双减政策下初中物理智慧化作业设计实践研究

0 引言

2021 年 7 月 24 日，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见》。双减政策的出台，对初中物理教育提出了更高的要求，特别是在作业设计方面，重点强调减少机械重复训练，提高作业设计的针对性和有效性，从而减轻学生的作业负担。智慧化作业能够有效利用人工智能、云计算、大数据等信息技术，为学生提供差异化、个性化的学习体验，并且也为教师的教学提供了科学的决策支持。因此，如何做好智慧化作业设计，提高作业的质量，成为初中物理教师关注的重点和难点。

1 推送个性化作业

个性化作业主要是以教育信息化平台为基础，充分利用大数据分析技术和人工智能算法，深入了解每个学生的实际学习情况，从而给他们推送个性化的作业。信息化平台会根据学生的多种信息，如学习成绩、作业完成情况、学习态度等，为不同层次的学生设计合适的作业。例如，对于学习较差的学生推送基础作业，可以巩固他们已学的知识；对于学习中等的学生推送习题作业，可以提升他们的解题能力；而对于学习较好的学生则推送探究作业，可以提高他们的自主学习能力。此外，信息化平台还可以根据学生的兴趣爱好布置学习任务，让他们自主选择合适的作业，从而增强他们的学习动力。

以沪粤版初中物理教材八年级下册第二章“ 光现象” 为例，在完成该章节的教学任务之后，信息化平台会根据学生实际情况进行个性化推送：如果学生对“ 平面镜成像” 的知识点了解不够深入，信息化平台将给他们推送一些基础题目及图像分析训练；如果学生掌握的比较好，信息化平台则会推荐一些拓展性作业，如“ 光路追踪” 、“ 生活中的反射现象” 等，引导他们了解和思考光学知识的实际应用。其次，信息化平台还可以给学生布置一些虚拟实验任务，如“ 在线模拟镜面成像实验” ，有助于他们加深理解，并且提高动手能力。推送个性化作业不但可以提高学习效率，还可以使作业更加具有针对性和实效性。

2 借助虚拟实验平台

虚拟实验是为了解决传统物理作业中实验条件有限、操作机会欠缺的问题。虚拟实验是以交互式平台为基础，采用计算机模拟技术，将抽象的物理实验过程以动态化、可视化的形式呈现出来，使学生可以在平台上重复练习，更加深入的理解物理规律。相比于传纸质作业，虚拟实验不但提高了学生的参与度，还增强了他们的体验感，使他们在实验过程中主动建构知识。与此同时，平台通常设置反馈系统和评估机制，能够实时了解学生的实验成效，从而提高学习效果。

以沪粤版初中物理九年级上册第一章的“ 电路与电流” 为例，在完成该章节的教学任务之后，教师可布置“ 虚拟电路搭建” 作业任务，学生需要在平台上完成作业，如电路图的元件连接、电流方向判断以及电流表读数等。基础比较薄弱的学生完成“ 串并联电路” 的标准实验操作既可；学有余力的学生则可以尝试完成“ 复杂电路设计” 的任务。其次，在“ 力的作用效果” 章节中，学生也可以利用平台完成“ 探究摩擦力大小与接触面材料关系” 的实验，通过改变各种参数，观察结果的变化，从而增强他们的科学探究能力。虚拟实验不但开拓了学生的学习路径，而且有效增强了他们的实验能力与科学思维。

3 利用实时数据反馈

实时数据分析与反馈是借助智慧作业平台，对学生作业完成情况进行实时采集与分析，不仅有助于教师全面了解学生的学习状态，而且也为学生提供了即时、个性化的反馈意见，促使他们及时发现自身存在的问题、查漏补缺。其次，平台还可以学习报告，给学生推送针对性的内容，实现“ 边学边诊断、边练边提升” 的良性循环。相比于传纸质作业，实时数据分析与反馈可以有效提高老师的教学效率，有助于实现精准教学与分层指导。

以沪粤版初中物理八年级上册第一章的“ 声现象” 为例，学生完成关于“ 声音的产生与传播” 相关作业之后，平台会及时对完成情况进行分析。如果学生在“ 声波传播介质判断” 题型中多次出错，平台会给学生推送该知识点的微课视频和专项练习题，并且向教师反馈学生的薄弱环节，有助于教师课后进行辅导。如果学生在“ 声音的音调与响度” 部分完成较好，平台会自动跳过重复内容，推送一些探究类题目。其次，教师还可以通过系统分析结果查看所有学生的掌握情况，进而对教学内容的重难点进行调整。

4 融合游戏元素设计作业

游戏化学习是将游戏元素融合到作业设计中，使学生在娱乐中完成知识的学习与巩固。游戏化学习注重“ 学中玩、玩中学” ，通过设定目标和即时反馈，引导学生主动参与，提高他们的学习积极性。与此同时，这种方式还可以使学生充满学习成就感，激励他们继续认真学习，尤其对于学习兴趣不足或基础比较薄弱的学生而言，具有十分明显的作用。其次，游戏化学习也有助于培养学生的竞争意识、团队合作能力，从而促进他们的全面发展。

以沪粤版初中物理八年级上册第三章的“ 简单机械” 为例，教师可以在平台上设计“ 机械王国探险” 游戏化作业。学生逐步完成各种任务关卡，如“ 杠杆原理” 、“ 滑轮分类” 、“ 机械效率” 等，持续解锁新的学习内容，每通过一关就可以获得相应的积分奖励和成就徽章。基础比较薄弱的学生在游戏中可以重复练习概念题，而学有余力的学生可选择“ 机械组合优化设计” 等难度较高的任务。平台还可以设置班级排名，让学生之间进行竞争，提高他们的积极性。与此同时，每个任务关卡都有即时反馈与解析，让学生在完成过程中不断纠正错误、强化记忆。

5 借助AI 智能批改

AI 智能批改是利用人工智能技术辅助教师完成作业批改与反馈工作，大幅提高了教学效率和质量。系统可以对客观题进行即时判分和反馈，甚至对主观题也可以进行语义识别与智能评分。与此同时，系统还可以对学生的常见错误类型、解题思路和知识盲点等进行分析，自动生成个性化反馈与学习建议，帮助他们及时改造错误。AI 智能批改不但可以大幅减轻教师批改作业的负担，还可以为他们提供丰富的学情数据，便于开展精准教学与分层指导，从而真正实现“ 减负增效” 的目标。

以沪粤版初中物理九年级上册第五章的“ 电功和电功率” 为例，学生在完成“ 电功率公式计算” 、“ 电能消耗分析” 等作业之后，系统可以迅速完成批改。对于计算题，系统不仅可以识别对错，还可以对学生的计算过程进行分析，判断错误类型并且生成针对性的讲解；对于简答题，如“ 如何节约用电” ，系统可以通过关键词识别和语义匹配技术，给予合理评分和建议。其次，系统还可以根据作业中的易错问题推送专项练习题，并且为教师提供错题统计、知识点掌握图谱等报告，有助于教师调整教学策略。AI 智能批改可以让教师将更多的时间和精力投入到作业设计和辅导上，学生也可以在及时反馈中不断提高自我，实现物理作业从“ 量的完成” 向“ 质的提升” 的转变，推动智慧课堂与高效教学的深度融合。

6 结语

双减政策的实施为作业改革提供了契机，智慧化作业作为新型作业模式，有助于提高作业质量，提升学生学习兴趣和教师教学效率。通过个性化推送、虚拟实验、实时数据分析与反馈、游戏化学习和AI 智能批改等多种手段，智慧化作业有效实现了“ 减负增效” 的目标。

基金资助：东莞市教育科研“ 十四五” 规划2023 年度立项课题（编号：2023ZYZX046）

作者简介：贾英奇（1982 年 10 月生），男，汉族，吉林四平人，本科，中学一级教师，主要从事初中物理教学工作。