基于核心素養(yǎng)的初中物理學(xué)生實(shí)踐作業(yè)設(shè)計(jì)與實(shí)施*
——以實(shí)踐作業(yè)“水瓶琴”為例

陳海濤 朱曉娟

(廣州市真光中學(xué)金道學(xué)校 廣東 廣州 510370)

1 實(shí)踐作業(yè)的內(nèi)涵與價(jià)值

實(shí)踐作業(yè)是根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn),立足教材內(nèi)容,精選初中物理教材中的“演示、實(shí)驗(yàn)探究、想想做做、動(dòng)手動(dòng)腦、STS、擴(kuò)展性實(shí)驗(yàn)、科學(xué)世界”等內(nèi)容,以項(xiàng)目引領(lǐng),設(shè)計(jì)成調(diào)研、觀察、制作、探究等實(shí)踐性學(xué)習(xí)任務(wù),呈現(xiàn)方式包括撰寫小論文、小制作、小實(shí)驗(yàn)、科學(xué)微視頻等．

作業(yè)是課堂教學(xué)的延伸和評價(jià),實(shí)踐作業(yè)是知識(shí)在真實(shí)情景中的理解應(yīng)用,更強(qiáng)調(diào)“做中學(xué)”的理念,是一種具有學(xué)科特點(diǎn)的創(chuàng)新作業(yè)模式．區(qū)別于書面作業(yè),實(shí)踐作業(yè)趣味性強(qiáng)、選擇性和開放性大,學(xué)生具有更大的主動(dòng)性,評價(jià)要求也因人而異,更突出了因材施教,體現(xiàn)了新課標(biāo)全面育人的宗旨[1]．

2 初中物理學(xué)生實(shí)踐作業(yè)典型案例

“水瓶琴”是人教版初中物理第二章“聲現(xiàn)象”第2節(jié)“聲音的特性”課后“動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理”實(shí)踐作業(yè)(圖1)．敲擊灌入不同高度水的水瓶,水瓶和水共同振動(dòng)產(chǎn)生不同頻率的聲音,由此形成音調(diào)高低不同的聲音,實(shí)質(zhì)是一種類似打擊樂器的自制樂器．水瓶琴是初中物理一道經(jīng)典的實(shí)踐作業(yè),具有很強(qiáng)的趣味性、開放性、跨學(xué)科性,同時(shí)融入了核心素養(yǎng)4個(gè)要素,即物理觀念(音調(diào)、頻率概念等)、科學(xué)思維(控制變量法等)、科學(xué)探究(音調(diào)與瓶中水量關(guān)系等)、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任(學(xué)生完成實(shí)踐作業(yè)不斷改進(jìn)的態(tài)度,同學(xué)間互助精神等)．教師在設(shè)計(jì)和實(shí)施過程中,要充分考慮學(xué)生的實(shí)際情況,提前定好實(shí)踐目標(biāo)、設(shè)置分梯度的實(shí)踐任務(wù),引領(lǐng)學(xué)生完成探究,發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)[2]．

2.1 學(xué)生實(shí)踐作業(yè)設(shè)計(jì)原則

(1)科學(xué)適用原則

實(shí)踐作業(yè)內(nèi)容和呈現(xiàn)方式都應(yīng)遵從科學(xué)性,應(yīng)圍繞核心素養(yǎng)的要求,注重內(nèi)容的基礎(chǔ)性,關(guān)注評價(jià)改革導(dǎo)向與全體學(xué)生的學(xué)習(xí)需求,不僅能科學(xué)準(zhǔn)確地反映課程標(biāo)準(zhǔn)要求的物理學(xué)核心概念和基本規(guī)律,還應(yīng)科學(xué)準(zhǔn)確地融入科學(xué)研究方法、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等,培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力,提升學(xué)生的核心素養(yǎng)．實(shí)踐作業(yè)設(shè)計(jì)上還應(yīng)遵循初中階段學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,要注意層次性和漸進(jìn)性,保證完成難度的循序漸進(jìn),引導(dǎo)學(xué)生利用已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),主動(dòng)探究解決問題,既鞏固基本物理概念和規(guī)律,又發(fā)展科學(xué)思維．同時(shí)教師通過“實(shí)踐作業(yè)完成指引”和“優(yōu)秀案例”加強(qiáng)示范引導(dǎo),明確實(shí)踐任務(wù),降低門檻,讓大多數(shù)學(xué)生都能做,樂意做,都有收獲．

(2)簡易便利原則

因?yàn)閷?shí)踐作業(yè)基本是居家或者在社區(qū)完成,沒有專業(yè)的實(shí)驗(yàn)器材,也缺少教師及時(shí)指導(dǎo),所以我們要給予學(xué)生充分的自主權(quán),鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合身邊的實(shí)際情況,就地取材,積極利用家庭、社區(qū)資源,采用生活中的廉價(jià)材料、易得材料和廢舊材料等低成本簡易器材,創(chuàng)造性地完成實(shí)踐作業(yè)．如“水瓶琴”實(shí)踐作業(yè),學(xué)生選擇的水瓶就是豐富多樣,有紅酒杯、啤酒瓶、可樂瓶、玻璃水杯、瓷碗等(圖2),但不管什么材料都能實(shí)現(xiàn)“水瓶琴”的基本功能,充分顯示了學(xué)生非凡的想像力和科學(xué)變通的態(tài)度．

圖2 各式“水瓶琴”

(3)自主開放原則

實(shí)踐作業(yè)沒有標(biāo)準(zhǔn)答案,學(xué)生具有很大的自主性和開放性．對于同一個(gè)實(shí)踐作業(yè),學(xué)生完成作業(yè)的呈現(xiàn)形式可以多樣化,如小論文、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、科學(xué)微視頻、小制作等,不同的呈現(xiàn)方式有各自優(yōu)勢,學(xué)生可以結(jié)合自己的喜好和身邊資源自由選擇．如“水瓶琴”實(shí)踐作業(yè)呈現(xiàn)方式主要是科學(xué)微視頻(圖3)．對于同一個(gè)實(shí)踐作業(yè)的理解,由于學(xué)生儲(chǔ)備知識(shí)、能力、資源差異,完成情況可能有非常大差異．所以教師在評價(jià)上也要秉持開放性原則,以過程評價(jià)為主,用發(fā)展眼光激勵(lì)學(xué)生,只要學(xué)生態(tài)度認(rèn)真,思考了、動(dòng)手了,就要鼓勵(lì)．如果實(shí)踐作業(yè)有一些創(chuàng)新創(chuàng)意想法,就要大力表揚(yáng)和展示．

圖3 水瓶琴科學(xué)微視頻

2.2 學(xué)生實(shí)踐作業(yè)實(shí)施策略

(1)任務(wù)引領(lǐng),細(xì)化示范

實(shí)施前：提前建立班級物理實(shí)踐作業(yè)QQ群,并在QQ群相冊以日期和實(shí)踐作業(yè)為主題提前建立群文件準(zhǔn)備收集學(xué)生作品;在QQ群發(fā)布實(shí)踐作業(yè)指引,明確實(shí)踐目標(biāo)和實(shí)踐任務(wù);發(fā)布往屆學(xué)生優(yōu)秀案例,示范實(shí)踐作業(yè)完成的要點(diǎn),同時(shí)提供相應(yīng)的優(yōu)秀作品視頻鏈接(圖4),方便學(xué)生參考和學(xué)習(xí)．

圖4 優(yōu)秀學(xué)生作品鏈接

實(shí)施時(shí)：學(xué)生居家完成實(shí)踐作業(yè)過程中,由于缺少教師指導(dǎo),對遇到的困難可以及時(shí)發(fā)布到物理QQ群,同學(xué)們可以互相解答或討論解決,培養(yǎng)學(xué)生共同解決問題的態(tài)度和團(tuán)隊(duì)意識(shí),教師也要適時(shí)提供指導(dǎo)幫助．

實(shí)施后：學(xué)生實(shí)踐作業(yè)完成并提交到物理群相冊后,教師要及時(shí)跟進(jìn)點(diǎn)評．點(diǎn)評要以鼓勵(lì)為主,多發(fā)現(xiàn)閃光點(diǎn),建議學(xué)生根據(jù)教師的改進(jìn)意見及時(shí)完善并再次提交,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任．對于完成優(yōu)秀的實(shí)踐作業(yè),要及時(shí)分享到班級物理群,既是對學(xué)生的表揚(yáng)和鼓勵(lì),也給其他學(xué)生提供更多的示范和參考．

(2)鼓勵(lì)為主,評價(jià)多樣

實(shí)踐作業(yè)基本都是學(xué)生居家完成,資源有限,教師指導(dǎo)不足,所以學(xué)生完成實(shí)踐作業(yè)的質(zhì)量存在很大差異,只要學(xué)生認(rèn)真做了,就要大力表揚(yáng),整體上以鼓勵(lì)為主,采用過程評價(jià)與結(jié)果等級評價(jià)相結(jié)合的加分制度,評價(jià)時(shí)既有按完成質(zhì)量等級加分,評選最佳創(chuàng)意作品、最具幽默作品、最佳團(tuán)隊(duì)作品等獎(jiǎng)項(xiàng),同時(shí)也增加學(xué)生自評、學(xué)生互評等方式,實(shí)現(xiàn)評價(jià)的多元化,建立持續(xù)評價(jià)反饋獎(jiǎng)勵(lì)制度,每個(gè)月匯總表彰．對于特別優(yōu)秀的學(xué)生實(shí)踐作品要及時(shí)點(diǎn)贊,甚至可以作為教具學(xué)具,直接在教學(xué)中使用,既彌補(bǔ)教學(xué)器材不足,也向?qū)W生傳遞“肯定”的評價(jià),促使學(xué)生以更大的熱情投入到以后的實(shí)踐作業(yè)中,實(shí)現(xiàn)評價(jià)的增值化[3]．

(3)尊重差異,全面育人

實(shí)踐作業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮實(shí)驗(yàn)操作的難易度,設(shè)置實(shí)踐任務(wù)時(shí)根據(jù)完成難度分等級．實(shí)施時(shí)要尊重學(xué)生的個(gè)體能力差異,注重分層布置,提供更多選擇性和加分項(xiàng),如“水瓶琴”設(shè)置4個(gè)實(shí)踐任務(wù),如下所示.

任務(wù)1：利用生活中的物品制作水瓶琴．(難度:☆)

任務(wù)2：會(huì)借助工具或軟件調(diào)節(jié)音準(zhǔn),探究音調(diào)的高低與水量多少有什么關(guān)系?(難度:☆☆)

任務(wù)3：敲打水瓶琴和吹水瓶琴兩種方式發(fā)出的音調(diào)規(guī)律一樣嗎?了解打擊樂和管樂的不同．(難度:☆☆☆)

任務(wù)4：用自己做的水瓶琴演奏一支小曲,如兩只老虎、小蜜蜂等．(難度:☆☆☆☆)

任務(wù)1為必選,任務(wù)2～4學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)際情況選擇完成,讓不同能力的學(xué)生在選擇實(shí)踐作業(yè)時(shí)能“各取所需”“愛我所愛”,充分調(diào)動(dòng)各層次學(xué)生完成實(shí)踐作業(yè)的積極性,讓所有參與的學(xué)生都能有收獲,不管是成功經(jīng)驗(yàn)還是失敗教訓(xùn),實(shí)現(xiàn)新課程標(biāo)準(zhǔn)要求的全面育人目標(biāo),全面提升各個(gè)層次學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)．

(4)學(xué)科融合,綜合應(yīng)用

實(shí)踐作業(yè)本質(zhì)上就是基于真實(shí)情境的跨學(xué)科融合學(xué)習(xí),“水瓶琴”本身就是物理和音樂深度融合的跨學(xué)科典型案例．如實(shí)踐任務(wù)2:會(huì)借助工具或軟件調(diào)節(jié)音準(zhǔn),探究音調(diào)的高低與水量多少有什么關(guān)系?學(xué)生家里不一定有樂器調(diào)音工具,但普遍會(huì)利用智能手機(jī)下載“調(diào)音大師”等APP軟件,科學(xué)準(zhǔn)確調(diào)節(jié)每個(gè)水瓶不同水量的頻率或音調(diào)(圖5),不知不覺中培養(yǎng)了學(xué)生的綜合素養(yǎng);實(shí)踐任務(wù)4:用自己做的水瓶琴演奏一支小曲,如兩只老虎、小蜜蜂等．事實(shí)證明學(xué)生的想像力和創(chuàng)造力是無窮的,不管什么材質(zhì)做的水瓶琴,很多學(xué)生都能敲打出簡單的小樂曲,著實(shí)讓人為學(xué)生的動(dòng)手能力和音樂天賦感到驚喜;實(shí)踐任務(wù)3:敲打水瓶琴和吹水瓶琴兩種方式發(fā)出的音調(diào)規(guī)律一樣嗎?了解打擊樂和管樂的不同．更是一項(xiàng)提升學(xué)生科學(xué)思維的跨學(xué)科挑戰(zhàn)性任務(wù),讓人驚喜的是很多學(xué)生都能順利完成,甚至還引用教材中“科學(xué)世界”對樂器中的打擊樂和管樂兩類樂器進(jìn)行科普,學(xué)生的跨學(xué)科綜合素養(yǎng)潛移默化得到提高．

圖5 利用軟件調(diào)音

(5)優(yōu)勢互補(bǔ),全面提升

新課標(biāo)指出,不同類型的作業(yè)有不同的育人功能,要結(jié)合物理是實(shí)驗(yàn)學(xué)科的特點(diǎn),大膽創(chuàng)新作業(yè)形式,增加實(shí)踐作業(yè),培養(yǎng)學(xué)生樂于實(shí)踐、敢于創(chuàng)新的科學(xué)精神．同時(shí)實(shí)踐作業(yè)也要大膽融入到書面作業(yè)或評價(jià)試題中,大膽以學(xué)生實(shí)踐作業(yè)的真實(shí)案例為情景出題(如下面例題),實(shí)現(xiàn)實(shí)踐作業(yè)與書面作業(yè)優(yōu)勢互補(bǔ),全面提升學(xué)生的綜合能力．

【例題】鐘煒琳同學(xué)在完成物理實(shí)踐作業(yè)“水瓶琴”時(shí)(圖6),往8個(gè)相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水,仔細(xì)調(diào)節(jié)水的高度,發(fā)現(xiàn)敲擊瓶身和往瓶口吹,都可以發(fā)出“1,2,3,4,5,6,7,i”8個(gè)音調(diào),下列說法正確的是( )

圖6 學(xué)生自制“水瓶琴”

A．敲擊瓶身,發(fā)聲體是瓶子

B．往瓶口吹發(fā)聲體是水

C．從水多的往水少的敲擊瓶身,發(fā)出聲音的音調(diào)變低

D．從水多的往水少的瓶口吹,發(fā)出聲音的音調(diào)變低

3 學(xué)生實(shí)踐作業(yè)反思與建議

相較于傳統(tǒng)書面作業(yè),實(shí)踐作業(yè)由于形式多樣,靈活開放,學(xué)生更有興趣,問卷調(diào)查顯示,73.77%的學(xué)生對實(shí)踐作業(yè)都很感興趣(圖7)．但由于是居家完成,器材選擇有限,調(diào)查發(fā)現(xiàn)學(xué)生實(shí)踐作業(yè)遇到最大的困難是“沒有合適的材料”(圖8),部分學(xué)生覺得完成難度過高而選擇隨便應(yīng)付,如簡單拍幾十秒短視頻,或者線上直接下載一篇相關(guān)小論文,缺少從現(xiàn)象到原理,從失敗到成功整個(gè)深入探究分析過程,這樣就失去了實(shí)踐作業(yè)的意義．解決的辦法就是實(shí)施前做好指引,布置實(shí)踐任務(wù)要有梯度,要給學(xué)生更多的選擇性,同時(shí)提供更多優(yōu)秀案例示范;建立班級物理QQ群,搭建一個(gè)集收集作品、討論、互助、點(diǎn)評為一體的線上平臺(tái),逐漸形成一個(gè)積極向上、團(tuán)結(jié)互助的學(xué)習(xí)氛圍;教師適時(shí)指導(dǎo)并及時(shí)點(diǎn)評學(xué)生提交的實(shí)踐作業(yè),多鼓勵(lì)、多表揚(yáng)、多分享,建立班級評價(jià)反饋制度,讓所有學(xué)生都能感受成功的快樂,在潛移默化中發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)．

圖7 學(xué)生對實(shí)踐作業(yè)的態(tài)度

圖8 學(xué)生完成實(shí)踐作業(yè)的最大困難