發(fā)展有什么促進(jìn)作用。解答這一系列問題，學(xué)生需要綜合查找各種物理學(xué)背景資料，了解大量相關(guān)的理論和實(shí)踐知識(shí)。完成這樣的單元作業(yè)，學(xué)生的知識(shí)面會(huì)得到很大程度拓寬，學(xué)生的思維品質(zhì)會(huì)有明顯提升，進(jìn)而能幫助學(xué)生形成物理觀念，達(dá)到預(yù)設(shè)的教學(xué)目標(biāo)。

四、促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的形成

物理學(xué)科思維指的是學(xué)生能夠從物理學(xué)的視角認(rèn)知問題，了解客觀事物的基本屬性，認(rèn)識(shí)事物發(fā)展的一般規(guī)律，在解析實(shí)際問題時(shí)能夠?qū)ζ渲猩婕暗膶?duì)象和過程進(jìn)行物理模型轉(zhuǎn)化，以這樣的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)問題的分析與推理，最終得到相應(yīng)的結(jié)果。加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的科學(xué)訓(xùn)練，會(huì)促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展，教師可借助有針對(duì)性的單元作業(yè)達(dá)到這一訓(xùn)練效果[2]。

仍以“運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系”的教學(xué)為例，這一單元中的很多內(nèi)容與我們的生活有緊密聯(lián)系，如慣性定理、牛頓三大定律等在生活中就有著廣泛應(yīng)用和體現(xiàn)。教師在根據(jù)這一單元的內(nèi)容設(shè)計(jì)單元作業(yè)時(shí)，要找到合適的切入點(diǎn)，這樣才能達(dá)到發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維的效果。比如，在結(jié)合“牛頓第二定律”設(shè)計(jì)作業(yè)時(shí)，教師可以結(jié)合這一定律應(yīng)用的典型范例，以火箭發(fā)射、青蛙跳躍這些生活實(shí)例為依托，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)如下問題進(jìn)行討論：這兩種情況下，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的原因是什么？物體如何產(chǎn)生變化？經(jīng)過一番思考后，有的學(xué)生提出：火箭啟動(dòng)時(shí)推力與青蛙蹬地推力相比要大得多，火箭質(zhì)量也比青蛙質(zhì)量大得多，根據(jù)F=ma，我們可以得到火箭加速度不一定比青蛙加速度大。這個(gè)分析有很大的探究?jī)r(jià)值，教師可以進(jìn)一步組織學(xué)生思考這種分析是否合理，如果不合理，原因在哪里。教師讓學(xué)生探究這樣的物理學(xué)問題，能使他們真正認(rèn)識(shí)到物理學(xué)規(guī)律，有助于發(fā)展學(xué)生思維的連貫性和嚴(yán)謹(jǐn)性?；谶@樣的訓(xùn)練，學(xué)生的科學(xué)思維才會(huì)逐漸形成，單元作業(yè)的訓(xùn)練價(jià)值也能得到良好體現(xiàn)。

五、提升學(xué)生的小組合作能力

教師在設(shè)計(jì)單元作業(yè)時(shí)，可以組織學(xué)生開展小組合作學(xué)習(xí)，借此培養(yǎng)學(xué)生的合作交互能力和團(tuán)隊(duì)意識(shí)。教師在將學(xué)生劃分為相應(yīng)的學(xué)習(xí)小組后，可以給他們?cè)O(shè)置開放程度更高且難度更大的實(shí)踐問題。完成這樣的單元作業(yè)，學(xué)生需要有扎實(shí)的學(xué)科基礎(chǔ)，能夠利用所學(xué)知識(shí)準(zhǔn)確分析問題。同時(shí)，這個(gè)實(shí)踐過程也會(huì)對(duì)學(xué)生的思維能力提出要求，需要學(xué)生的思維靈活開放，尤其是遇到有一定難度的問題時(shí)，能夠一步步找尋合適的解析思路。

以“運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系”的內(nèi)容為例，學(xué)完牛頓定律后，教師可以讓學(xué)生借助牛頓第二定律解決生活中的一些實(shí)際問題。教師可以給學(xué)生設(shè)置這樣的作業(yè)：生活中有一些殘疾人出行非常不便，我們能否幫助他們，請(qǐng)大家為殘疾人設(shè)計(jì)一個(gè)適合他們的輪椅的斜面通道。這個(gè)問題有著很強(qiáng)的實(shí)踐性，綜合程度較高，學(xué)生很難獨(dú)立完成。對(duì)此，教師可以將學(xué)生劃分為不同的學(xué)習(xí)小組，讓學(xué)生以小組為單位合作研究問題。

具體要求如下：所設(shè)計(jì)斜面通道的尺寸、使用的材料等都要有詳細(xì)的說明;親自挑選材料、工具，制作斜面通道模型、輪椅模型;測(cè)量、驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的方案是否可行;總結(jié)自己的設(shè)計(jì)方案，包括涉及的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖、測(cè)量數(shù)據(jù)等;制作PPT，進(jìn)行匯報(bào)、展示;現(xiàn)場(chǎng)展示，接受同學(xué)、教師的現(xiàn)場(chǎng)提問;最后進(jìn)行整體的歸納、總結(jié)。這種作業(yè)形式和傳統(tǒng)的作業(yè)類型有明顯的差別，學(xué)生在完成作業(yè)時(shí)需要綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，并且要結(jié)合實(shí)際問題做有針對(duì)性的考慮。這樣的單元作業(yè)很好地培養(yǎng)了學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用和實(shí)踐能力，鍛煉了學(xué)生的學(xué)科思維，同時(shí)，也激發(fā)了學(xué)生的社會(huì)責(zé)任意識(shí)。當(dāng)學(xué)生完成作業(yè)任務(wù)后，教師可以讓每個(gè)小組選派代表，給全班同學(xué)介紹本組的設(shè)計(jì)方案，讓各種不同的方案得到綜合呈現(xiàn)。最后，班級(jí)學(xué)生一同選出最佳方案，教師給予嘉獎(jiǎng)。整個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)中，學(xué)生的教學(xué)主體性得到了充分體現(xiàn)，他們的學(xué)科核心素養(yǎng)也得到了有效培養(yǎng)和發(fā)展。

六、鍛煉學(xué)生的深度學(xué)習(xí)能力

隨著物理課程教學(xué)的不斷推進(jìn)，學(xué)生積累的知識(shí)越來越多，他們的物理知識(shí)體系逐漸形成。在后續(xù)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生會(huì)慢慢發(fā)現(xiàn)，很多新課內(nèi)容和之前學(xué)過的知識(shí)有一定的相似性或者關(guān)聯(lián)性。有的新課內(nèi)容的學(xué)習(xí)需要建立在學(xué)生已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)上，因此，教師在講課時(shí)要先引導(dǎo)學(xué)生回顧學(xué)過的知識(shí);有的新課內(nèi)容在整體結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)方法上和之前學(xué)過的內(nèi)容有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，因此，之前在問題探究時(shí)用到的一些基本方法及思維模式可以沿用到新課的學(xué)習(xí)中。教師可以利用新課知識(shí)的這一特點(diǎn)，巧妙地建立起新舊知識(shí)的聯(lián)系，并借此發(fā)展學(xué)生的深度學(xué)習(xí)能力。教師可以在完成這類新知識(shí)的教學(xué)后，給學(xué)生設(shè)計(jì)有針對(duì)性的單元作業(yè)，增強(qiáng)學(xué)生思維的連貫性和體系性，讓學(xué)生的知識(shí)架構(gòu)越來越穩(wěn)固，思維素養(yǎng)和思維品質(zhì)也得到提升。

以“相互作用”的教學(xué)為例，這一單元的內(nèi)容在高中階段的物理學(xué)習(xí)中有大量應(yīng)用和體現(xiàn)。學(xué)生無論之后學(xué)習(xí)更深入的力學(xué)知識(shí)，還是對(duì)電場(chǎng)的相互作用、磁場(chǎng)的相互作用等進(jìn)行探究，都需要用到之前學(xué)過的知識(shí)原理。教師可以讓學(xué)生根據(jù)力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)等不同物質(zhì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的差異，來對(duì)“力”進(jìn)行分析。學(xué)生對(duì)這種學(xué)習(xí)方式充滿好奇，會(huì)跟隨教師的引導(dǎo)，將新舊知識(shí)進(jìn)行結(jié)合。最后，教師可以給學(xué)生布置與本節(jié)課相關(guān)的單元性作業(yè)，如讓學(xué)生通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，對(duì)力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)等不同物質(zhì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的差異進(jìn)行分析和總結(jié)，然后形成一份總結(jié)報(bào)告。這樣的單元作業(yè)不僅探究性很強(qiáng)，還有著開放性色彩。學(xué)生可以自行找尋探究視角，結(jié)合自己的研究主題撰寫一份有針對(duì)性的學(xué)習(xí)報(bào)告。在完成作業(yè)的過程中，學(xué)生會(huì)加深對(duì)這部分知識(shí)的認(rèn)知，強(qiáng)化對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解與吸收。

結(jié) 語

綜上所述，高中物理單元作業(yè)對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)的提升具有積極作用，因此，教師要依據(jù)新課程改革的要求，結(jié)合物理學(xué)科的實(shí)際授課情況，積極進(jìn)行相關(guān)探索，借助單元作業(yè)的有效設(shè)計(jì)，促進(jìn)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的有效提升。

[參考文獻(xiàn)]

[1]孫倩.高中生物學(xué)單元作業(yè)設(shè)計(jì)研究[D].揚(yáng)州：揚(yáng)州大學(xué)，2020.

[2]戴維.基于核心素養(yǎng)的高一物理單元作業(yè)優(yōu)化的研究[D].上海：上海師范大學(xué)，2019.