《高中物理作业设计多样化、科学化的实践研究》课题研究报告

《高中物理作业设计多样化、科学化的实践研究》

课题研究报告

志丹高级中学

《高中物理作业多样性的探索》课题是我校2017年申请的市级规划课题，历时1年多的探索与实践，构建了我校物理作业设计的理论体系，加深了学生对物理观念的理解；培养了学生的科学思维；提升了学生实验探究能力；端正了学生科学态度与责任。在课题组全体成员的共同努力下，课题实验进展顺利，对学校的思想教育管理起到了巨大的促进作用。现将课题总结如下：

一、课题的提出

在平时教学过程中，作业主要起着以下三方面的功能：

1.对教学有巩固与延伸功能

一般地说，各种教学内容如果仅仅依靠讲授，而不配以一定数量的练习是不可能得到消化和巩固的，这就是长期以来人们所认识的作业的巩固功能。除此之外，教师的课堂讲授通常只是典型的、具有代表性的重点的内容，不可以面面俱到。更何况我们一直是主张精讲，这样，就必然要通过练习来达到延伸、拓宽、深化知识的目的，从而使学生比较全面、系统地掌握知识。

2.对学生有培养与发展功能

现代教学愈来愈重视学生全面素质的提高，尤其是学生非智力因素的培养，逐渐被广大教育工作者所认识。而学生做作业的过程也是培养其非智力因素的一个重要的途径。比如意志力的培养，通常，作业是要经过一定的努力甚至是克服相当大的困难，才能够完成，这样学生在完成作业的过程中，意志力就会相应得到培养。至于作业过程中兴趣的培养则更为明显。学生在完成作业的过程中，可能由于学习取得成果，唤起学习的兴趣；也可能由于克服学习困难，从成功中品尝到学习的欢乐，从而增加学习的兴趣。作业过程中不仅能培养学生非智力因素，也能发展学生的智力因素。因为，作业过程是学生独立的自我劳动的过程，在很大程度上，学生的思维能力、观察能力、计算能力、表达能力、操作能力等智力因素的发展都是在作业过程中实现的。

3.对教师有反馈与交流功能

教师的教学效果如何，学生究竟掌握到什么程度，这些除课堂中通过提问得到及时反馈外，更多地是通过课内外作业的完成情况来反馈的。教师根据反馈的信息，进行查漏补缺，调整教学内容，改进教学方法，以便更有效地提高教学质量。反馈之后，教师对作业进行恰到好处的评改，又反作用于学生。这一封闭的反馈系统，使得师生之间不仅得到了知识上的交流，而且更获得了思想感情上的交流，这对于激励学生学习无疑起着十分重要的作用。

但随着教育部2014年印发的《关于全面深化课程改革落实立德树人根

本任务的意见》中，提出“核心素养体系”概念。它对学生的培养目标作出了更加明确的要求和细化，作业作为一种重要的教学手段，它的功能也随之发生了改变，即：

1.加深学生对物理观念的理解

学生通过课堂学习和课后作业，应形成经典物理的物质观念、运动观

念、相互作用观念、能量观念等，能用其解释自然现象和解决实际问题；初步具有现代物理的物质观念、运动观念、相互作用观念、能量观念等，能用这些观念描述自然界的图景。

2.培养学生的科学思维

学生通过课堂学习和课后作业，应具有建构理想模型的意识和能力；能正确运用科学思维方法，从定性和定量两个方面进行科学推理、找出规律、形成结论，并能解释自然现象和解决实际问题；具有使用科学证据的意识和评估科学证据的能力，能运用证据对研究的问题进行描述、解释和预测；具有批判性思维的意识，能基于证据大胆质疑，从不同角度思考问题，追求科技创新。

3.提升学生实验探究能力

学生通过课堂学习和课后作业，应具有实验探究意识，能在学习和日常生活中发现问题、提出合理猜测与假设；具有设计实验探究方案和获取证据的能力，能正确实施实验探究方案，使用各种科技手段和方法收集信息；具有分析论证的能力，会使用各种方法和手段分析、处理信息，描述、解释实验探究结果和变化趋势；具有合作与交流的意愿与能力，能准确表述、评估和反思实验探究过程与结果。

4.端正学生科学态度与责任

学生通过课堂学习和课后作业，能正确认识科学的本质；具有学习和研究物理的好奇心与求知欲，能主动与他人合作，尊重他人，能基于证据和逻辑发表自己的见解，实事求是，不迷信权威；在进行物理研究和物理成果应用时，能遵循普遍接受的道德规范；理解科学·技术·社会·环境的关系，热爱自然，珍惜生命，具有保护环境、节约资源、促进可持续发展的责任感。

要让作业实现以上功能，作业的设计也要随之发生改变，只有多样性的作业才能满足要求。

二、研究的重点及目标

教学是一个复杂的过程，面对不同的学生、不同的教学内容、不同的课型，要做到因“材”施教（“材”即指学生，也指教材），只有设计出不同层次、不同形式、开放性、发散性的作业，才能达到加深学生对物理观念的理解；培养学生的科学思维；提升学生实验探究能力；端正学生科学态度与责任的目的。基于此，我们确定以下几方面作为研究的重点:

(1)高中物理多样性作业的开发；

(2)教育教学活动的实践研究；

(3)作业评价体系的建设；

(4)多样性物理作业理论体系的建设。

通过重点研究，达到以下目标:

(1)教学工作:将设计高质量的物理作业作为物理教学工作的有力抓手，探寻一条提高物理教学质量的有效途径；

(2)队伍建设:积累作业编写的经验和案例，提高参与课题教师的业务素养和科研能力水平，为学校培养学科骨干和学科带头人，提高我校物理教育教学水平；

(3)学生能力:提高学生的“物理学科核心素养”。

三、主要研究方法:

1.行动研究法：“实践——反思”式行动研究法。研究过程中，边实践。边反思，不断修正研究方案，改进研究方法，提高研究实效。

2.文献研究法：查阅文本资料及相关教育信息网，搜集资料，进行先期文献研究，分析研究时代背景，构建研究的理论框架，为课题实施奠定基础。课题的研究过程中将加强研究者理论学习的组织和考核工作。

3.经验总结法：对实践中搜集的材料全面完整地进行归纳、提炼，进行分析、研究，由具体经验总结，上升到科学经验总结，提高经验研究水平。

4.实验研究法。通过实践探索与研究，不断总结多样性作业队学生整体物理核心素养提高的典型案例，进行不断的反思、验证，以利于进一步的推广应用。

四、课题实验的组织与实施过程

课题起止时间从2017年4月至2018年6月，具体分三阶段开展:

(1)从2017年4月至2017年5月为起步阶段:转变观念，更新理念。制订方案，明确思路，做好计划，组织实验教师学习“物理作业”课题相关理论，要求教师教学时明确课题的意义与目标，尊重学生自身已有认知，开发物理作业素材。

(2)2017年6月至2018年3月为攻坚阶段:开展物理作业实施，根据新的作业设计理论，课题组成员编写符合我校学生认知规律的作业，在教学过程中进行试验教学，通过试验教学数据，再对作业进行修改，加深学生对物理观念的理解；培养学生的科学思维；提升学生实验探究能力；端正学生科学态度与责任。。

(3)2018年4月至2018年6月为总结阶段:运用整合，总结结题。对各阶段的活动内容、资料统计进行分析整理，撰写研究报告，理论成果，介绍研究做法。

现将各阶段的具体做法总结如下:

(一)起步阶段:转变观念，更新理念

1.领导重视，组员参与，更新理念，深化认识

课题开题后，课题组成员人人参与，深入学习相关的物理作业文献资料，认真研究“高中物理作业多样性探索实施方案”；课题组教师一起交流谈心得，认识现在作业的偏差。通过学习讨论，深化了对课题的认识，在沉重的反思的同时，打开对物理作业设计的新认识。

2.结合本校实际，制订课题方案，明确实验研究思路。

课题开题之初，要求课题组教师转变观念，从制定实施第一项任务开始，层层落实，明确学生的主体地位，尊重学生自身经验，尊重学生学习差异，实施具有多样性的作业教学。结合课题的自身特点，明确组织开展活动的思路，帮助学生建立物理思维，在高质量的完成物理作业的同时，提高学生的物理成绩，培养学生爱学习、爱物理的终身学习能力。作为课题的领衔人，我带领全组人员作了以下几方面的尝试。

研究内容：

1.明确作业的目的和用途

明确作业的目的和用途，一份高质量的作业队教学有以下几个功能：

（1）对教学有巩固与延伸功能

（2）对学生有培养与发展功能

（3）对教师有反馈与交流功能

2.明确不同的课型、不同的教学内容设置不同的内容作业

高中物理课型主要分为概念课、规律习题课、实验课、复习课。课型不一样，培养学生的目标就不一样，作业的内容也要有所不同、将要达到的作业目的也不同

（1）概念课；

对于概念课，布置作业的目的就是为了让学生加深物理观念的理解，

所以作业中的内容，必须紧扣当天的内容。学生通过这样的作业，要达到加深概念的理解，并且能用其解释自然现象和解决实际问题的目的。

（2）规律应用习题课

高中物理教材中的知识体系都是基于理想化基础上抽象出来的特殊规律，但物理学科离不开生活。所以对于习题课的作业，既要体现对学生基本规律的应用考察，还要培养学生理论联系实际的能力，达到知识迁移的目的。作业的设计要实现对学生建构理想模型的意识和能力考察、对学生能正确运用科学思维方法，从定性和定量两个方面进行科学推理、找出规律、形成结论，并能解释自然现象和解决实际问题能力的培养和考察的目的。

（3）实验探究课

高中阶段的实验基本上都是验证性实验，课本上都有范例，但对于同样的物理量，可能有不同的测量方法。这种作业设计时必须完全是开放性的，发散的。问题已给出，要让学生根据日常生活经验和已掌握的物理知识提出合理猜测与假设、设计实验方案、获取数据、处理信息、分析论证、评估反思以达到培养学生实验探究的能力。

（4）复习课

现在的复习课往往是教师引导学生对知识体系的归纳和总结，而忽略了此知识体系建立过程中科学家所付出的艰辛努力。值注重了“育才”，没有注重“育人”，缺少了人文教育。所以在复习课是既要让学生去感受知识的重要性，也要让学生感悟知识的来之不易，体会物理学家的高尚品质。通过作业要让学生有正确对待科学的态度和所要承担的责任。对学生进行人文教育，培养学生的人文情怀。

3.正视学生学习能力的差异，作业分层设计

我们不能在人格上把学生分成三六九等，同时也不得不承认，学生的学习能力是分层次的。孔子曰：“中人以上，可以语上也；中人以下，不可以语上也。”这句话很好地说明了学生的学习能力是有层次之分的。

针对学生学习能力层次的不同，教师在作业布置的时候也要体现出相应的层次性。比如，第一层次的作业是对基础知识的巩固，这些作业就要求全班每一位同学都要过关，不但要过关，还要巩固和扎实；第二层次的作业是对基础知识的运用和提高，这一层次的作业要求全班大多数同学过关，而对于那些基础较弱、接受能力较差的同学可以不做要求；第三层次的作业是对所学知识的综合运用，难度相对较大，这一层次的作业就是针对班上基础较好、学习能力较强的同学而提出的要求，教师可以灵活掌握。

通过这种有层次的作业布置，既能使得班上基础较弱、学习能力较差的同学扎实掌握每一节课的基础知识内容，从而使成绩稳步提高，又可以使那些基础较好、学习能力较强的同学熟练掌握课程知识的综合运用而更上一层楼。这既体现了学生的主体性，又切实做到了因材施教。

4.快乐的学习、快乐的成长，设计不同类型的作业

（1）寓学于乐，设计趣味性作业

趣味性设计原则是指：作业设计要充分考虑学生的心理特点和认知水平，作业设计要求生动、有趣，能使学生在作业时，自始至终保持高兴趣。许多学生对作业应付、马虎，很大程度上因为作业枯燥，不能激发起学生的学习兴趣，当学生对作业产生兴趣时，他们就不会把作业当成一种负担，而会积极主动、心情愉快地去完成，而且知识也掌握得迅速和牢固。

（2）寓学于生活，设计实践性作业

学生在校接受知识一般由两条途径，一条是通过间接的途径获得，另一条是通过直接的途径获得，传统的学科课程更多地强调知识的间接性获得，以至于学生“两耳不闻窗外事，一心只读圣贤书”，学到的知识纯粹为了应试。培养学生的实践能力是新课程的重要理念之一，结合物理学科具有很强实践性的特点，充分利用作业这个平台，大力培养学生的实践能力、实验能力、动手能力和学以致用。

（3）寓学于研究，设计探索性作业

在传统作业设计理念中，教师设计的作业往往只有唯一的答案，并且作业设计的重点也倾向于对解题技巧。然而，这种作业有一个最明显的弊端就是作业缺乏探究性，内容和形式过于封闭。现如今，重视对学生探究能力的培养也是物理核心素养的重要组成部分，比起给学生一个机械化的知识，培养学生的探究能力显然对于学生发展具有更高的价值。为了实现这一目标，教师在作业设计的时候要注意设计一些具有探究性内容的作业，引导学生从不同角度的思考和解决问题，引发学生探究欲望和能力。

5.一句严厉的批评，可能会使学生明白是非；一句温柔的鼓励，也许就是学生前进的动力——作业评价多样性

作业评价要科学评价学生的认知、能力、态度和情感，同时要根据学生的个体差异设计多元评价体系，评价项目多一点，多把衡量的尺子也许就会多出一批各有所长的好学生。

评价的目的，不是“选拔”和“淘汰”，而是为了学生的发展。物理作业评价中，不仅关注学生物理学习的结果，更要关注学生物理学习的发展过程，打破传统作业评价方式，进行“符号纠错，评语指导”的物理作业评价研究。变单一评价为多元评价，调动学生学习主动性；变一次评价为多次评价，让学生体验成功；变批改走向对话，架起师生心灵的桥梁。有机地将终结性评价与形成性评价结合起来，给学生充分的修正错误的机会，给予多次评价机会，促进学生物理学习的转变与发展。

(二)攻坚、发展阶段:实践检验真理、理论寻求创新

1.实践是检验真理的唯一标准，为了使作业设计符合我校学生的实际学情，我们课题研究时分了以下几个环节：

（1）相同的教学内容课题组每个成员根据自己的教学经验设计作业；

（2）全体课题组成员进行研讨定稿；

（3）课堂实验教学；

（4）根据实验数据，反思，重新设计定稿。

经过这样几轮的反复研磨，使得设计出的作业更加符合我校学生的认知规律，更能培养学生的“物理核心素养”。

2.理论学习是基础，创新是根本。根据实践过程中的实验数据，课题组所有成员认真交流探讨，并结合学校的课题科研实际做了认真反思。正是沿着多样性物理作业设计的思路，每位课题组成员积极撰写论文，转变理论认识，创新活动思路。

(三)课题总结阶段:运用整合，总结结题

做好课题验收的准备工作，各位课题成员将自己所开展的实验内容及实验过程中的有关资料进行整理，编撰出高中物理作业集。聘请专家前来指导，共同研讨，收集整理有价值的论文、反思。

五、课题的研究成果

（一）明确高中物理作业设计的方向

一份高质量的作业对教学有巩固与延伸功能、对学生有培养与发展功能、对教师有反馈与交流功能，这种功能为作业设计明确了方向。作业是教师教学、学生学习的重要组成部分。教师通过设计高质量的多样性、科学性的作业实现对学生培养，学生通过完成作业实现自我发展。

（二）增强学生动手实践能力的实践活动

物理来自于生活，高于生活，又服务于生活，所以物理的学习必须增强学生的动手实践能力，不能仅限于课本要求的实验教学，而应该在教学内容里提炼出、扩展出生活中的物理。例如：学习了杠杆原理以后让学生设计杆秤。学习了自由落体运动以后让学生设计测量重力加速度的实验。学习了牛顿第三定律和气压以后让学生设计火箭的小实验。……通过这些作业，既增强了学生的动手能力、知识的应用能力，有激发了学生的学习兴趣，让学生体会学以致用的成就感。

（三）拓展了学生的物理思维

高中物理模块之间主要是通过力、运动、功能关系和能量联系在一起的，所以物理题往往会出现一题多解，既可以用牛顿定律解析也可以用功能关系或能量关系解析，通过这样的作业设计，可以扩展学生的物理思维，让学生在解题的过程中体会用不同的知识点解析时思维的转换。

（四）丰富学校人文教育的教学资源

学校的人文教育一般是班主任和语文老师在开展，物理往往被认为是理科学科，主要功能是“育才”，其实不然，物理中有大量的人文教育资源，它“育人”功能也很强大。物理教材是按模块编写，即力、电、热、电磁、原子等，每个模块的知识体系的形成都是一个艰难、漫长的过程，需要无数物理学家奉献毕生的精力，其中的酸甜苦辣就是一个很好的人文教育素材，让学生通过学习，体会知识的来自不易，物理学家那种不信权威、尊重事实、相信科学、不惧迫害、坚韧、爱国……品质和精神

（五）提高了学校的物理教学质量

一份多样性、科学性的作业它能加深学生对物理观念的理解；培养学生的科学思维；提升学生实验探究能力；端正学生科学态度与责任。物理成绩的提高也是自然而然、水到渠成的，通过对比同期的考试成绩，可以发现学生的考试成绩有明显的提高、兴趣更浓、态度更端正、积极。

（六）提高了教师的科研能力

通过这一年多的课题研究，课题组成员的教科研能力得到了明显的提高，主要表现在两方面：

作业设计的更规范、更具有实效性，对学生的物理核心素养的培养效果明显。

学会了课题研究，知道了课题的研究过程，在课题实施的过程中应该注意的问题，以及课题研究各类报告的撰写。

（七）编写了高中物理作业多样性实施方案

在一年多的研究和实践过程中，针对现在学生存在的问题，结合本校的实际学情，我们逐月开展主题教育活动，有目的激发学生学习物理的兴趣、端正学生的学习态度、拓展学生的物理思维、增强学生的动手实践能力、培养学生的人文情怀。课题研究分别从理论学习、个人编写作业、课题组研讨定稿、实验教学、根据实验数据重新审查定稿几个方面制定了活动方案，明确了活动目标，形成了作业编写的体系。这些活动不仅使我们的作业编写有章可循，活动思路清晰，任务明确；而且通过每个月主题鲜明、形式多样的课题活动，使得学生的“物理学科核心素养”、教师的科研水平明显提高。

（八）撰写作业编写教育论文

课题组成员认真学习物理作业设计相关的理论著作，通过学习，教师认真思考了作业在教学中的意义，认识到作业是提高物理是教学质量的有力抓手。通过课题的实践，教师对作业设计编写有了新的认识，结合自己平时的教学和经验开展撰写了论文，为今后作业的设计编写奠定了理论基础。

（九）编写高中物理作业集

在课题开展中，为巩固课题成果，我们编写了《高中物理作业集》，为以后的作业设计编写提供了最原始、最可靠的参考资料，也是我们这一年多的主要研究成果。

六、课题需要进一步深入研究的问题

该课题进行了一年，形成了系统的理论体系，提高了学生“物理核心素养”、教师的教科研水平、学校的整体物理教学质量，但还有许多实际问题亟待解决。例如，生活中的素材、课本素材、高考素材挖掘还不够，整体作业设计还具有很强的牵强性，科学性、合理性还需要继续提高。

七、今后的设想

1.通过更加科学、有效、多样的作业设计，提高学生的“物理核心素养”、高考中的物理成绩。让学生在学物理时能体会到快乐、成就、甚至改变其生活。

2.继续加强校本研修，善用本次课题研究的经验和余温，提高教师的教科研水平，建设一支科研型教师团队，提高学校的物理教学质量。