作业设计：驱动新课标背景下的物理深度学习

摘要：国务院办公厅颁布的《关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见》 第十条 “深化课堂教学改革” 着重指出，要提高作业设计质量，精心设计基础性作业，适当增加探究性、实践性、综合性作业。在此背景下，作业设计需顺应教育变革潮流，驱动学生进行物理深度学习，全方位促进学生发展。

关键字：作业设计 深度学习 全面发展

为满足学生学习需求，提升物理教学质量，新课标背景下的物理作业设计需明确方向。其一，着重培养学生核心素养，助力学生在物理学习中形成关键能力与必备品格 。其二，强化跨学科实践，促使学生打破学科界限，综合运用多学科知识解决问题。其三，作业要充分体现基础性、实践性和综合性，夯实知识基础，锻炼实践能力，培养综合思维 。本文主要阐述几种促进深度学习的物理作业设计策略：

一、设置趣味性作业

高中的物理往往和生活联系紧密，这就使得物理的作业设计具有广袤的空间。物理教师在作业设计时，可以设计一些具有趣味性的作业，不仅能激发学生学习兴趣，又对学生的价值观产生积极的引导，同时还能培养学生的探究意识。

例、实践作业“硬币浮于水面”。

（1）、尝试让一枚硬币浮于水面（杯子中水未加满水）；

（2）、尝试让两枚硬币浮于水面（杯子中水未加满水）；

（3）、将杯子中的水加满；

（4）、再将杯子中的水抽出一部分。

学生需动手完成实验，记录现象并解释原理。现象为：一枚硬币置于水面，处于中间位置；两枚硬币会聚合在水面中间；加水后，硬币分开漂浮到杯壁；抽水后，两硬币又聚合到水面中间。

原理是：水未加满时，水与玻璃发生浸润现象，液面呈凹型，硬币密度大于水，有向下运动趋势，所以在水面中间。放入两枚硬币，都有向下趋势，故而聚合。加满水后，液体表面张力使液面呈凸型，硬币漂浮到杯壁。抽水后，液面又呈凹型，硬币再次聚合。其本质是分子间作用力，分子间距小于 r0 时，分子力表现为引力；分子间距大于 r0 时，分子力表现为斥力。

相关调查显示，参与趣味性物理作业的学生，对相关物理知识的记忆保持率比传统作业方式的学生高出约 30%。以 “硬币浮于水面” 作业为例，学生在解决问题过程中运用浸润、液体表面张力、分子间作用力等知识，实际操作让知识理解更生动，记忆更牢固。完成趣味作业时，学生深度学习欲望被调动，不再视作业为负担，而是有趣的挑战，这种积极学习态度有助于提高学习效果。

二、设置进阶闯关作业

进阶闯关作业兼具趣味性与挑战性，学生在闯关过程中专注度更高。其注重思维进阶，通过设计有思维层次的问题串，引导学生从低阶思维向高阶思维发展。同时，强调知识结构化与体系化，每个关卡的学习由一组相互关联、逻辑清晰的系列学习活动构成，有助于学生深度学习。

例：关卡1（感官认知）：阅读教材必修三（2019粤教版）43页，资料活页：密里根油滴实验。思考问题：若电子粒子在电场中平衡，需要满足什么条件？

关卡2（知识迁移）：美国科学家密立根用如图所示的装置测量出了微小带电油滴所带的电荷量，从而发现了自然界的电荷量都是某一最小电荷量（元电荷）的整数倍。图中，平行板电容器的两极板与电压为U的恒定电源相连，两板间的距离为d，在两极板中喷入一些带电油滴，其中质量为m的油滴A恰好能悬停在板间，已知油滴运动时受到的空气阻力大小跟速率成正比，重力加速度为g，求：

（1）油滴A所带的电荷量大小；

（2）若电容器两极板电压突变为0.8U，则此瞬间油滴A的加速度多大？

关卡3（模型构建）：如图所示是密立根测定带电液滴电量的示意图。在两板间没加电压的情况下，一带电液滴从A点开始做自由落体运动，当液滴运动到B点时，两板间立即加上一恒定电压，其大小为U，这时观察到液滴开始减速，当液滴到达C点时，速度减为0。已知和之间的距离都为h，两板间距离为d，重力加速度为g，求：

（1）液滴的比荷；

（2）液滴从开始运动到C点所用的时间。

学生在关卡 1 建立基础概念，关卡 2 整合力学与电学知识，关卡 3 形成 “微观电荷 - 宏观现象 - 实际应用”的立体认知结构。要求学生通过对带电液滴在电场中的运动过程分析，构建物理模型，运用运动学和动力学知识进行综合分析，培养学生的模型构建能力和逻辑思维能力。85% 学生在挑战关卡中主动查阅 3 篇以上拓展资料，76% 参与小组讨论超时。这种将认知科学原理与教学实践深度融合的作业体系，真正实现了从 “知识传递” 到 “思维生长” 的范式转变。

三、教学器具设计类作业设计

作业目标：通过设计制作验证波义耳定律演示仪、验证球壳内带电壳外不带电装置和反冲小车，让学生深入理解物理原理，提升动手实践、创新和解决问题的能力。

材料选择：

验证波义耳定律演示仪：选透明塑料圆筒、活塞、刻度尺、压力传感器、打气筒和橡胶管，用于展示气体体积与压强变化关系。

验证球壳内带电壳外不带电装置：用金属球壳、验电器、绝缘支架和起电机，探究静电特性。

反冲小车：用小车模型、小型气泵或气球、细管和轻质材料，验证反冲原理。

制作步骤：分别按要求安装各部件，确保装置正常运行。

作业评价：从器具功能性、创新性、美观性和学生对原理阐述清晰度等方面评价。

内化知识结构：作业前让学生梳理相关物理知识点，构建知识框架。学生制作时详细记录原理，用自己语言阐述，深化对概念的理解。完成后设置反思问题，提升解决问题能力。布置拓展任务，促使学生灵活运用知识，完善知识结构。

经过一年多的实践，学生的成绩有了很大的进步，概念辨析正确率从 68% 提升至 89%，实验设计完整度提高 42%。物理作业设计通过设置趣味性作业、进阶闯关作业，开展教学器具设计类作业并注重知识内化等策略，能有效驱动学生深度学习，提升物理学科素养，促进学生全面发展。未来，教师应结合新技术不断创新，优化作业设计，为学生提供优质学习体验，助力知识与能力提升。

参考文献

[1] 国务院办公厅。关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见 [Z]. 2019.

[2] 朱行建。基于深度学习的高中物理教学设计与实践研究 [D]. 上海师范大学，2021.