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        雙減政策下初中物理作業(yè)設(shè)計(jì)深度研究

        2023-02-19 01:36:26畢祥奎
        物理教學(xué)探討 2023年1期
        關(guān)鍵詞:思維實(shí)驗(yàn)學(xué)生

        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,國家正式發(fā)布的雙減政策是國家教育部門針對小學(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],即對于知識的深度理解,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)識和深入理解,在認(rèn)識碰撞和知識系統(tǒng)化下形成的學(xué)科價(jià)值觀念,在理解、內(nèi)化、升華中對情境生成的科學(xué)認(rèn)識、事實(shí)判斷、批判質(zhì)疑及突破認(rèn)識[2-3]。

        高階思維是相對低階思維而言的(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、評價(jià)以及創(chuàng)造能力,要讓學(xué)生學(xué)習(xí)知識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)生對新物理概念的內(nèi)化、對物理情境的分析和識別、物理知識的應(yīng)用和升華過程。高階思維強(qiáng)調(diào)以深度理解為基礎(chǔ),發(fā)展學(xué)生在新情境和新問題中解決問題的遷移能力。

        為促進(jìn)學(xué)生高階思維,老師需要對習(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,問有什么感覺?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,問有什么感覺?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)。問感覺不同的原因是什么?流過舌頭的什么不一樣?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)請根據(jù)圖 2中的甲圖用畫線代替導(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?。?/p>

        (2)連接電路時(shí),開關(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________能,用電器電阻將_______能轉(zhuǎn)化為________能。

        設(shè)計(jì)意圖:從能量的角度認(rèn)識電源和用電器,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,閉合開關(guān)后觀察,______表的指針沒有明顯偏轉(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______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。通過對數(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)行多次測量的目的是___________________,下列實(shí)驗(yàn)多次測量的目的與本實(shí)驗(yàn)相同的是___________(選填符號)。

        ①測量物體的長度

        ②用伏安法測量定值電阻的阻值

        ③探究重力大小與質(zhì)量的關(guān)系

        設(shè)計(jì)意圖:通過對比辨析,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)如果斷開開關(guān),僅將 15 Ω 電阻換成 10 Ω后,立即閉合開關(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)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)的措施,完成數(shù)據(jù)所對應(yīng)的這組實(shí)驗(yàn)測量。

        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,請結(jié)合歐姆定律公式分析原因。

        (20)家用白熾燈總是在剛開燈的時(shí)候容易壞,請同學(xué)們設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),思考原因。

        設(shè)計(jì)意圖:問題來源于實(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)際問題的能力。

        3 結(jié)束語

        根據(jù)學(xué)生的能力水平分層布置作業(yè),對于基礎(chǔ)差的學(xué)生,只練習(xí)A(夯實(shí)基礎(chǔ))部分,對于基礎(chǔ)稍好的學(xué)生增加B(理解應(yīng)用)部分,對于優(yōu)生再增加C(思維拓展)部分。在知識層面,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),知識點(diǎn)有序布局,問題之間互相聯(lián)系而不孤立,避免類似問題簡單重復(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)置臺階,一題多問,幫助學(xué)生建構(gòu)知識體系;在素養(yǎng)層面,把核心素養(yǎng)可紙筆測驗(yàn)評價(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)知識解決實(shí)際問題的能力。通過這樣的深度學(xué)習(xí),提高學(xué)生分析問題、解決問題、創(chuàng)造新問題的能力,從而提升高階思維水平。

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