高中物理情境化作业设计的研究

蔡志威

摘 要：情境化作业对优化高中物理作业和培养学生核心素养具有积极影响。情境化作业是指将价值引领、物理知识、教学方法等整合，并与科技发明、生产生活等具体事例衔接，让学生在阅读的基础上提取有价值的信息，构建物理模型并论证，将遇到的问题解决，提高学生综合能力。为提升作业设计有效性，教师应根据学生的特点和学习目标，设计具有情境性的任务，引导学生探究和实践，让学生在思考和探索中掌握并内化知识。

关键词：高中物理；情境化；作业设计

高中物理教育的目标是培养学生的科学素养和实践能力。然而，传统的课堂教学方法往往过于注重理论知识的灌输，缺乏对学生实际问题的探究和解决问题能力的培养。因此，情境化作业设计作为一种新的教学方法被引入物理教学中，对促进学生的主动学习和创新思维有重要意义。教师在高中物理作业设计期间，应该在明确教学现状、要求以及学生实际情况的基础上，注重情境化的营造，减轻学生的学习压力和负担，激发学生对物理的学习兴趣，提升学生学科素养。

一、当前高中物理作业设计存在的问题

在高中物理教学中，作业设计是重要一环，起到帮助学生巩固和复习知识的作用，有助于学生水平的提升。但结合当前高中物理作业设计情况来看，存在的问题较多。在设计作业期间，经常存在内容过于抽象的情况，与学生的实际经验脱节，导致学生难以理解和应用。作业设计需要根据学生的实际水平和能力设置适当难度，然而部分教师设计的作业频繁出现超出学生理解能力的情况，使得学生无法完成作业。并且在部分作业设计中，还存在难度过低，无法激发学生的学习兴趣和挑战性的问题[1]。同时，若想将作业的作用充分发挥出来，辅助学生理解和内化知识，需要保证作业设计涉及多个学科领域，帮助学生综合运用所学知识。然而一些作业设计过于单一，只涉及物理学科的知识，缺乏与其他学科的交叉和综合。此外，作业设计应该满足不同学生的学习需求和兴趣，但就目前的作业设计情况来看，统一化特征明显，很难让学生的个性化学习需求得到满足，最终使得学生对作业缺乏积极性和主动性，不利于学生物理水平与学科素养的提升。

二、高中物理情境化作业设计的原则和要点

（一）高中物理情境化作业设计的原则

为保证高中物理情境化作业设计的合理性与科学性，教师应该严格按照主题化、结构化、项目化和层次化展开，具体分析如下：

1.主题化：现阶段，教师在设计情境化作业期间，大多只针对单一题目，情境之间的关联度不高，习题之间缺乏连贯性，导致作业效果无法达到预期。对此，教师在设计作业过程中，应该严格遵循主题化原则，围绕一个特定的主题展开，突出作业设计的整体性，使学生能快速理解和应用物理知识[2]。教师可以选择与能源、力学、光学等相关的主题，通过设计与主题相关的情境，激发学生的兴趣和探索欲望。

比如：教师在对“磁场及其描述”知识点讲解后，可以设计以下作业。

（1）画出通电直导线、通电螺线管、环形电流的三视图。

（2）画出你知道的匀强磁场并说明哪部分为匀强磁场。

（3）如图所示，a、b是直线电流的磁场，c、d是环形电流的磁场，e、f是通电螺线管的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向。

将“常见的几种磁场”作为情境素材，从认识——了解——探究——操作，展开情境化的作业设计，体现主題化的同时，帮助学生将形象思维和抽象思维结合，激发学生大脑创造力[3]。学生在面对枯燥冗长的物理题目时，看到画图题，思维会发散，完成作业的动力也会被激发。

2.结构化：情境化作业设计应具有明确的结构，包括引入、发展和总结等部分。引入部分可以通过提出问题、呈现实际案例或引用相关资料等方式，引起学生的思考和兴趣。发展部分可以设计一系列有关物理知识和实验的问题或任务，引导学生逐步深入学习和探索。总结部分可以要求学生对所学知识进行归纳总结，或提出进一步的思考和展望。

比如：教师在对“万有引力定律及航天”单元知识点讲解完毕后，可以展开情境化作业设计，将作业分成几个模块：

（1）感悟生活：从生活情境出发，要求学生观察日常生活中的重力作用，如：为什么掉落的物体会落地？为什么我们能站立？学生可以记录下自己的观察和感受，思考万有引力对我们生活的影响。

（2）类比结构：让学生通过类比的方式理解万有引力定律，如：让学生想象自己在一个旋转的游乐设施上，体验到离心力和向心力的作用。学生可以用图表或文字形式描述他们的类比体验，进一步理解万有引力定律。

（3）迁移应用：要求学生思考万有引力定律在航天中的应用，如：为什么宇航员在太空中会感到失重？为什么卫星能够绕地球运动？学生可以用文字或图片展示他们的思考结果，了解航天技术中的重力影响。

（4）情境实践：设计一个小实践活动，让学生在实际情境中应用万有引力定律，如：让学生制作一个简单的陀螺仪，观察其旋转的原理，记录下实践过程中的观察和结果，进一步巩固对万有引力定律的理解。

（5）实验探究：提供一个简单的实验任务，让学生通过实验现象来探究万有引力定律，如：要求学生通过不同高度和质量的物体自由落体实验，观察它们的落地速度和加速度的关系。探究过程中，学生要整理实验数据并分析，深化对万有引力定律的理解。

（二）高中物理情境化作业设计的要点

1.创设现实情境。在对高中物理情境化作业设计过程中，教师要创设接近现实的问题情境，能够贴近学生的实际生活，以提高学生作业主动性为基础。在作业设计环节，应该让学生的作业过程更为真实，突出学生的体验感，帮助学生内化并理解知识[4]。在具体作业设计中，对学生的实际情况与能力综合考量，在明确社会生产以及生活中的事物现象的基础上，设计相应的题目，并在保证现实问题性质不改变的前提下，对问题科学处理，将真实问题情境作为依据，促进学生全面发展，保证学生能形成物理模型和科学思维，让学生快速掌握理论知识，可以尝试解决生活中的各类物理问题。

2.明确作业内容。为提高作业设計的合理性与可行性，教师在情境化作业设计过程中，还要提出开放式或者半开放式的问题，侧重对学生课堂外动手操作能力的培养，让学生能够通过小组合作等方式，增强合作意识与协调能力。通过情境化的作业设计，促进学生全面发展，让学生真正做到学以致用。在作业具体设计过程中，不需要有标准化的答案，教师要鼓励学生独立思考和推测，鼓励学生将自己对物理作业完成过程的思路讲解出来，让学生在应用知识的同时，养成严谨、科学的思维习惯。

3.作业评价的设计。为促进作业质量和效果的提高，教师在物理情境化作业设计过程中，也要保证评价的合理性与客观性。学生在完成教师布置的作业后，并不代表整个作业设计的完成，应该进行及时、科学的评价，做好信息反馈，让学生在完成作业后对作业的完成情况有全面的认识和了解，帮助学生认识到自己对于具体知识点的掌握情况，明确存在的不足和问题。同时，教师要尽可能利用鼓励性的语言和评语对学生展开评价，让学生对物理学习产生自信心，增强学生的参与主动性和积极性。

三、高中物理情境化作业具体设计分析

（一）制订作业目标

作业是基于教学目标和课时内容的学习任务，承担着诊断学生知识掌握情况和发展学生核心素养的作用。在作业设计过程中，作业目标与习题的设计、编排、取舍有密切联系，同时关系到学生的作业质量和效果。因此，在对高中物理情境化作业设计过程中，首先要制订明确的目标，结合教学内容与需求，并在对学生实际能力掌握的前提下，保证作业目标设计的合理性，为后续学生作业提供帮助。在目标制订时，应该注重对学生观察、实验、推理以及解决问题能力的培养，增强学生运用物理知识解释和分析现象的能力，提升学生的实验设计与数据分析能力，强化学生合作与沟通能力。

比如：教师在讲解完“运动的合成与分解”知识点后，应该制订以下目标：

（1）理解运动的合成与分解的概念。

（2）能够运用合成与分解的原理解决相关物理问题。

（3）培养学生的观察、实验和分析问题的能力。

基于目标要求，将作业的题型和题量、对应学科水平的分步进行统计，保证目标覆盖和相应重难点内容习题分布的合理化。具体为：

理论部分：

提供合成与分解运动的相关概念和公式，让学生通过阅读理解其意义。

提供实际生活中的例子，要求学生分析并解释涉及合成与分解运动的情况。

实验部分：

设计简单的实验，让学生通过观察和记录数据，验证合成与分解运动的原理。

要求学生根据实验结果，总结并归纳合成与分解运动的规律。

计算与应用部分：

提供运动合成与分解的问题，要求学生运用所学知识解决，并给出详细的解答过程。

引导学生思考一些实际问题，如运动员奔跑时的速度合成与分解，让学生运用所学知识进行分析和解决。

（二）筛选设计对象

与传统的作业不同，情境化作业具有较强的综合性特点，要求学生在对基础知识掌握的基础上，学会迁移和运用，发展学生的创新思维。所以，在对情境化作业设计期间，应该对目标的学习水平及学科能力水平综合考量，明确是否与情境化的功能相匹配。针对不需要情境化便能实现知识巩固和能力提高的练习题，要避免过度情境化，确保情境的合理运用，提高作业的质量，让学生能通过作业提升自身的水平与能力。

（三）情境化作业的设计

在对高中物理情境化作业设计过程中，教师可以结合教学内容，设计不同的作业情境，让学生对作业产生浓厚兴趣，可以自主完成，提高学生的物理水平，强化学生的学科素养。

1.问题情境作业的设计。真实且具体的情境对学生视野的拓宽有较大促进作用，也能为学生学科素养的形成打下坚实基础，更能促进学生整体能力的提高。因此，在对情境化作业设计过程中，教师应该合理创设问题情境，将作业与学生实际生活经验有效衔接，设计出满足学生实际情况的情境。同时，也可以考虑使用图表、图片、视频等多媒体形式，激发学生的兴趣及参与度，让学生能快速完成作业。在作业设计过程中，教师也可以引入一些新颖的元素，包括科技、环境保护等，让学生的创造力和思维能力得到提高。考虑到学生的认知水平和学习进度，在问题情境化作业设计时，难易度需要有一定的挑战性和成就感。此外，结合多个知识点，让学生进行综合运用与分析，促进学生学习效果的提升。

比如：教师在对“电磁感应现象及其应用”知识点讲解完毕后，可以以真实情境为依托，引导学生主动地对问题进行分析、综合、抽象、推理，最后得出结论，培养学生发散思维，提升学生的学科素养。具体可以设计以下问题：

（1）小磁针静止时为什么会指向地球的南北极？（用一个条形磁铁来模拟地球，进行解释）

（2）磁在现代生活或古代生活中的应用并解释其原理。（三个以上）

通过对此类题型的设计，学生可以对知识进一步延伸和迁移，将知识应用于实际，有利于学生内化和理解知识。

2.实践探究情境作业设计。在高中物理教学中，实践是重要一环，有利于学生实践与创新能力的提高。因此，在情境化作业设计期间，教师可以设计实践探究的作业，让学生在真实的情境中探索和研究，引导学生通过实践掌握并内化知识，在完成作业的过程中巩固物理知识。

比如：在学习完“初识电磁波及其应用”知识点之后，在作业设计环节，由于此部分知识点较为抽象，学生的学习难度大，很难在短时间内掌握知识。为让学生了解电磁波的存在形式和作用，教师可以设计如下作业：

（1）查找资料，了解微波炉的构造和工作原理。

（2）按照说明书使用微波炉加热一道菜品，完成一份关于微波炉的学习报告，其中要包括微波炉的相关物理知识、实践体会以及操作步骤。

通过对此种方式的合理利用，学生不仅可以认真完成作业，也能从直观化的层面理解电磁波的相关知识，有利于学生学习效率的提高，更能激发学生对物理学习的兴趣。

3.分层情境化作业设计。情境化作业设计应根据学生的不同能力水平和学习阶段，设置不同的层次和要求。对于基础较为薄弱的学生，可以设计基础性的问题和实验，帮助学生建立起物理知识的基础。对于水平较高的学生，可以设计探究性的问题和开放式实验，培养学生的创新思维和解决问题的能力。通过层次化的设计，满足不同学生的需求和发展。

比如：教师在对“重力与重心”知识点讲解完毕后，可以根据学生的能力和水平设计，分层展开，满足学生的个性化学习需求。“重力与重心”考查的目标是：理解力的概念和性质、力的分类方法、力的三要素，会画力的图示和示意图，掌握重力的概念、大小以及方向，掌握找准物体重心的方法，懂得判断重心的移动。在设计时，将学生分成A、B、C三个层次，针对性设计。

A类作业：

题量 题号 难度系数 详细知识点

4 1 0.94 找物体重心的方法；判断物体重心的移动

2 0.94 力的概念及性质

3 0.85 力的概念及性质；力的三要素：大小、方向、作用点

4 0.85 画受力图或示意图

B类作业：

题量 题号 难度系数 详细知识点

4 1 0.65 判断物体重心的移动

2 0.65 力的概念及性质；力的三要素：大小、方向、作用点；重力的概念、大小和方向

3 0.65 力的概念及性质

4 0.65 重力的概念、大小和方向

C类作业：

题量 题号 难度系数 详细知识点

3 1 0.65 力的概念及性质

2 0.65 重力的概念、大小和方向

3 0.4 重力的概念、大小和方向；找物体重心的方法；判断物体重心的移动

（四）实施作业评价

有效的作业评价可以反馈教学目标的达成情况，让教师对教学的重难点灵活调整，确定考试的侧重点，让课堂、作业、考试有效衔接在一起。因为很多情境问题没有标准答案，所以在评价过程中，教师采用的方式方法应该具备多样化、动态化特点，在形式上给定答案要领，结合评价要点及学生作答的能力水平，合理进行层次划分，保证通过客观的评价，学生能认识到自身存在的不足和问题，从而合理调整学习方法。在具体评价中，应该依照作业的目标和学生能力制定评价标准，包括准确性、逻辑性、创造性等。作业的评价方式可以利用不同形式，包括书面评价、口头评价、小组讨论等，需要结合实际情况选择最佳的评价方法。为了方便评价，教师要设计相应的评价工具，包括评分表、评价表格等，评价工具要明确具体的评价指标和分值，对学生的表现能做出公正评价。在评价作业时，需要关注学生在解决问题期间的思考和分析能力，不仅要关注答案的正确与否，也要评价学生的解题思路、解题方法、問题分析能力。教师在评价过程中，评语内容要适当丰富，以激励为主，将夸赞性评语、肯定性评语、批评性评语等有效融合。在每一次学生纠错后，要求学生反思，归纳科学思维方法和解题策略。

批改作业是教师了解学生学习情况的主要方法，在批改作业时，教师应该及时纠正学生的错误，促进学生全面发展。为实现此目标，教师要做到及时批改，有效批改，可以采取随堂批改或者学生相互批改的方式。批改完的作业，第一时间发回，及时讲解，让学生学会自我反思。在讲解作业期间，注重分析解题的思路，让学生学会读题，对题目中的关键词深入分析，慢慢学会解题技巧。教师也要引导学生在课堂上大胆发言，了解学生的解题思路，发现学生学习过程中存在的问题，并通过点拨让学生找到适合自己的学习方法。

结束语

综合而言，情境化作业设计在高中物理教学中具有重要的教学价值和实践意义。通过情境化作业设计，可以激发学生的学习兴趣和主动性，提高学生的学习动机和学习成绩。然而，情境化作业设计的实施还存在一些问题和挑战，如教师的教学能力和时间管理等。因此，教师在实施情境化作业设计时，要注重教学方法的灵活运用，合理安排教学时间，以便更好地发挥情境化作业设计的教育作用，让作业设计在不同学生群体中适用，推动高中物理教学的改革和发展。

参考文献

[1]张月祥.生活化教学模式在高中物理教学中的应用探究[J].学周刊，2023（27）：105-108.

[2]李峰.高中物理作业形式的设计与实现[J].考试周刊，2023（30）：111-114.

[3]俞如楠.核心素养下的高中物理作业设计研究[J].数理化解题研究，2023（21）：74-76.

[4]朱暑波.优化作业设计，培养科学思维：以“电磁感应及其应用”单元为例[J].新教育，2023（22）：23-25.