【摘要】在當(dāng)前日益強調(diào)學(xué)科核心素養(yǎng)的教育背景下，單一作業(yè)形式已難以充分滿足學(xué)生全面發(fā)展的需求.本文旨在結(jié)合探究式課堂教學(xué)中廣泛采用的5E教學(xué)模式，對中學(xué)物理作業(yè)的情境與問題設(shè)計進行深入研究，以期探索出一條更為科學(xué)、有效的高中物理作業(yè)設(shè)計新途徑.

【關(guān)鍵詞】高中物理；5E教學(xué)模式；作業(yè)設(shè)計

隨著《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》的實施，物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)成為物理教學(xué)重要導(dǎo)向.教育者認識到單一作業(yè)形式無法滿足學(xué)生多元需求.物理教育不僅需要培養(yǎng)問題解決能力，也要重視科學(xué)探究技能以及對待物理的積極態(tài)度的形成.5E教學(xué)模式因其高效靈活性受到關(guān)注.而物理作業(yè)作為教學(xué)重要環(huán)節(jié)之一，與課堂教學(xué)緊密相連.本文旨在將5E教學(xué)模式融入中學(xué)物理作業(yè)設(shè)計，探索一種全新的作業(yè)設(shè)計模式.

1 5E教學(xué)模式簡介及應(yīng)用于作業(yè)設(shè)計的優(yōu)勢

5E教學(xué)模式源于建構(gòu)主義理論，包括“吸引（Engagement）、探究（Exploration）、解釋（Explanation）、遷移（Elucidation）、評價（Evaluation）”五個環(huán)節(jié)，旨在引導(dǎo)學(xué)生主動探究，深化對物理概念的理解.物理作為實驗科學(xué)，強調(diào)實踐與探究能力，與5E理念相契合.利用該模式設(shè)計理論與實踐相結(jié)合的作業(yè)，能激發(fā)學(xué)生探究興趣，提升動手能力，搭建生活與物理的橋梁.

本文主張將精心設(shè)計的習(xí)題與實踐性作業(yè)相結(jié)合的作業(yè)模式，學(xué)生能夠在實踐中深化理論知識的理解與應(yīng)用，打破理論與實踐的隔閡.相較于傳統(tǒng)作業(yè)形式，這種作業(yè)形式不僅強調(diào)學(xué)生的主動性和參與性，更能促進學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，使學(xué)生沉浸在作業(yè)中，提高學(xué)習(xí)效果.并且這種作業(yè)設(shè)計靈活多變，能夠適應(yīng)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格和需求.

2 5E教學(xué)模式導(dǎo)向的物理作業(yè)環(huán)節(jié)設(shè)計——以“磁場對通電導(dǎo)線的作用力”為例

在“雙減”的背景下，優(yōu)質(zhì)的作業(yè)設(shè)計不僅要體現(xiàn)目標(biāo)導(dǎo)向性和科學(xué)性，還需兼顧一定的趣味性、層次性和創(chuàng)新性.學(xué)生在完成作業(yè)的過程中，不應(yīng)僅作為記憶機器，而應(yīng)在過程中體驗學(xué)習(xí)的樂趣，實現(xiàn)深度學(xué)習(xí).因此，在運用5E教學(xué)模式進行作業(yè)設(shè)計時，我們需要制定精細化的策略，明確實施步驟，特別關(guān)注每個階段的情境和問題設(shè)置，確保作業(yè)設(shè)計的科學(xué)性和吸引力.本文將深入探討如何運用5E教學(xué)模式，分階段、精細化地設(shè)計作業(yè).

2.1 吸引（Engagement）環(huán)節(jié)設(shè)計

吸引環(huán)節(jié)是作業(yè)設(shè)計的首要階段，其核心在于激發(fā)學(xué)生的好奇心與探究欲，為后續(xù)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ).作業(yè)應(yīng)避免過于困難或簡單，難度應(yīng)適中，既具有挑戰(zhàn)性又不產(chǎn)生畏難情緒.

（1）情境設(shè)計：為激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，可選趣味性強、與生活相關(guān)的情境引入作業(yè).如安培力教學(xué)，可以引入威廉·斯特格恩的發(fā)明和電機技術(shù)發(fā)展，構(gòu)建生動物理世界.情境需確保前后連貫，助學(xué)生從吸引階段自然過渡到探究階段.

（2）問題設(shè)計：題干設(shè)計應(yīng)豐富多樣，避免單調(diào).通過創(chuàng)設(shè)情境和輕微認知沖突，激發(fā)學(xué)生好奇心與探究欲.此舉亦助學(xué)生展現(xiàn)物理前概念，為教學(xué)提供寶貴反饋.

例如 在“磁場對通電導(dǎo)線的作用力”一節(jié)中，我們從電動機轉(zhuǎn)子模型出發(fā).1832年，威廉·斯特格恩發(fā)明了四芯電機，它驅(qū)動烤肉夾旋轉(zhuǎn)，展現(xiàn)了電動廚具的雛形.斯特格恩還發(fā)明了電機電刷，至今仍為直流電機所用.接下來，我們將展示電動自動翻炒廚具模型，并設(shè)問，如直流電動機轉(zhuǎn)子線圈連接后，閉合電鍵的變化.

為確保效果，我們需深入了解學(xué)生認知特點與需求，設(shè)計符合學(xué)生興趣、能力和認知的情境與問題，以獲得更大教學(xué)收益.

2.2 探究（Exploration）環(huán)節(jié)設(shè)計

探究環(huán)節(jié)是5E教學(xué)模式的核心，對物理作業(yè)設(shè)計至關(guān)重要.作業(yè)應(yīng)具一定挑戰(zhàn)性和探索性，激發(fā)探究欲和創(chuàng)新精神.實踐性作業(yè)的意義在于引導(dǎo)學(xué)生從散漫的學(xué)習(xí)態(tài)度轉(zhuǎn)變?yōu)閷Ｗ⑼度?，通過“做中學(xué)”的方式鼓勵學(xué)生通過親身實踐來深化理解和認知，使其思維逐漸清晰，知識體系從零散變得系統(tǒng)化.

（1）情境設(shè)計：探究階段強調(diào)情境深化，確保連貫延伸，與吸引階段銜接.可基于生活實例或科學(xué)史故事，提出挑戰(zhàn)性問題和任務(wù)，促進學(xué)生深入探究.同時，引導(dǎo)學(xué)生用日常物品進行物理探究，發(fā)現(xiàn)物理與生活的聯(lián)系，激發(fā)對物理的興趣和熱愛.

（2）問題設(shè)計：探究階段用問題鏈輔助實踐，設(shè)計基于學(xué)生認知，避免過難或開放，助其建構(gòu)物理模型，理解概念.問題鏈的設(shè)計應(yīng)該循序漸進，適合學(xué)生逐步理解，培養(yǎng)批判性思維和問題解決能力.

探究階段設(shè)計自制簡易電動機任務(wù)，觀看視頻后結(jié)合電磁學(xué)內(nèi)容自制電動機.小組設(shè)計方案，自選材料，并回答以下問題：

①材料與設(shè)計.需哪些額外材料？如何設(shè)計線圈、磁場源及支撐結(jié)構(gòu)？

②電動機結(jié)構(gòu)與原理.電動機需要哪些部分？如何設(shè)計線圈產(chǎn)生有效轉(zhuǎn)動？如何固定線圈？磁鐵如何布置？

③磁場與電流作用.改變電池，電動機性能會發(fā)生什么改變？增減線圈匝數(shù)，轉(zhuǎn)動速度有何不同？

通過這些問題鏈，學(xué)生可以深入思考電動機設(shè)計的每一個環(huán)節(jié)，理解每個部分的作用以及如何影響整體性能.這有助于他們更加系統(tǒng)地規(guī)劃和設(shè)計電動機，確保磁場和電流能產(chǎn)生有效的相互作用，從而實現(xiàn)電動機的基本功能.

實踐性作業(yè)耗時較長，往往成為教師們避免采用的作業(yè)形式.然而，我們可以通過引入小組合作的方式并結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)的運用，有效緩解學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力，也能豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗.

2.3 解釋（Explanation）環(huán)節(jié)設(shè)計

解釋階段作業(yè)設(shè)計重在學(xué)生深入理解、內(nèi)化知識，提升邏輯和表達能力.應(yīng)強調(diào)知識系統(tǒng)性和連貫性，整合零散知識點.鼓勵學(xué)生個性化解釋，培養(yǎng)批判性思維，深化物理概念和原理的理解.

（1）情境設(shè)計：情境設(shè)計應(yīng)靈活，圍繞學(xué)生在探究階段所發(fā)現(xiàn)的知識或規(guī)律，促進學(xué)生理解和解釋.情境可模擬實驗結(jié)果或日常生活應(yīng)用，融入作業(yè)中，幫助學(xué)生將理論與實踐結(jié)合，提高應(yīng)用能力.

（2）問題設(shè)計：關(guān)于問題設(shè)計，其核心在于使學(xué)生通過“探究”階段獲得的數(shù)據(jù)或者觀察到的現(xiàn)象，以個性化的方式建構(gòu)物理模型.因此，筆者推薦采用概念辨析題、案例分析題，邏輯推理題等形式的問題，以促進學(xué)生深入思考與探索.

例如 對于“磁場對通電導(dǎo)線的作用力”這一節(jié)，由于學(xué)生在探究階段觀察到不同情況下線圈的不同運動狀態(tài)，所以可以選擇進行案例分析，設(shè)計如下：

大家成功制作并觀察了簡易電動機的旋轉(zhuǎn)，接下來需深入分析其工作原理.

①電動機線圈上取一小截線圈段，繪制出其在磁場中的平面受力簡圖，標(biāo)明電流、磁場及受力方向.

②選取位置不同的另一線圈段，比較受力差異.

③探討線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的原因.

④從受力角度分析線圈匝數(shù)增減對性能的影響.

通過提供具體而有趣的情境、設(shè)計多樣化的問題以及鼓勵學(xué)生進行個性化解釋，我們可以幫助學(xué)生深入理解和內(nèi)化電動機工作原理知識，培養(yǎng)他們的邏輯思維和表達能力.

2.4 遷移（Elucidation）環(huán)節(jié)設(shè)計

遷移環(huán)節(jié)強調(diào)將學(xué)生在解釋階段獲得的知識和技能應(yīng)用到新的情境中，以促進知識的遷移和拓展.這一階段的作業(yè)不僅要求學(xué)生對知識進行系統(tǒng)回顧與整合，而且鼓勵他們在實際操作中深化理解，培養(yǎng)靈活運用知識的能力.為了達到分層式作業(yè)設(shè)計的效果，筆者認為可以設(shè)計三道題目，題目設(shè)計難度依次增加，學(xué)生可以從中選擇一題進行作答即可.

（1）情境設(shè)計：遷移階段需要實際應(yīng)用和挑戰(zhàn)性情境，模擬工作、生活或科技應(yīng)用，與學(xué)生未來緊密相關(guān).這有助于學(xué)生運用知識解決實際問題，提升遷移能力.

（2）問題設(shè)計：問題設(shè)計方面，我們提供不同難度的題目供學(xué)生選擇，以適應(yīng)其學(xué)習(xí)水平和興趣.基礎(chǔ)應(yīng)用題幫助學(xué)生鞏固基礎(chǔ)知識，拓展應(yīng)用題則引入新元素和挑戰(zhàn)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識的能力.綜合性問題則要求學(xué)生綜合運用多個知識點進行分析解答，培養(yǎng)其綜合分析能力.

例如 以“磁場對通電導(dǎo)線的作用力”為例，設(shè)計了三個題目，分別涉及電磁力平衡、電磁力測量和電磁炮應(yīng)用等實際情境.這些問題既考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握，又要求他們運用所學(xué)知識解決實際問題，實現(xiàn)了知識的遷移與拓展.

難度1 著重培養(yǎng)學(xué)生對三維空間的認知能力，以及物理基礎(chǔ)模型的建構(gòu)能力.在一個校園小型的科技展上，有一個特別的展示區(qū)，名為“電磁力平衡實驗室”.在這個實驗室里，參觀者們可以親眼看到電磁力如何與重力相抗衡，維持一個物體的靜止?fàn)顟B(tài).我們可以提供各種數(shù)據(jù)，并提問欲使金屬棒在導(dǎo)軌上保持靜止，電阻R應(yīng)為多大？

難度2 著重培養(yǎng)學(xué)生安培定則的使用，以及系統(tǒng)分析能力和邏輯思維能力.電流天平是一種精密的測量工具，它利用電磁力與重力之間的平衡關(guān)系來精確測量勻強磁場的磁感應(yīng)強度.現(xiàn)有如圖2所示的電流天平，重為M的N匝線圈邊長為L，其下半部分置于磁場B中，通入順時針方向的電流I后，砝碼m1，m2使天平平衡.通入反向電流后，左側(cè)需加m才平衡.求B的大小和方向.

難度3 著重培養(yǎng)學(xué)生串聯(lián)電磁學(xué)與力學(xué)知識的綜合性分析能力.《南華早報》報道，馬偉明提議建核動力超級戰(zhàn)艦，集成電磁炮等，革新海軍作戰(zhàn).電磁炮發(fā)射速度遠超傳統(tǒng)火炮，初速為其兩倍以上.如圖3所示，兩根長X的銅軌架在磁場強度為B的強磁場中，金屬架CD上m質(zhì)量彈體通大小為I的電流后運動，過程中受到一個恒定的阻力f.請計算彈體在離開軌道時的最終速度v是多少？

遷移階段的作業(yè)設(shè)計應(yīng)注重情境的實用性、問題的多樣性與真實性，并鼓勵學(xué)生的個性化遷移.通過設(shè)計具有挑戰(zhàn)性和真實感的情境，以及多樣化的問題類型，我們可以幫助學(xué)生將所學(xué)知識遷移到新的情境中，提高他們的知識應(yīng)用能力和實踐能力.

2.5 評價（Evaluation）環(huán)節(jié)設(shè)計

評價環(huán)節(jié)是5E教學(xué)模式的收官階段，其核心在于全面評估學(xué)生的學(xué)習(xí)成效.我們秉持教學(xué)評一體化理念，結(jié)合分層式與實踐性作業(yè)設(shè)計，力求精準(zhǔn)評價學(xué)生的掌握程度、理解深度和應(yīng)用能力.

在評價過程中，我們不僅關(guān)注作業(yè)結(jié)果，更重視學(xué)生的解題過程和學(xué)習(xí)態(tài)度.細致觀察學(xué)生的思考路徑和問題解決步驟，能夠更真實地反映其學(xué)習(xí)情況和進步程度.教師及時給予反饋，指出學(xué)生的優(yōu)點和不足，并提供具體建議，旨在幫助學(xué)生改進學(xué)習(xí)方法，提高學(xué)習(xí)效果.這樣的教學(xué)評一體化設(shè)計，既滿足學(xué)生個性化學(xué)習(xí)需求，又促進其全面發(fā)展，為提升綜合素質(zhì)奠定堅實基礎(chǔ).

3 結(jié)語

總的來說，5E教學(xué)模式為物理作業(yè)設(shè)計提供了新思路和方法，能有效優(yōu)化作業(yè)設(shè)計，提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果和興趣，奠定了其廣泛應(yīng)用的堅實基礎(chǔ).在設(shè)計作業(yè)時，需考慮不同教學(xué)階段對問題以及情境設(shè)計的不同要求.新授課重基礎(chǔ)鞏固，情境簡明；單元復(fù)習(xí)課提升情境復(fù)雜度，設(shè)計綜合問題；一輪復(fù)習(xí)強調(diào)真實性與復(fù)雜性，提升解決實際問題的能力.

參考文獻：

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