許 志，李秋霞

1.南京市教學(xué)研究室，南京 210001

2.南京市棲霞區(qū)教師發(fā)展中心，南京 210028

2021年4月，教育部頒發(fā)的《關(guān)于加強(qiáng)義務(wù)教育學(xué)校作業(yè)管理的通知》中明確提出，作業(yè)設(shè)計要創(chuàng)新作業(yè)類型方式；中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳在《關(guān)于進(jìn)一步減輕義務(wù)教育階段學(xué)生作業(yè)負(fù)擔(dān)和校外培訓(xùn)負(fù)擔(dān)的意見》中也明確要求，教師的作業(yè)設(shè)計要貼近學(xué)生實際。而目前的現(xiàn)狀是，不少教師布置作業(yè)往往還停留在“復(fù)制”和“粘貼”的層面，這樣布置的作業(yè)可能存在針對性不強(qiáng)、與教學(xué)實際有一定脫節(jié)的現(xiàn)象，這就需要教師在作業(yè)設(shè)計時應(yīng)具有對現(xiàn)有資源進(jìn)行“改編”的意識，并通過對現(xiàn)有作業(yè)素材的改編切實提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。本文主要從四個方面討論如何通過作業(yè)改編來提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。

1 明確研究對象，建立物理觀念

眾所周知，物理學(xué)習(xí)中，對物理現(xiàn)象進(jìn)行描述，明確研究對象非常重要。不少學(xué)生往往對此不夠重視，導(dǎo)致對物理概念認(rèn)知模糊。在此筆者以某版本教材8年級上冊第五章《物體的運(yùn)動》第四節(jié)“運(yùn)動的相對性”為例加以說明。

1.1 作業(yè)原型

小明和家人在玄武湖劃船游玩，若認(rèn)為小明是靜止的，所選參照物是

A.岸上的亭子 B.水邊的柳樹

C.飛過的白鷺 D.小明劃的船

分析：課程標(biāo)準(zhǔn)對本節(jié)內(nèi)容的要求是“知道機(jī)械運(yùn)動，舉例說明機(jī)械運(yùn)動的相對性”。本題的得分率一般能達(dá)到95%。在各類作業(yè)資源中，對運(yùn)動相對性的考查往往只選擇了運(yùn)動相對性的部分含義，一般都是給出物體的運(yùn)動狀態(tài)，要求學(xué)生判斷所選的參照物；或者給出參照物，要求學(xué)生判斷物體的運(yùn)動狀態(tài)。而學(xué)生解答這樣的問題正確率都很高，可這樣的結(jié)果能說明學(xué)生真正理解了運(yùn)動的相對性了嗎？

1.2 作業(yè)改編

小明和家人正在玄武湖劃船游玩，以船為參照物，小明是靜止的，要說明運(yùn)動的相對性，還需要的最佳依據(jù)是

A.以岸上的亭子為參照物，船是運(yùn)動的

B.以小明為參照物，船是靜止的

C.以飛過的白鷺為參照物，小明是運(yùn)動的

D.以船上的家人為參照物，小明是靜止的

分析：作業(yè)改編后，全面考查學(xué)生對運(yùn)動相對性的理解，單獨(dú)看每個選項本身的表述都是正確的，但結(jié)合題干信息，并不是每個選項都符合要求。本題正確答案為C選項。本題改編后，得分率降為60%。

本題解答過程中，選A選項的學(xué)生超過40%，有不少學(xué)生往往看到“運(yùn)動”和“靜止”這兩個詞就以為是運(yùn)動相對性的表述。而忽視了對“研究對象”的重視。教材中提到：“對于同一個物體，由于選取的參照物不同，我們可以說它是運(yùn)動的，也可以說它是靜止的。機(jī)械運(yùn)動的這種性質(zhì)叫作運(yùn)動的相對性?！睋Q句話說，對運(yùn)動相對性的描述始終是針對同一個物體而言。題干中描述的研究對象是“小明”，而選項中表述的研究對象有“小明”和“船”，如果選A選項（研究對象是船），雖然有“運(yùn)動的”和題干中的“靜止的”相對應(yīng)，但由于研究對象發(fā)生了變化，所以A選項不能為運(yùn)動相對性提供最佳依據(jù)。

1.3 啟示

關(guān)于研究對象問題，課后筆者和學(xué)生有以下交流：

師：請同學(xué)們仔細(xì)觀察教室外的另一幢樓，請問它動了嗎？

生1：（學(xué)生仔細(xì)看了一會兒）沒動。

生2：確實沒動。

生3：真沒動。

生4：是沒動啊！

有四個學(xué)生連續(xù)回答說教室外的另一幢樓沒有動，說明通過本節(jié)課的教學(xué)在學(xué)生頭腦中并沒有形成正確的“物理觀念”。運(yùn)動的相對性告訴我們，對物體運(yùn)動的描述是相對的。學(xué)生頭腦中的前概念就是描述物體運(yùn)動時，在潛意識中常習(xí)慣以地球為參照物。值得欣慰的是，當(dāng)筆者請班級的課代表回答這個問題時，該學(xué)生眨了眨眼，然后在班級里走動起來，且一邊走一邊說，“老師我是這樣理解的，如果以我為參照物，對面的那幢樓就是運(yùn)動的。您說對嗎？”面對這樣的學(xué)生，筆者露出了會心的一笑。

研究對象的選取在整個物理學(xué)科的學(xué)習(xí)過程中一直處于非常重要的地位，在后續(xù)力學(xué)和電學(xué)的學(xué)習(xí)過程中也經(jīng)常涉及這一點(diǎn)，以上交流和對作業(yè)的改編，使得學(xué)生能在今后物理內(nèi)容的學(xué)習(xí)中重視研究對象的選取，這一點(diǎn)對今后學(xué)好物理非常重要。

2 加強(qiáng)反思追問，凸顯科學(xué)思維

科學(xué)思維是物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分。為此，教師在布置作業(yè)時，要把培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的能力放在重要的位置。以下關(guān)于浮力的一道習(xí)題可以說明科學(xué)思維的重要性。

2.1 作業(yè)原型

某版本教材8年級下冊第10章《壓強(qiáng)與浮力》第四節(jié)“浮力”的“WWW”中給出了以下習(xí)題：

在一只塑料袋中裝入大半袋水，用彈簧測力計測出盛水的塑料袋所受重力的大小。再將塑料袋浸入水中，觀察浸入過程中彈簧測力計示數(shù)的變化。當(dāng)塑料袋中的水面與容器中的水面相平時，觀察彈簧測力計的示數(shù)（圖1）。記錄你看到的現(xiàn)象，由此你能得出什么結(jié)論？

圖1 教材中實驗示意圖

分析：以上練習(xí)實際上是通過水袋實驗來驗證阿基米德原理。通過本題練習(xí)，學(xué)生似乎已經(jīng)理解了課堂教學(xué)中浮力的相關(guān)知識。以下是教師操作該實驗過程中師生交流的過程。

師：塑料袋浸入水中的過程中，彈簧測力計示數(shù)是如何變化的？

生：逐漸減小。

師：當(dāng)塑料袋中的水面與容器中的水面相平時，彈簧測力計的示數(shù)多大？

生：幾乎為零。

師：根據(jù)你看到的現(xiàn)象，你能得出什么結(jié)論？

生：盛水塑料袋受到的浮力等于其所受到的重力，浮力的大小等于物體排開的液體受到的重力。

這段對話反映了學(xué)生的觀察能力和根據(jù)現(xiàn)象判斷結(jié)論的能力，但是能不能表示學(xué)生真正理解了阿基米德原理呢？我們可以對習(xí)題做如下改編來考查學(xué)生的科學(xué)思維。

2.2 作業(yè)改編

為了檢測學(xué)生是否真正理解影響浮力大小的因素。我們在原題的基礎(chǔ)上，增加了兩個追問：

追問1：該實驗中為什么要選用塑料袋？在塑料袋中為什么要裝入大半袋水？

追問2：在本實驗的基礎(chǔ)上，如何利用控制變量法驗證浮力大小與物體所排液體密度的關(guān)系？請寫出實驗操作要點(diǎn)和實驗現(xiàn)象。

分析：學(xué)生在解答以上兩個“追問”的習(xí)題時，暴露出很多問題。

追問1要求學(xué)生能理解選用塑料袋是利用了塑料袋透明的特點(diǎn)，以及塑料袋比較輕，可以忽略它的重力對實驗結(jié)果的影響。而裝入大部分水，也是為了便于觀察“塑料袋中的水面與容器中的水面相平”這個現(xiàn)象，同時也是為了保證袋中的水重遠(yuǎn)大于袋重。而此時彈簧測力計的示數(shù)幾乎為零，正好說明了物重等于浮力，而排開的水重又等于物重，所以物體所受浮力等于其排開的水重。本實驗的巧妙之處就是塑料袋的內(nèi)外都是水，有助于學(xué)生理解阿基米德原理。教學(xué)實踐表明，不少學(xué)生對此理解不到位。

追問2對學(xué)生提出了更高的要求。有的學(xué)生提出將水袋內(nèi)的水換成密度大于或小于水的液體，但由于水袋是我們的研究對象，不宜更換，所以只能更換水袋外的液體，也就是將水袋外的水換成其他液體。于是，有的學(xué)生在操作步驟中就將水袋外的水換成酒精（密度小于水）和醬油（密度大于水），接下來的問題是題干中有用“控制變量法”的要求，即前后兩次實驗要控制V排相同，怎樣才能做到這一點(diǎn)呢？水袋外的液體應(yīng)該換用密度小于水的液體，這一點(diǎn)學(xué)生往往考慮不全。因為如果將水袋外的水換成醬油，則實驗過程中就無法保證V排相同（根據(jù)阿基米德原理，袋內(nèi)水面高于袋外醬油表面時，彈簧測力計的讀數(shù)就為零了）。所以，要驗證浮力大小與液體密度的關(guān)系，實驗操作要點(diǎn)是將水袋外的水換成酒精，實驗現(xiàn)象是當(dāng)塑料袋中的水面與容器中的酒精液面相平時，彈簧測力計有示數(shù)，說明物體所受浮力的大小與其所排液體的密度有關(guān)。

2.3 啟示

以上作業(yè)改編通過兩個“追問”，將原有習(xí)題考查的內(nèi)容進(jìn)行了“升華”，重點(diǎn)突出了對學(xué)生科學(xué)思維能力的考查。實際上，“追問”的手段在教師布置作業(yè)時會經(jīng)常用到，對于基礎(chǔ)相對較弱的學(xué)生，我們可以在原有習(xí)題的基礎(chǔ)上追問一些基礎(chǔ)性問題；而對于基礎(chǔ)較好的學(xué)生，我們又可以追問一些能力要求更高的問題。這樣我們就能做到把學(xué)生放在心中，體現(xiàn)思維的層次性。

3 提倡質(zhì)疑創(chuàng)新，強(qiáng)化科學(xué)探究

物理學(xué)科是一門實驗科學(xué)，很多物理概念和規(guī)律都是在實驗的基礎(chǔ)上得到的，而為了達(dá)到同一實驗?zāi)康乃O(shè)計的實驗方案往往有多種，對多種實驗方案進(jìn)行科學(xué)評價，有助于對學(xué)生質(zhì)疑創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，多設(shè)計一些這樣的作業(yè)也是加強(qiáng)作業(yè)拓展性的有效措施。

3.1 作業(yè)原型

某版本教材9年級上冊第11章《簡單機(jī)械和功》第一節(jié)“杠桿”的“WWW”中給出了以下習(xí)題（圖 2）。

圖2 教材習(xí)題

分析：本題重在考查學(xué)生對杠桿平衡條件知識的應(yīng)用。課標(biāo)的對應(yīng)要求是：通過實驗，探究并了解杠桿的平衡條件。如何體現(xiàn)本實驗的探究性呢？我們對本題做了進(jìn)一步改編。

3.2 作業(yè)改編

物理興趣小組的同學(xué)，利用如圖3所示的裝置，在杠桿支點(diǎn)的兩邊分別掛上鉤碼來探究杠桿的平衡條件。

（1）如圖3甲所示，為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將右端的平衡螺母向 ______（選填“左”或“右”）移動，將杠桿調(diào)在水平位置平衡的目的是為了方便測量_________。

圖3 探究杠桿平衡條件實驗示意圖

（2）實驗中測得的數(shù)據(jù)如表1所示，表格中漏填的數(shù)據(jù)為_________N。

表1 探究杠桿平衡條件實驗記錄表

（3）有的同學(xué)按現(xiàn)有方案得出如下結(jié)論：“動力×支點(diǎn)到動力作用點(diǎn)的距離=阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”。這個結(jié)論與杠桿平衡條件不符，原因是實驗過程中______（填字母）。

A.沒有改變力的大小

B.沒有改變力的方向

C.沒有改變力的作用點(diǎn)

D.實驗次數(shù)較少，結(jié)論具有偶然性

分析：本題增加的第（3）問重在強(qiáng)調(diào)實驗過程中對學(xué)生“質(zhì)疑創(chuàng)新”能力的培養(yǎng)。應(yīng)該說，實驗結(jié)論有問題，可能是實驗過程有問題，過程中的問題出在哪里？我們思考的出發(fā)點(diǎn)應(yīng)該是力的三要素，因為影響力的作用效果的因素有大小、方向和作用點(diǎn)。杠桿的轉(zhuǎn)動也是力作用的效果。所以，尋找問題的出發(fā)點(diǎn)應(yīng)該聚集在實驗過程中的三次數(shù)據(jù)改變中有沒有改變力的三要素，這是問題的根本。顯然，三次實驗中選取力的大小和作用點(diǎn)都改變了，唯獨(dú)力的方向沒有改變，因此造成“這個結(jié)論與杠桿平衡條件不符”的原因就是B選項。但是不少學(xué)生在D選項上出現(xiàn)了糾結(jié)，原因就是他們的耳邊響起了老師的話——實驗結(jié)論具有的偶然性大都是實驗次數(shù)過少造成的。

3.3 啟示

實驗教學(xué)中，對于一些有“問題”的結(jié)論，不少教師往往歸結(jié)為以下兩點(diǎn)：一是實驗有誤差；二是實驗次數(shù)過少，結(jié)論具有偶然性。在課后的調(diào)研中，我們對改編的習(xí)題第（3）問還增加了一個選項——“E.實驗過程存在誤差”，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不少學(xué)生還是毫不猶豫地選擇了這個選項，他們的理由很簡單，“因為我們老師常講，實驗中的問題大多與實驗誤差有關(guān)”。這種現(xiàn)象應(yīng)該值得我們深思。實驗教學(xué)中我們應(yīng)該秉承科學(xué)的態(tài)度，不能把一切后果都?xì)w結(jié)于“實驗誤差”。這才是科學(xué)探究所倡導(dǎo)的科學(xué)精神。

4 鼓勵動手操作，提升實踐能力

2022版新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)了跨學(xué)科實踐在物理教學(xué)中的重要性。物理學(xué)與生活緊密聯(lián)系，教師在布置作業(yè)時不能只停留在書面作業(yè)，還要布置一些動手實踐的作業(yè)，讓學(xué)生在做中學(xué)，在實踐中學(xué)，這對學(xué)生真正理解物理概念和規(guī)律是非常有益的。以下關(guān)于摩擦力的作業(yè)改編就是提升學(xué)生實踐能力的一個例證。

4.1 作業(yè)原型

某版本教材8年級下冊第8章《力》第三節(jié)“摩擦力”的“WWW”中給出了以下習(xí)題：

下列各種現(xiàn)象中，哪些是為了增加有益摩擦，哪些是為了減小有害摩擦？各自又采取了什么措施？

（1）汽車在結(jié)冰的路面行駛時，在車輪上纏繞鐵鏈。

（2）用力壓住橡皮，擦去寫錯的字。

（3）移動很重的石塊時，在地上鋪設(shè)滾木。

（4）在衣服的拉鏈上涂些蠟。

分析：課標(biāo)要求要通過常見事例和實驗了解摩擦力。因此，對摩擦力的了解要求學(xué)生能列舉生活中與摩擦力有關(guān)的一些現(xiàn)象，同時能利用影響摩擦力大小的因素去解釋一些生活中的現(xiàn)象。本題所舉的事例中學(xué)生可能只對其中的第二點(diǎn)有切身體會。因此，有必要在摩擦力的教學(xué)中加強(qiáng)學(xué)生的體驗和感悟，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)向縱深進(jìn)展。以下關(guān)于摩擦力作業(yè)的改編，讓學(xué)生在游戲中體驗科學(xué)，達(dá)到了提升學(xué)生實踐能力的效果。

4.2 作業(yè)改編

如圖4甲所示，小明和小華伸平各自右手手掌，分別放在質(zhì)量分布均勻的長木板兩端的底部，木板始終保持水平狀態(tài)，木板的正中間放有一個蘋果，他們用力拉木板，誰會取勝呢？請談?wù)勀愕目捶?。你認(rèn)為取勝的一方主要靠的是什么？請你進(jìn)一步思考，利用今天所學(xué)的知識，失敗的一方如何改進(jìn)可以反敗為勝？你可以在班上選擇一位同學(xué)配合你，動手操作一下，看看你的方法是否有效？

分析：本題改編的素材來源于學(xué)生的課外活動。學(xué)生仔細(xì)審題后，能夠想到這個游戲能否勝利取決于“摩擦力”。實驗結(jié)果有不確定性，關(guān)鍵看誰和木板的接觸面之間粗糙一些。這個作業(yè)布置后，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生中出現(xiàn)了空前的研究高潮。同學(xué)們自選器材和其他同學(xué)進(jìn)行對抗。圖甲中左邊的同學(xué)失敗了，有趣的是游戲結(jié)束后，左邊的同學(xué)拉著右邊同學(xué)的手看了半天，雖然自己失敗了，還自嘲說，“看來我的手掌比你細(xì)膩哦！”孩子們一邊笑，一邊游戲，同時在游戲中深深體會到接觸面粗糙程度對摩擦力大小的影響。特別是失敗的一方聯(lián)想到影響摩擦力大小的因素除了接觸面的粗糙程度外，還有壓力的大小，為此他設(shè)計出了圖4乙的方案，乙圖中該同學(xué)在靠近自己的一端放上一只茶杯，從而增大了木板對自己手掌的壓力，游戲結(jié)果顯示左邊同學(xué)反敗為勝。當(dāng)然，不少同學(xué)還提出不放茶杯，把自己的手弄潮濕，結(jié)果同樣也取勝了。可以說，這樣的活動作業(yè)對學(xué)生理解物理規(guī)律非常有益，值得我們廣大一線教師去思考并踐行。

圖4 關(guān)于摩擦力的改編作業(yè)示意圖

4.3 啟示

一位著名教育家說過：“我聽過了，我就忘了；我看見了，我就記得了；我做過了，我就理解了?！憋@然，我們在布置作業(yè)時，如果能結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，多設(shè)計一些動手操作的作業(yè)，無疑對學(xué)生真正理解課堂學(xué)習(xí)的內(nèi)容大有裨益。而且這樣的作業(yè)基于實際情境，解決實際問題，不僅激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，而且讓學(xué)生終生難忘。

如果我們一線教師都能認(rèn)真學(xué)習(xí)課程標(biāo)準(zhǔn)，在備課時把作業(yè)的布置當(dāng)成一個重要的工作，同時能結(jié)合自己的教學(xué)實際，運(yùn)用自己的聰明才智對作業(yè)進(jìn)行“靈活改編”，就能真正提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)，切實做到“減負(fù)增效”。