雙減政策下初中物理作業(yè)設(shè)計(jì)深度研究

畢祥奎，羅 愿

重慶市綦江中學(xué)，重慶 401420

1 研究背景

2021年7月24日，國(guó)家正式發(fā)布的雙減政策是國(guó)家教育部門針對(duì)小學(xué)和初中階段提出的減負(fù)政策，既要減輕作業(yè)負(fù)擔(dān)，又要減輕校外培訓(xùn)負(fù)擔(dān)。減負(fù)是好事，但不能減了教育的質(zhì)量，所以在雙減的同時(shí)要做到雙提：一是提高課堂教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生在學(xué)校的學(xué)習(xí)效率，堅(jiān)持應(yīng)教盡教；二是提高作業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量，針對(duì)不同學(xué)生因材施教，布置彈性、分層與個(gè)性化的作業(yè)，實(shí)現(xiàn)作業(yè)設(shè)計(jì)思路的轉(zhuǎn)型、作業(yè)形式的立體化以及作業(yè)內(nèi)容的創(chuàng)新。

以2018年重慶中考物理A卷第17題為藍(lán)本，深度研究初中物理作業(yè)設(shè)計(jì)。通過(guò)初中物理課的“一題一單元”設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生高階思維的發(fā)展。

深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)高層次認(rèn)知目標(biāo)［1］，即對(duì)于知識(shí)的深度理解，強(qiáng)調(diào)高階思維能力的培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過(guò)程中的反思與元認(rèn)知，注重高思維投入和高情感投入的學(xué)習(xí)行為。

高階思維強(qiáng)調(diào)學(xué)生在認(rèn)知、理解和運(yùn)用的基礎(chǔ)上對(duì)復(fù)雜情境進(jìn)行獨(dú)立分析和判斷，在決策、方式、方法選擇和運(yùn)用中形成的系統(tǒng)認(rèn)識(shí)和深入理解，在認(rèn)識(shí)碰撞和知識(shí)系統(tǒng)化下形成的學(xué)科價(jià)值觀念，在理解、內(nèi)化、升華中對(duì)情境生成的科學(xué)認(rèn)識(shí)、事實(shí)判斷、批判質(zhì)疑及突破認(rèn)識(shí)［2-3］。

高階思維是相對(duì)低階思維而言的（圖1），高階思維是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的課堂教學(xué)要求，強(qiáng)調(diào)發(fā)展學(xué)生的分析、評(píng)價(jià)以及創(chuàng)造能力，要讓學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)后能在陌生情境中創(chuàng)新遷移。

圖1 布魯姆認(rèn)知金字塔

高階思維產(chǎn)生于學(xué)生對(duì)新物理概念的內(nèi)化、對(duì)物理情境的分析和識(shí)別、物理知識(shí)的應(yīng)用和升華過(guò)程。高階思維強(qiáng)調(diào)以深度理解為基礎(chǔ)，發(fā)展學(xué)生在新情境和新問(wèn)題中解決問(wèn)題的遷移能力。

為促進(jìn)學(xué)生高階思維，老師需要對(duì)習(xí)題進(jìn)行深度研究，深挖每一個(gè)題的價(jià)值，讓一個(gè)題窮其所能，盡量串起所有知識(shí)點(diǎn)、方法和技巧。

2 典例賞析

物理課上，老師讓學(xué)生做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)。從一節(jié)干電池的兩極分別引出一根導(dǎo)線，然后將導(dǎo)線的另一頭放在自己的舌頭上，問(wèn)有什么感覺(jué)？然后再串聯(lián)一節(jié)干電池后將兩根導(dǎo)線的另一頭再放在自己的舌頭上，問(wèn)有什么感覺(jué)？繼續(xù)增加電池節(jié)數(shù)重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，直到串聯(lián)的電池達(dá)到四節(jié)。問(wèn)感覺(jué)不同的原因是什么？流過(guò)舌頭的什么不一樣？學(xué)生回答，電流不一樣，因?yàn)殡娏鞯拇笮?huì)隨著電壓的變化而變化。電流的大小究竟與什么因素有關(guān)呢？為此，小江和小綦兩位同學(xué)進(jìn)行了“電流與電壓和電阻的關(guān)系”探究，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，其中，滑動(dòng)變阻器 R＇標(biāo)有“20 Ω，2 A”（圖 2）。

圖2 學(xué)生實(shí)驗(yàn)示意圖

A:夯實(shí)基礎(chǔ)

（1）請(qǐng)根據(jù)圖 2中的甲圖用畫(huà)線代替導(dǎo)線完成乙圖中的物理電路（要求：滑動(dòng)變阻器的滑塊右移時(shí)，電路中電流變小）。

（2）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)必須 _________，滑動(dòng)變阻器的滑片要置于_________端。

設(shè)計(jì)意圖：檢測(cè)學(xué)生科學(xué)探究的實(shí)驗(yàn)操作能力。

（3）電路接通后，電源干電池將______能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______能，用電器電阻將_______能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______能。

設(shè)計(jì)意圖：從能量的角度認(rèn)識(shí)電源和用電器，幫助學(xué)生形成能量觀。

（4）連接完電路后，小江發(fā)現(xiàn)電壓表與電流表的位置互換了，閉合開(kāi)關(guān)后觀察，______表的指針沒(méi)有明顯偏轉(zhuǎn)。在電路正確的情況下，實(shí)驗(yàn)中小綦發(fā)現(xiàn)電流表突然沒(méi)有示數(shù)，電壓表的示數(shù)增大，則可能發(fā)生的故障是定值電阻______。

設(shè)計(jì)意圖：分析電路故障，解決問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)推理能力。

（5）正確連接電路后，首先探究電流和電壓之間的關(guān)系。在第五次實(shí)驗(yàn)中，電壓表的指針顯示如圖丙所示，示數(shù)為_(kāi)_____V。記錄的數(shù)據(jù)如表1所示，可以得出的結(jié)論是：_____________。

表1 電流與電壓的關(guān)系

（6）繼續(xù)探究電流與電阻的關(guān)系，首先將電源電壓調(diào)整到6 V，分別接通多個(gè)定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，數(shù)據(jù)記錄如表2所示。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析，可以得出結(jié)論：_____________________。

表2 電流與電阻的關(guān)系

設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的歸納總結(jié)能力。

B：理解應(yīng)用

（7）在探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，滑動(dòng)變阻器的作用是保護(hù)電路以及__________________；在探究電流與電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器的作用是保護(hù)電路以及_____________________。

（8）本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多次測(cè)量的目的是___________________，下列實(shí)驗(yàn)多次測(cè)量的目的與本實(shí)驗(yàn)相同的是___________（選填符號(hào)）。

①測(cè)量物體的長(zhǎng)度

②用伏安法測(cè)量定值電阻的阻值

③探究重力大小與質(zhì)量的關(guān)系

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)對(duì)比辨析，幫助學(xué)生理解滑動(dòng)變阻器在不同實(shí)驗(yàn)中的作用以及多次實(shí)驗(yàn)的意義，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

（9）如果斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，僅將 15 Ω 電阻換成 10 Ω后，立即閉合開(kāi)關(guān)，此時(shí)電壓表的示數(shù)_________（選填“＞”“＜”或“＝”）3 V，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)向 ___________（選填“左”或“右”）端移動(dòng)。

設(shè)計(jì)意圖：應(yīng)用歐姆定律分析電流與電壓變化，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

C：思維拓展

（10）為得到表2中的數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器的最大阻值至少是多少?

（11）將25 Ω的定值電阻連接到電路，無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表的示數(shù)始終達(dá)不到3 V的原因是什么？

（12）老師看了記錄在表2中的數(shù)據(jù)，指出其中一組數(shù)據(jù)是拼湊的，你認(rèn)為是第_______（選填實(shí)驗(yàn)序號(hào)）組，理由是實(shí)驗(yàn)所用的滑動(dòng)變阻器的最大阻值太 _________（選填“大”或“小”）了。

（13）為得到表2中的數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)室的滑動(dòng)變阻器有甲“20 Ω，1 A”、乙“50 Ω，0.2 A”、丙“50 Ω，1.5 A”，則小江選擇的滑動(dòng)變阻器是________。

（14）如果沒(méi)有另外的滑動(dòng)變阻器，串聯(lián)一個(gè)定值電阻也可以完成本實(shí)驗(yàn)，串聯(lián)的定值電阻阻值范圍是多少？

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)最小電流與最大電流的分析得出滑動(dòng)變阻器的最大值與最小值，層層遞進(jìn)，讓知識(shí)更加系統(tǒng)化和邏輯化，從而培養(yǎng)學(xué)生的高階思維。

（15）如果沒(méi)有另外的滑動(dòng)變阻器，為保證電路安全，定值電阻的最大阻值不能超過(guò)多少？定值電阻的最小阻值是多少？

（16）在不能更換滑動(dòng)變阻器時(shí)，還可以采取_________（選填符號(hào)）的措施，完成數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的這組實(shí)驗(yàn)測(cè)量。

①降低定值電阻兩端的電壓

②降低電源電壓

③選用更大阻值的定值電阻

（17）為完成表2中所有數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量，可以改變電源電壓，電源電壓的范圍是多少？

（18）如果定值電阻是 5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“20 Ω，2 A”的字樣，電流表接小量程，電源電壓調(diào)為9 V，為了用所有定值電阻完成電流與電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)探究，可以控制定值電阻兩端的電壓范圍是多少？

設(shè)計(jì)意圖：以求解最小電流與最大電流為核心步驟出發(fā)，分析得出定值電阻阻值、定值電阻電壓以及電源電壓的最大值與最小值，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生高階思維的發(fā)展。

D：遷移應(yīng)用

（19）電流表不允許直接接在電源兩端，而電壓表卻可以直接接在電源兩端，請(qǐng)結(jié)合歐姆定律公式分析原因。

（20）家用白熾燈總是在剛開(kāi)燈的時(shí)候容易壞，請(qǐng)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，思考原因。

設(shè)計(jì)意圖：?jiǎn)栴}來(lái)源于實(shí)踐中的困惑，培養(yǎng)學(xué)生從物理學(xué)的視角分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

3 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)學(xué)生的能力水平分層布置作業(yè)，對(duì)于基礎(chǔ)差的學(xué)生，只練習(xí)A（夯實(shí)基礎(chǔ)）部分，對(duì)于基礎(chǔ)稍好的學(xué)生增加B（理解應(yīng)用）部分，對(duì)于優(yōu)生再增加C（思維拓展）部分。在知識(shí)層面，根據(jù)“歐姆定律”的能力要求進(jìn)行大單元習(xí)題設(shè)計(jì)，知識(shí)點(diǎn)有序布局，問(wèn)題之間互相聯(lián)系而不孤立，避免類似問(wèn)題簡(jiǎn)單重復(fù)，減輕學(xué)生作業(yè)負(fù)擔(dān)。習(xí)題難度層層遞進(jìn)，給難題設(shè)置臺(tái)階，一題多問(wèn)，幫助學(xué)生建構(gòu)知識(shí)體系；在素養(yǎng)層面，把核心素養(yǎng)可紙筆測(cè)驗(yàn)評(píng)價(jià)的部分細(xì)化為具體的“解題素養(yǎng)”，同時(shí)提高學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。通過(guò)這樣的深度學(xué)習(xí)，提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、創(chuàng)造新問(wèn)題的能力，從而提升高階思維水平。