【摘" 要】作業(yè)是課堂教學的重要組成部分，是提高學生深度學習能力的有效手段。高中物理作業(yè)實驗化設計將高中物理作業(yè)與實驗進行創(chuàng)新聯(lián)姻，讓作業(yè)成為學生素養(yǎng)形成和思維培養(yǎng)的主陣地。本文通過深入分析實驗化物理作業(yè)在提高學生興趣、培養(yǎng)實驗能力和學科核心素養(yǎng)、減輕學生作業(yè)負擔等方面的作用，對具體的作業(yè)實驗化設計案例研究，發(fā)現高中物理實驗化設計能夠顯著提升學生的學習興趣、學習效果和綜合能力，這有助于培養(yǎng)具有實踐和創(chuàng)新能力的學生，對培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)具有促進作用，對高中物理教學也具有重要意義。

【關鍵詞】核心素養(yǎng)；高中物理作業(yè)；實驗化

一、高中物理作業(yè)實驗化設計的理論基礎

隨著教育改革的不斷深化，核心素養(yǎng)教育理念逐漸深入人心。在高中物理教學中，如何以核心素養(yǎng)為導向，對物理作業(yè)進行實驗化設計，成為當前教育領域關注的熱點問題。核心素養(yǎng)與高中物理作業(yè)實驗化設計的結合具有深厚的理論基礎，也對教師的教學理念、教學方法和評價方式提出了更高的要求，需要教師在實踐中不斷探索和完善。

實驗化設計作為高中物理作業(yè)的一種創(chuàng)新形式，其核心在于通過實驗活動，引導學生主動參與、積極探究，進而達到深化理解、提升能力的作業(yè)目的。高中物理作業(yè)實驗化設計與核心素養(yǎng)的培養(yǎng)有著天然的契合點。一方面，物理作業(yè)實驗化設計能夠為學生提供豐富的實踐機會，使其在實際操作中體驗物理知識的形成過程，從而加深對物理概念的理解；另一方面，物理作業(yè)的實驗活動需要學生具備科學思維、探究精神和責任意識等核心素養(yǎng)，這些核心素養(yǎng)又能在完成作業(yè)的過程中得到進一步提升。

在理論基礎方面，認知心理學、建構主義學習理論及人本主義教育理論等為作業(yè)實驗化設計與核心素養(yǎng)的結合提供了有力支撐。認知心理學強調知識的建構過程，認為學習是學習者主動建構內部心理表征的過程。物理作業(yè)實驗化設計通過引導學生參與實驗活動，使其在操作中建構對物理知識的理解，這符合認知心理學的學習規(guī)律。建構主義學習理論則主張學習是在一定的社會文化背景下，通過人際間的協(xié)作活動而實現的意義建構過程。高中物理作業(yè)實驗化設計鼓勵學生進行合作學習、共同探究，有助于培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作精神和科學探究能力。人本主義教育理論強調以學生為中心，關注學生的情感、態(tài)度和價值觀的培養(yǎng)。高中物理作業(yè)實驗化設計注重學生的體驗與感受，尊重學生的個性差異，有助于培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和責任意識。

二、高中物理作業(yè)實驗化設計的創(chuàng)新策略

在當前高中物理教學中，物理作業(yè)實驗化設計的重要性日益凸顯。為更有效地培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)，要對傳統(tǒng)的物理作業(yè)進行創(chuàng)新，將實驗設計融入其中。

（一）生活化實驗設計是實驗化作業(yè)創(chuàng)新的重要方向

通過將實驗內容與日常生活相結合，可以激發(fā)學生的學習興趣和好奇心。例如，可以設計一些與家用電器、交通工具等相關的實驗，讓學生了解物理原理在日常生活中的應用。這樣的設計不僅有助于鞏固學生基礎物理的知識，還能讓學生體會到物理學的實用性和趣味性。

（二）探究性實驗設計是實驗化作業(yè)創(chuàng)新的關鍵策略

教師通過引導學生提出問題、設計實驗方案、收集和分析數據，可以培養(yǎng)學生的科學探究能力和創(chuàng)新思維。在探究性實驗設計中，教師可以提供一定的問題情境，讓學生自主設計實驗解決問題。例如，可以設計一些探究力學、電磁學等基本規(guī)律的實驗，讓學生在探究過程中發(fā)現物理規(guī)律，提升其科學素養(yǎng)。

（三）合作性實驗設計是實驗化作業(yè)創(chuàng)新的有效途徑

小組合作可以讓學生共同完成任務，可以培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力和溝通能力。在合作性實驗設計中，教師可以根據學生的興趣和能力進行分組，讓學生共同完成一個綜合性實驗項目。這樣的設計不僅可以提高學生的參與度，還能讓學生在合作中相互學習、相互啟發(fā)。

（四）創(chuàng)新性實驗設計是實驗化作業(yè)創(chuàng)新的最高層次

通過鼓勵學生發(fā)揮創(chuàng)意，設計具有創(chuàng)新性的實驗方案，可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實踐能力。在創(chuàng)新性實驗設計中，教師可以提供一定的資源和指導，讓學生自主設計并完成一些具有挑戰(zhàn)性的實驗項目。這樣的設計不僅可以激發(fā)學生的創(chuàng)新精神，還能讓學生在實踐中不斷提升實驗技能。

以上策略的實施可以有效地提升學生的作業(yè)興趣和實驗能力，培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。同時這需要教師不斷地更新教學理念、作業(yè)理念和方法，為學生提供更加多元化、更具挑戰(zhàn)性的實驗化作業(yè)。在未來的教學實踐中，教師應繼續(xù)探索和完善作業(yè)實驗化設計的創(chuàng)新策略，以推動高中物理教學的持續(xù)發(fā)展。

三、高中物理作業(yè)實驗化設計案例

近年來在高中物理教學實踐中，越來越多的教師開始嘗試實驗化作業(yè)設計，以期培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新精神。下面結合幾個具體案例，介紹幾種實驗化作業(yè)設計的實踐方式及其效果。

案例一：實測加速度——自由落體運動的應用

為了讓學生深入理解自由落體運動的規(guī)律，教師設計了一項實驗化作業(yè)。實驗化作業(yè)要求學生利用身邊的物品（如小球、刻度尺、秒表等）設計并完成一個測量自由落體加速度的實驗。學生需要自主設計實驗方案，包括實驗步驟、數據記錄表格等，并在完成后提交實驗報告。

通過這項作業(yè)，學生不僅學會了如何測量自由落體加速度，還培養(yǎng)了其實驗設計能力和數據處理能力。同時，學生在實驗過程中也體驗了科學探究的樂趣，提升了學生對物理學習及作業(yè)的興趣。另外，還可以利用現有器材設計另一項實驗化作業(yè)：測量人的反應時間。

案例二：聽話的繩子——晾衣繩中的物理知識

在力的合成與分解（平行四邊形定則）教學后，教師設計了一項實驗化作業(yè)。實驗化作業(yè)要求學生利用簡單的器材（如晾衣繩、晾衣架、濕衣服、直尺等）探究驗證晾衣繩中的物理知識和幾何模型。學生通過實際操作與測量得出結論：當晾衣繩兩端高度不同，且繩子長度大于兩面墻壁之間的距離時，晾衣繩上懸掛衣服或其他重物時，繩子與水平方向的夾角是固定的。這個角度的大小與繩子兩端的高度差無關，只要繩長和兩面墻的間距固定，無論掛多重的物體，懸掛點的位置都不會改變。這意味著晾衣繩上的拉力也是確定的，不會因為重物的增加而改變。

本項作業(yè)的核心知識點是力的合成中的平行四邊形定則，借助小實驗的巧妙設計，將原本抽象難解的問題轉化為直觀生動的形象，使之變得具體可感、觸手可及。如果進一步將這一思路拓展至其他相似情境進行深入分析，還可以有效培養(yǎng)學生的探究精神，顯著提升學生的動手能力和實踐能力，不僅有助于知識的深入理解，更能激發(fā)學生的學習興趣和探索欲望，讓學生在輕松愉快的氛圍中不斷提升自我。

案例三：巧取瓶塞——摩擦力的妙用

在摩擦力的教學中，教師設計了一項利用摩擦力知識巧取瓶塞的實驗化作業(yè)。實驗化作業(yè)要求學生利用簡單的器材，在不破壞紅酒瓶的前提下，把不慎掉進酒瓶內的軟木塞完整地取出。

本項作業(yè)通過生活中的趣味小實驗，讓學生切身感受到摩擦力的神奇作用，從而深化了對靜摩擦力和滑動摩擦力的理解，形成了準確的物理觀念，并激發(fā)學生科學探究的熱情。同時，實驗也傳遞了一個重要信息：物理并非遙不可及，其實它就在我們身邊。當學習中遇到難題時，學生可以利用身邊的材料進行實驗，以最直觀的方式理解和掌握物理知識，從而幫助學生更加高效地學習物理。

上述三個案例展示了高中物理作業(yè)實驗化設計的不同實踐方式及其效果。這些案例可以看到實驗化設計的作業(yè)在培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)方面的積極作用。同時，這些案例也能為其他教師提供有益的參考和借鑒，能有效地推動高中物理作業(yè)實驗化設計的創(chuàng)新發(fā)展。在未來的教學中，教師應繼續(xù)探索更多的作業(yè)實驗化設計形式和內容，以適應不同學生的學習需求和發(fā)展水平。

四、高中物理作業(yè)實驗化設計的挑戰(zhàn)與對策

在高中物理作業(yè)實驗化設計的實踐中，教師不可避免地遇到了諸多挑戰(zhàn)。然而，正是這些挑戰(zhàn)激發(fā)了教師深入剖析與研究的熱情，得以洞察挑戰(zhàn)的本質，進而制定出切實可行的對策。這些對策不僅有助于教師克服眼前的困難，更能夠推動高中物理作業(yè)實驗化設計的持續(xù)深化與發(fā)展。

挑戰(zhàn)一：實驗條件與資源的限制

實驗化設計需要充足的實驗器材、場地和時間等資源。然而，大部分學校出于經費、場地等原因，無法提供足夠的實驗條件，這導致作業(yè)實驗化設計難以全面實施，影響了設計效果。

對策：學校應加大對物理實驗的投入力度，改善實驗條件。同時，物理教師可以結合學校實際情況，設計一些簡單易行、成本低廉的實驗化作業(yè)，以彌補資源的不足。此外，教師還可以利用虛擬實驗軟件等現代教育技術，為學生提供更多的實驗機會。

挑戰(zhàn)二：學生實驗能力的差異

學生的實驗能力參差不齊，部分學生在實驗過程中缺乏獨立思考和解決問題的能力，從而導致實驗化作業(yè)效果不佳，甚至出現安全事故。

對策：教師應加強對學生的實驗指導，提高學生的實驗能力，在設計和實施實驗化作業(yè)時，要特別注意安全問題，盡量避免使用危險的儀器和材料，確保完成作業(yè)的實驗過程安全可控。在實驗前，教師可以為學生提供必要的預習材料，幫助學生了解實驗原理和步驟。在實驗過程中，教師應關注學生的操作過程，及時糾正錯誤，引導學生獨立思考和解決問題。同時，教師還可以通過組織實驗競賽、開展實驗探究等活動，激發(fā)學生的學習興趣和探究欲望。

挑戰(zhàn)三：評價與反饋機制的缺失

實驗化設計作業(yè)難以用傳統(tǒng)的書面作業(yè)評價標準來衡量，且缺乏有效的評價與反饋機制。這可能導致教師難以了解學生的學習情況，無法及時調整教學策略。

對策：學校應建立完善的實驗作業(yè)評價與反饋機制。教師可以采用多種評價方式，如實驗報告、實驗操作、實驗表現等，全面評價學生的實驗成果。同時，教師應及時給予學生反饋，指出學生在實驗過程中的優(yōu)點和不足，幫助學生改進和提高。此外，學校還可以組織實驗作業(yè)展示活動，為學生提供展示和交流的平臺。

五、結束語

隨著教育改革的不斷深化，核心素養(yǎng)教育理念日益成為教育領域的共識，高中物理作業(yè)實驗化設計展現出更廣闊的發(fā)展前景，以期更多的教師能夠積極投身于作業(yè)實驗化設計實踐中，共同探尋更高效、更具創(chuàng)新性的作業(yè)設計路徑。高中物理作業(yè)實驗化設計將擁有更加廣闊的舞臺，能有效地推動學生核心素養(yǎng)的全面提升，為學生的全面發(fā)展提供有力的支撐，為中學物理教學的改革與發(fā)展貢獻更多的智慧和力量。

【參考文獻】

[1]孟麗萍.基于核心素養(yǎng)的高中物理實驗教學研究[J].數理天地（高中版），2024（8）：110-112.

（本文系湖南省教育科學“十四五”規(guī)劃2022年度課題“‘雙減雙新’背景下高中物理作業(yè)優(yōu)化設計研究”研究成果，課題編號：ND226809，課題批準號：XJK22CJC030）