學科核心素養下中學物理觀察類實踐作業的開發與分析

摘 要：在中小學五項管理系列政策出臺后，教師在作業管理中優化作業設計、開發實踐性作業更加必要.本文從觀察法及科學觀察的意義出發，結合學科核心素養，對觀察類常用到的自然現象觀察實踐作業、實驗觀察實踐作業、測量工具觀察實踐作業的設計和案例進行探析，為其它類別實踐作業的設計提供參考.

關鍵詞：科學觀察;物理核心素養;實踐作業

中圖分類號：G633.7???? 文獻標識碼：B???? 文章編號：1008-4134（2021）24-0020-02

作者簡介：樊黨娟（1963-），女，寧夏銀川人，本科，中學高級教師，研究方向：中學物理實驗教學.

物理是一門以實驗為基礎、來源于生活并應用于生活的學科，新冠肺炎疫情的到來，使開學時間不斷延期，各地區各學校均開展線上教學.寧夏“空中課堂”組合教學名師統一錄制教學內容，有效地提高線上教學質量，保障停課期間不停學的優質物理教學.實驗探究是物理核心素養的重要內容，也是學生獲得物理規律、物理觀念、培養科學態度與責任的重要途徑.學生面對在線課堂，不能像在學校一樣進行實驗探究，特殊時期，教師布置實踐性作業更加必要.物理課外實踐作業具有趣味性高、開放性廣、層次性多、綜合性強等多種優點，對學生發展物理學科核心素養、實現學科育人價值具有較好的輔助作用.物理實踐性作業有觀察類、實驗類、設計類和報告類等多種類型.觀察類實踐作業是最基礎也是實施起來適用性最廣的一種類型.

1 科學觀察

科學觀察是觀察學習在自然科學領域的運用.觀察的具體內涵是“我們通過感覺器官亦或是借助科學器材，有計劃、有目的地考察和描述自然發生的自然現象，是我們理解客觀事物、挖掘科學事實的一種重要科學研究方法”.具有代表性的觀點是美國心理學家班杜拉提出的“觀察學習”，班杜拉將觀察學習分為直接觀察學習、抽象性觀察學習、創造性觀察學習.在自然科學研究領域中，學者將觀察學習這種觀察方法稱為科學觀察，科學觀察是一種基本的認識活動，它貫穿于科學研究的各個過程中.科學觀察為解決一定的科學問題而進行，有明確的觀察任務、觀察對象和觀察目的，需要采用一定的觀察方法.

如何進行科學觀察？“科學觀察不僅是通過眼睛看，還要綜合運用觸覺、嗅覺、聽覺、味覺等感覺器官的作用，更重要的是理性思維要滲透在整個觀察過程.思維的積極參與，使學生在科學觀察的同時能夠進行一定的比較、分析、綜合、歸納和判斷.”在科學觀察中要注重把握主要的客觀現象，留意捕捉意外的偶然現象，完成物理觀察類實踐作業最重要的方法就是科學觀察.

2 觀察類實踐作業的設計探析

2.1 自然現象觀察實踐作業設計

在教學中，教師選擇與自然現象聯系緊密的物理知識，讓學生以知識為線索尋找、觀察生活中相關的自然現象，并用手機等電子設備將自然現象拍照或錄像，標注相關物理知識、深入理解知識.這類作業在物理觀念教學中都可以實施，優點是能夠引導學生注意觀察自然及生活現象，發現自然現象中蘊含的物理知識，建立物理知識與自然、生活的聯系，體會物理學習的樂趣與價值.

案例1：教師在開展“力”的教學時，設計如下實踐作業，讓學生觀察生活中力的作用效果實例，拍照或視頻記錄，思考如何將生活中不易觀察到的微小形變放大（如圖1～3所示）？

學生展示照片并解釋，有力分別作用在鋼尺、拉力器、掃把上，它們的形狀發生改變，證實力的作用效果——力可以改變物體的形狀.學生的回答有不同層次，部分學生觀察思考后找到放大微小形變的方法：將玻璃瓶灌滿水，加入幾滴紅墨水，通過橡皮塞上的孔將細玻璃管穿入瓶中，用力握玻璃瓶時，玻璃瓶看不到明顯變化，而細玻璃管中的液面高度發生明顯變化，這樣就將不易觀察的微小形變放大.

案例2：教師在開展“摩擦力”教學時，設計如下實踐作業.讓學生觀察生活現象，舉出增大摩擦力或減小摩擦力的實例，用手機拍照記錄，并寫出如何增大或減小摩擦力（如圖4～6所示）.

學生展示照片并解釋，自行車把、瓶蓋、鞋底都刻有花紋，它們是通過增大接觸面粗糙程度的方式增大摩擦力.一些學生觀察后創造性地設計出改變部分生活用品摩擦力的方法.

諸如此類的案例還有很多，比如讓學生觀察生活中光的反射、折射現象，舉出實例并拍照等等.這類作業設計注重學生對社會生活現象的關注，提高學生學習興趣，引導學生根據自己身邊的現象學習物理知識，讓學生在思考問題的同時體會到物理之美.

2.2 實驗觀察實踐作業設計

實驗觀察是在人為干預控制對象條件下的觀察，實驗觀察可以使被觀察對象重復出現，并排除外界條件的各種干擾，突出主要矛盾，使學生獲得更全面、更精確的現象或數據，從而發現或提出有價值的物理問題.在物理教學中，實驗探究過程或各種物理規律的教學過程大多用到實驗觀察.在教學中，實驗觀察類實踐作業可以啟發學生深度思考，發展學生物理思維，提升學生核心素養.

案例1：教師在進行“電能、電功率”教學時，設計如下實踐作業.學生觀察電能表，拍攝照片，說出自家電能表上顯示信息的物理意義;讓學生錄制視頻記錄不同用電器工作時電能表脈沖波的顯示次數，并嘗試提出一個問題.

學生分析電能表上顯示的額定電壓、額定最大電流、頻率等參數，通過觀察發現：不同用電器工作時電能表閃爍的快慢不同，說明消耗電能的快慢不同，從而提出相關問題.

案例2：教師在“眼睛與眼鏡”教學時設計如下實踐作業.讓學生找一副近視眼鏡和遠視眼鏡，觀察特點并區分凸透鏡和凹透鏡，了解近視眼和遠視眼看東西的特點，能否通過實驗證實透鏡對光路的作用？

學生通過觀察和觸摸，發現近視眼鏡是凹透鏡、遠視眼鏡為凸透鏡.學生在燒杯中制造煙霧顯示光路，將手電筒照向燒杯底部，分別將近視眼鏡和遠視眼鏡放于燒杯上部，通過觀察發現手電筒照射的光路發生明顯偏折，進而說明兩種眼鏡對光路的作用.

這類實踐作業讓學生成為知識的綜合實踐者，加強物理與社會生活的銜接，幫助學生建立準確、直觀的物理情境，讓學生從不同角度、不同情境中開展物理學習，同時幫助學生依據現象科學地提出問題，用物理思維思考問題、分析問題，用物理語言表達問題，進一步發展學生的科學思維.

2.3 測量工具觀察實踐作業設計

初中物理教學中有很多與生活相關的測量工具，認識測量工具首先要了解它的結構、量程和分度值，教師讓學生觀察身邊的測量工具，在觀察的基礎上明確量程、分度值并嘗試正確使用測量工具，理解測量原理.

案例1：學生通過觀察刻度尺，指出量程和最小分度值，嘗試用刻度尺測量生活中物體的長度，將測量結果記錄下來.

這樣的案例還有，比如在學生學完托盤天平后，教師設計作業要求學生觀察家中相關的測量工具，嘗試制作使用說明書，并進行簡單測量;在學生學完杠桿后，教師設計作業讓學生觀察家庭中存在哪些杠桿，觀察這些杠桿的結構，嘗試找出動力臂和阻力臂，并了解這種杠桿常用的場合.

這類實踐作業雖然看似簡單，只有寥寥數字，但學生觀察測量工具的結構、量程和最小分度值，不僅為正確選擇和使用測量工具奠定堅實的基礎，還提升學生動手操作能力和實際運用能力，做到學以致用.

3 結語

知識可以直接傳遞，但是理解無法直接傳遞.物理實踐作業與物理學科核心素養科學銜接，在幫助學生理解所學物理知識及物理規律的同時，突出學生在物理學習中的主體地位，引導學生逐漸成為課外作業的實踐者、能動者.同時，觀察類實踐作業的設計和案例探析也為其它類別實踐作業的設計提供參考.

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（收稿日期：2021-08-02）