核心素养下高中物理作业优化设计的实践研究

陈纯枝

摘 要：新课标改革背景下，学生核心素养的提升受到学校与教师的充分重视。文章将以高中物理作业的优化设计为研究课题，展开论述课后作业设计的必要性。教育工作者通过课后物理作业的设计实践，正确认识到学生物理学科核心素养的重要性。对此，物理教师充分发挥引导作用，潜移默化地培养学生，激发学生对物理学科的学习兴趣，提高学生物理成绩。

关键词：物理作业；教学活动；核心素养；优化设计

新时期，高中物理教育目标不断优化，“立德树人”的教育理念为教育工作者开展实践提供思想基础。在核心素养下，高中物理教师加强设计，不断优化物理课后作业的内容，为学生个人发展提供方向。教育部组织修订学科标准，完善课程目标，使高中物理教学更加系统、科学，满足学校培育人才的需求。

一、高中物理作业优化设计的必要性

（一）有利于提高升学率

高考作为高中教育的风向标，为高中物理优化设计提供理论基础。近年来，高考物理试卷考查学生的知识较为全面，不仅包括物理基础知识，还考查学生的逻辑思维能力与信息获取能力。对此，高中教育工作者以高考内容为切入点，优化物理作业的设计，使课后作业发揮有效作用。学生通过物理作业的练习，不断提高应试能力，物理成绩得到大幅度提高，学校的升学率也显著

上升。

（二）有利于提升教学水平

单纯依靠课堂时间进行物理知识传授，教学效果较差，需要充分利用课余时间，优化物理作业的设计，为学生布置针对性十足的作业，巩固学生的基础。尤其是在高一阶段，学生学科压力较大，日常需要接受多学科教育，无法将注意力集中[1]。教师根据学生现有的知识架构，为其提供合适的物理作业，培养学生物理学习的兴趣，同时，提高物理教学的水平。

（三）有利于人才培养

人才培养战略深入人心，国家与社会对高素质人才的需求量极大。高中物理作业的优化设计符合新时期人才培养的要求。例如：我国对核心素养的定义为“接受相应学段的教育后，逐渐具备关键能力与品格”。在核心素养下，高中教师为学生提供优质教育，使学生自身能力得到增强。尤其是探索能力与沟通能力，一旦学生形成良好的核心素养，对人才今后的发展起到良性循环作用，满足社会与国家对优秀人才的渴求。

二、核心素养下高中物理作业优化设计的具体实践

（一）作业内容生活化

相较于小学与初中物理，高中物理知识与科技生活的联系更加密切。根据核心素养下物理教学目标，教师将物理作业优化设计，作业内容与现代科技息息相关，丰富学生知识架构。首先，教师对高考例题进行优化，紧抓题目逻辑思维，转变内容，使作业内容与生活更加贴近。例如：某物理教师对2018年的海南高考卷试题进行优化，题目主要元素包括光滑轨道、小物块、地面等。要求学生计算小物块A、B在初次碰撞后的瞬间速度大小。为激发学生物理学习兴趣，教师对例题进行优化，使例题内容更加生活化。通过滑雪基地来代替光滑轨道，滑雪板与平直轨道之间产生摩擦力，以此来代表小物块与地面的摩擦。题目设置一个雪球，要求学生计算滑雪爱好者在推开雪球时，雪球与滑雪板的瞬间速度。优化后的例题与高考习题逻辑思维、解题思路相似，但学生更倾向于生活化的物理作业内容。其次，学生根据例题要求开始主动答题。解题思路需要基本的物理观念做支撑，在滑雪爱好者推动雪球的过程中，物理“运动观”在学生脑海初步形成[2]。学生根据自身基础，判断此过程中的摩擦力、推力、重力与弹力。同时，在运动过程中，能量的转换形式得到明确。学生联系生活经验，进行科学的分析，在解题中有效锻炼学生的抽象思维。最后，学生在头脑中进行“模型建构”，或在练习本中绘制草图，用以分析各段路程的实际运动情况。同时，按照公式进行计算，将滑雪板与雪球相撞后的瞬时速度计算出来，有效解题，提高自身的核心素养，满足物理课程教育的要求。

（二）设置启发性问题

物理选择题一般具有启发学生的作用。物理教师在作业设计时，有意识设置启发性问题，激发学生的学习兴趣，提高课后作业的实际效果。首先，阐明例题的立意，着重巩固学生某一模块的基础知识。例如：某物理教师为巩固学生重力模块的知识，在例题设计中，设置探究性知识，而不是通过简单翻阅教材就能得到的知识点。考查重力知识的选择题花样百出，其中直接论述类型的题目难度较小，启发学生探索知识的作用不大。山东2019年临清月考题目：下列关于重力的说法正确的是？该题目作为课后习题的参考价值不大，需要通过科学的设计调整，不断优化例题，促进学生科学思维能力的提升。物理教师对题目进行改进，优化设计后的物理作业习题如下：下列关于重力的描述，正确的是？每个选项从多个角度描述重力的特征，包括在不同空间、时间重力的特点，体重计的读数等。学生在实践过程中，对选项信息进行判断。根据重力的定义，结合人站立姿势的不同，对自由落体运动进行分析，以此判断物体与速度变化的关系。以A选项为例，如果地面上一切物体不受重力的作用，则所有物体都会飘浮在空中。学生对自然空气状态下的物体进行分析，一旦缺少重力，物体会受到空气浮力的作用，从而飘浮在空气中。在解题过程中，学生需要充分利用知识，对重力加速度、空气浮力等要素进行分析。其次，学生对B选项进行判断，选项主要是对体重计读数知识的考查。结合生活经验，学生对体重计读数的大小进行思考。在科学思维下，学生对重力加速度知识进行学习与巩固。最后，得出准确的结论，物理作业的优化设计得到有效应用，满足核心素养提升的要求。

（三）物理图像设计

物理学科考查学生数形结合的能力，大部分解题都需要绘制图形。因此，学生的图像处理能力提升尤为重要，是核心素养提升的重要组成部分。首先，培养学生的思维能力，避免学生依赖套公式进行解题。例如：船速问题是高中物理课堂常见的问题，根据游船的运动轨迹，计算船速或者加速度。在此过程中，题目会为学生详细呈现游船的运动轨迹与运动状态，便于学生联系物理知识，绘制物理图像。物理教师课后作业优化设计时，将题目复杂化，着重考查学生的图像绘制与图解能力。即使考查匀变速直线运动或牛顿定律，也要以图解方式为切入点，培养学生良好的做题习惯。另外，在核心素养下，教师对学生的开放性思维进行开发，培养学生思维构图的能力。部分抽象思维能力较强的学生，通过观察即可定位答案，有效提高物理作业优化设计的实践效果。其次，物理教师对例题进行优化，将物理图像设计融入例题中。例如：某轮船在各个运动阶段，所产生的加速度、位移准确反应在图形中。轮船的质量为8000千克，坐标系横坐标代表时间，纵坐标则代表运行速度。其中，0到40秒时间段，轮船的运动速度在匀速增长，最大达到4.2米每秒。40到640秒阶段，轮船以4.2米每秒的速度匀速前进。而640到720秒阶段，轮船速度匀速下降，并最终达到0.2米每秒。题目要求学生详细计算640到720秒阶段，轮船所受到的合外力大小。同时，结合轮船运动轨迹，求解轮船的平均速度。最后，学生根据图像信息，结合理论知识，对不同阶段的初速度与末速度进行求解，以此计算轮船的位移、加速度等信息。另外，依据牛顿定律，求解合外力大小，得到准确的数值。学生在作业中不断提高图形分析能力，促进核心素养的提升。

（四）构建物理模型

为减轻物理教师布置作业的压力，激发学生学习兴趣。教师为学生分组，要求其编制习题，处理不同类型的物理问题。首先，培养学生模型构建能力。例如：某物理教师以2018年海南卷中的习题为切入点，为学生科学布置作业。教师对习题进行优化设计，着重考查学生的建模能力。教师将生活情境问题作为考查对象，为学生有效布置模型作业。其中，以能量守恒定律为基础，要求学生对“过山车”游戏进行计算，其中涉及大量的物理过程与物理知识。习题中要求学生计算过山车在圆轨道最高点与最低点位置的压力。该习题的解题思路需要学生构建物理模型，采用质点代替过山车，将过山车的运动轨迹绘制出来。并对过山车进行受力分析，得到准确的结果[3]。其次，学生根据题目内容，得到重要信息。例如：某学生绘制过山车抽象模型，以物块A作为过山车，物块进入斜直轨道，以圆周运动为主，形成圆形轨迹。其中斜直轨道的长度为10米，轨道与地面的夹角为37度，半圆轨道的半径则为2米。学生根据物理知识，运用能量守恒定律与圆周运动知识，得到准确的答案。最后，物理教师通过巧妙的作业设计，引导学生树立化曲为直、抽象思维的思想。同时，结合生活中的实际情景，不断更新学习方法，优化作业设计，提高学生的物理建模水平。物理模型的学习趣味性较浓，教师为营造更加良好的学习氛围，为学生提供交流的机会。学生在课下进行深入交流，交换意见，提高建模水平，促进核心素养的不断提升。

（五）小组合作探究

高中物理实验较多，教师通过组建学习小组的形式进行物理作业的设计。例如：在机械能守恒定律下的小组实践设计，教师要求小组合作展开探究。首先，小组成员分工合作，保证实验的进行。题目内容如下：墙体上部悬挂小物块A，在绳子的作用下发生机械运动，运动轨迹为半圆。其中小物块与垂直方向的运动夹角为α，小球B则从墙高为P米的高度作抛物线运动。学习小组需要基于机械能量守恒定律与圆周运动规律等知识进行研究。该课题属于较为开放性的题目，难度相对较大。因此，教师以小组的形式开展活动，在增加学习趣味性的同时，提高学生的合作能力。部分学生充分发挥想象，突破教学局限，采用提出问题、假设、猜想的方式，逐步对实验内容进行了解。其次，该模式教学能够有效锻炼学生的动手能力。学生根据实验数据，不断分析、筛选有用信息，形成结论，提升获取证据的能力。小组实验过程中，教师积极引导学生交流实验内容，爱护实验器材。长期的训练，学生探索能力得到增强，合作意愿不断提高，动手能力与思维能力得到长足的发展。最后，教师针对学生小组研究的学习成果进行总结，并为每个小组做出客观的评价。学生针对小组不足之处进行探讨，不断认识到自身角色的重要性。在小组合作探究过程中，物理作业趣味性浓厚，学生在良好的学习氛围下不断提升自我。另外，教师定期更换小组成员，使学生在小组进行角色转换，发挥自身的优势。

三、核心素养下高中物理作业优化设计的有效措施

（一）提高教师综合素质

物理教师的水平直接影响物理作业优化设计的成果。在核心素养下，高中学校加强对物理教师队伍的培养。首先，组织开展人才交流活动。通过向重点高中物理学科的学习，不断丰富本校教师的经验。例如：某普通高中物理教师在人才交流活动中被派往当地重点高中学习。学习过程中，物理教师了解当地物理教师课后作业的设计方法。同时，根据学生实际情况，教师对教学方法做出调整，不断提高自身水平，促进学生更好地吸收知识[4]。其次，学校以专门讲座的形式，邀请教育部门专家针对核心素养下物理学科的优化方向进行理论讲座。讲座中，专家深入剖析该校的师生情况，给出客观的建议，为物理教师综合素质的提高起到较大的促进作用。最后，学校为物理教师提供进修机会，教师在外出学习阶段，不断提高教学水平，促进教学质量的提高。

（二）营造良好的学习氛围

良好的课堂氛围是物理教学活动开展的基础。为营造良好的课堂氛围，物理教师要建立课堂制度。首先，在课上学生需要认真听讲，教师对扰乱课堂的学生进行处理，保证课堂严肃的教学氛围。而讨论阶段，教师为学生提供舒适的交流空间。尤其是物理作业的答疑阶段，学生可以自由发言，向教师或同学请教。在答疑过程中，课堂气氛较为活跃，学生的学习效果极佳[5]。其次，教师为学生提供展示自我的机会，学生举手请示教师，获得许可后，演示难题的解答过程。尤其是次日的物理作业，教师鼓励学生上台演练，以此促进学生思维开发，使学生能够多角度看待物理问题，提高物理学习的多样性。最后，教师布置课后作业，为延续课堂浓厚的学习气氛，教师组建学习小组，并对小组成绩进行排名，鼓励学生完成课后作业。

结束语

综上所述，文章通过对高中物理作业优化设计的必要性进行分析，为物理学科发展提供理论支撑。同时，物理教師通过作业内容生活化、设置启发性问题、加强图像设计、构建物理模型、开展小组合作探究等形式，不断提高物理作业优化设计成果。并促进高中生核心素养的显著提高，满足社会对高素质人才的需求。

参考文献

[1]陆丁龙.反刍单：提升作业效能的一个有效抓手：以高中物理课后作业为例[J].物理教学，2023，45（4）：8-11.

[2]文金宝，罗成.高考评价体系视域下的高中物理单元作业设计：以“运动和力的关系”作业设计为例[J].物理教学，2023，45（3）：71-74.

[3]胡恩惠，王峰，王巍.“懂而不会”现象的有效解决策略：以“单摆”课时作业设计为例[J].物理教学，2022，44（11）：19-23.

[4]张保雷，邱学云.基于高考试题高中物理进阶作业设计促进深度学习的探索[J].文山学院学报，2022，35（5）：100-105.

[5]蔡洪艳.“双减”政策背景下高中物理有效作业设计[J].物理教师，2022，43（4）：88-90.