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新课程新教材指引下的高中物理实践类作业设计研究

吴正文 周亮 高静波
  
学术与研究
2023年64期
华中师大珠海附中 广东珠海 519100

1 研究背景

基础教育作为我国教育体系的“排头兵”,在立德树人和培养创新型人才方面承担着重要任务。高中阶段教育是基础教育的最后一环,也是衔接基础教育与高等教育的关键环节。为满足新时代对提高全体国民素质和人才培养质量的新要求,物理新课程改革应运而生。物理新课程改革要求在高中物理教学过程中要以先进的教育思想和理念为指引,在教育教学过程中着重培养学生的核心素养。在学生自主构建内在知识体系中,作业作为教学全过程中的最后一环(一般包含导入、讲授新课程、巩固练习、课堂总结、布置作业五个环节), 起着不可替代的作用。所以在新课改的背景下,高中生物理课后作业改革势在必行。

同时,课后作业在教学过程中起着联系学生课上学习和课后学习的纽带作用。学生的作业完成情况也可以初步反映出学生的学习成效,因此老师了解学生学习情况的主要方式之一就是作业。面对高考的升学压力,当前的高中物理课后作业布置通常以书面封闭式作业为主,题目类型单一目作业量大。这是应试教育背景下的“题海战术”,是目前高中采用的最常见的一种作业形式。这样的作业模式无疑会加重高中生的学业负担,不利于学生的全面发展。

2 研究现状

2.1 国外研究现状

通过查阅文献发现,在国外没有实践性作业的明确概念界定,但教师布置的基本上是需要学生动手操作的实践性为主的作业。因此根据搜集到的文献将有关物理作业的研究整理为四个方面:物理作业的现状调查、物理作业的优化研究、物理作业和与学生自我调节变量和学习成绩的关系研究、以及作业的评价研究。

(1)物理作业的现状调查

首先,现状调查发现大多数教师都意识到了家庭作业的设计和管理的重要性,强调了作业的的难度和数量应该适中。在土耳其的研究表明,大多数教师认为作业是能够让学生复习和强化知识,是有必要进行的,项目作业和研究报告作业是最常见的作业类型。另一项研究发现中学生对物理作业的看法在性别、父母教育程度等各种变量上没有显著的差异,仅在年级水平上有显著性差异。很大一部分学生认为物理作业并没有提高他们的思维能力和创造力。同时学生们表示,他们花很多时间认真完成作业是因为这将有助于他们在中考中取得成功。而从美国学生的角度进行调查结果显示,大多数学生认为家庭作业是不必要的活动,没有从中产生有意义的学习,他们还认为教师布置的家庭作业和课堂内容不一致。在作业时长上,美国有一个公式确定家庭作业的数量:每天10分钟,乘以学生的年级水平[1]。研究发现,在9年级学生中,66%的英国印度学生每周花3小时或更多的家庭作业,而孟加拉国只有36%的学生花了这么长时间[2]。

总的来说,作业现状的调查对象一般是老师或学生。研究表明了物理作业的布置形式多样,表现出老师对作业的积极对待,对学生学习帮助的认可。但反过来,老师布置的作业,学生们却不满意,大部分觉得是没有意义的作业。

(2)物理作业的设计研究

在国外,作业设计一直是研究热点之一。针对学生可以轻松搜索网上发布的任何物理作业问题并获得在线家庭作业的答案这一问题,有研究给出了这样的解决方案:(a)编辑问题时,更改文本中至少三个单词。(b)删除对问题编号的引用。(c)每个学生的问题顺序可以是随机的。(d)从不同的教科书或同一文本的旧版本中选择问题,然后再次应用上面的步骤1-3。(e)制定自己的原创问题。在Pomerantz的研究中发现家庭对如何进行家庭作业有越多的自主权就越好,此外最好设置星期一交家庭作业[3],父母参与学习的最大价值来自于提供更多无形、微妙的支持和更少的学习上的内容。也有一些学者对新型作业进行了设计研究,比如阅读作业:许多学生在上课前没有阅读指定的材料,Kerr和Frese对为什么会如此做出了一个极好的简短评论:没有准备好,缺乏动力,时间限制,以及低估了阅读的价值[4]。Bhavsar Victoria Mundy给出阅读作业需要的两个主要改进建议:(a)强调测试与阅读笔记的关系,(b)回答反思笔记中提出的问题[5]。

(3)物理作业与学习成绩和学生自我调节变量的关系研究

随着对作业的深入了解,学者们开始重视作业与学习成绩之间的关系。早期大多数的研究都在探讨作业时间与学生学习成绩的关系,在此问题上研究结果可以分为三类:观点一认为作业时间与学习成绩呈正相关。经过三十多个国家的调查,有研究发现,作业时间越长学习成绩越好。观点二指出家庭作业不会影响学业成绩,在美国、中国及日本的多个小学做了国际比较研究,发现作业时间与学习成绩之间无任何关系。观点三表明,学习成绩随着家庭作业时间的增加而增加,但当家庭作业时间超过最佳时间时,学习成绩就会开始下降。

然而随着对两者关系的不断研究,发现简单的时间测量对理解家庭作业实践的有效性并没有帮助,学生做作业期间的质量、自我调节成分等也应该被考虑在内。Tas, Yasemin等人通过科学作业量表 (SHS)评估初中生对作业实践和科学作业自我调节的看法。通过分析模型发现学生对作业质量和作业评价的看法与作业自我调节成分相关,而作业自我调节成分又与科学成绩相关[6]。此外,学业成就还与对家庭作业的兴趣和对其有用性的感知保持着正相关关系。

(4)物理作业的评价研究

在评价上,在学校教育的小学和中学阶段,超过70%的教师认为他们把太多的时间花在标记或纠正学生的工作上[7]。在最近的一项调查中,72%的受访者认为评估和标记政策是造成高工作量的五大原因之一。

有研究提出了PAR(同伴辅助反射)方法,PAR包括学生使用同伴反馈来改善他们在开放式作业问题上的工作。与同伴合作,根据他人的反馈修改自己的工作对学习物理来说很重要。家庭作业和考试通常是不支持协作和改进的个人活动,从而错过了使用评估进行学习的重要机会。相比之下,PAR 为学生提供了一种结构,可以迭代地解决具有挑战性的开放式问题,并征求同龄人的意见以改进他们的工作[8]。

综上,国外的作业研究起步较早,也有很大的研究成果。早期学者充分肯定了作业的功能和价值,进入20世纪后,更多学者开始对作业的量、作业类型、作业影响因素等方面,进行了全方面、多角度的研究。并且梳理发现国外作业更贴近生活,重视作业的实践性以及学生实践力的培养,这对于设计初中物理实践性作业具有极大的借鉴意义。

2.2 国内研究现状

查阅文献梳理“中学物理实践性作业”研究的现状及发展趋势,内容丰富的物理作业设计研究都涉及了实践性作业的部分类型。总体结果显示,我国起步较晚的是物理实践类作业方面的研究。根据搜集的文献进行归纳整理,从实践性作业类型和意义研究、物理实践性作业设计策略研究以及物理实践性作业评价研究三方面总结国内研究现状。

(1)物理实践性作业设计类型和意义研究

在物理实践性作业设计类型上,不同学者基于自身研究进行划分,一部分研究者整理了教材中的实践活动并将其分类,另一部分研究者根据自身教学经验分类。分类结果如表所示。

其中,胡家良将科技制作定义为制作类实践性作业,竞赛类作业界定为在完成制作后还会进行竞赛的作业,与制作类作业不同的是,学生还需要录制视频用以展示。虽然并没有统一的分类标准,但学者们对实践性作业的划分不尽相同,都包含观察、体验的感官性作业,也都有实验、制作、调查这些发展学生综合能力的作业。这表明了相关研究认为实践性作业能够凸显学生主体性、能动性。

早在2002年就有物理教师意识到传统书面作业对学生学习的束缚,并从理论上阐述了实践类作业的价值,之后也有一线教师和学者对实践性作业的价值进行了探讨。如李翔在《初中物理多样化作业浅谈》一文虽然没有直接提到“实践性作业”,但其讨论了包括实验、小制作、信息收集、调查、探究、小论文和竞赛的七种形式作业的功能,这七类均属于实践性作业,总的来说李翔认为实践性作业能够培养学生物理学习兴趣、综合能力、应用能力和创造性[14]。随着 2017 年新课标的颁布,开始有学者注意到实践性作业有利于促进物理学科核心素养的落地,如董丽君等人对苏教版初中物理教材中的实践性作业进行了归纳分析,得出实践性作业具有证据性、推理性、表述性等特点,可以充分培养学生“科学探究”的核心素养论证能力。崔杨等人针对实际操作反馈分析实施效果以此证明实践性作业能够发展核心素养“科学思维”[15]。

综合来看,学者们对物理实践性作业的价值研究从思辨阶段进入了实践阶段,同时紧密结合教育政策,从国家“五育并举”方针、课程标准核心素养等出发寻找实践性作业价值。

(2)物理实践性作业设计策略研究

目前国内有关物理实践性作业的设计策略研究主要围绕原则、形式、内容优化来进行。

在设计原则上,孙莉以人教版九年级中的“电流与电路”、“电压与电阻”两章为例,提出“单元化”,进行实践性作业单元设计,并制定了设计流程图。其次,强调因地制宜原则,教师要充分考虑当地各类资源的分布与特点,发挥当地资源的优势。有多位学者就进行了乡村教师设计实践性作业的研究。比如宝福杰提出实现农村初中物理作业生活化的途径[16]。

在形式上,多位学者都提出实践性作业的布置应当区分课前、课中与课后。认为课前实践性作业用于激活学生原有知识,奠定学习起点;课中实践性作业用于强调思维体验,巩固知识;课后实践性作业用于深化知识、提升能力。比如,肖永琴以八年级”滑轮“的课前作业设计为例,从查阅资料—设计实验方案—交流分享,说明实践作业的实现是进阶式的[17]。

在内容优化上,谭晔针对苏教版物理教材中WWW栏目中自制简易针孔照相机这一实践性作业进行了方案改进[18]。此外,还有多篇学位论文对某一类型的实践性作业进行研究。阅读作业以教科书和科普书为载体,但并不意味着只是阅读,还应当通过设问引导学生思考,达到阅读作业的目的。周端炎在讲授《浮力》时选取“蛟龙号”作为阅读作业,为教师设计阅读作业提供参考[19]。马茉莉在教学中实施并研究了“写作文”这种新的物理作业,分析发现写作文能够有效促进师生相长[20]。李莉界定“非常规”物理实验作业为:学生在课余时间,利用生活中易得的材料、物品、器具,自主的、有目的地完成的物理实验活动,设计了初中八年级部分内容的“非常规”物理实验作业案例,并对“非常规”物理实验作业进行了为期一年的教学实践研究[21]。

综合来看,物理实践性作业的设计策略研究较为丰富,设计思路已经由教材中心走向课程与教学目标中心,研究不断聚焦于教学研究的热点问题。

(3)物理实践性作业评价研究

郭宇靖等人对实践性作业评价进行了研究。首先,调查发现,目前老师们几乎没有对作业完成情况进行评价,而对于“重对错、轻能力”的考核方式,大多数老师也只是简单地用书提示一下涉及知识点的练习作业,让练习作业失去了本身的价值。基于这一现状论证了建立实践性作业评价标准的必要性,提出了核心素养导向下的实践性作业评价标准的框架。以动手制作类作业为例,将作业完成的总体要求分为动手和认知两个层面,在此基础上按照评价标准划分为合格、良好、优秀三个等级,希望能形成一个相对有意义的评价体系,让学生在完成实践性作业后能得到老师的有效反馈,从而进一步帮助和引导学生完善自己的物理知识体系[22]。

综上,国外的作业研究起步较早,也有很大的研究成果。早期学者充分肯定了作业的功能和价值,进入20世纪后,更多学者开始对作业的量、作业类型、作业影响因素等方面,进行了全方面、多角度的研究。并且梳理发现国外作业更贴近生活,重视作业的实践性以及学生实践力的培养,这对于设计物理实践性作业具有极大的借鉴意义。国内有关物理实践性作业的研究范围相对较广,主要集中在实践性作业的类型、价值、设计策略以及评价方面。但是能发现当前研究也存在着一些亟待完善的空间。首先,研究不够深入,研究缺乏系统的理论支撑,大多是物理一线教师的经验总结。其次,在新课标背景下,学生作业减负的呼声越来越高,而实践性作业作为一种新的作业形式,很少与分层作业、弹性作业相融合进行研究。这样的现状,对学生的核心素养培养来说,是满足不了的。

参考文献:

[1] Cooper, H., Robinson, J. C., & Patall, E. A. .Does homework improve academic achievement? A synthesis of research, 1987-2003. [J].Review of Educational Research, 2006,76(1), 1-62.

[2] Baker, C., Dawson, D., Thair, T., & Youngs, R. (2014). Longitudinal study of young people in England: Cohort 2, wave 1: November 2014. London: Department for Education.

[3] Pomerantz, E. M., Ng, F. F.-Y., & Wang, Q. (2006). Mothers’ mastery-oriented involvement in children’s homework: Implications for the well-being of children with negative perceptions of competence. Journal of Educational Psychology, 98(1), 99.

[4] Mary Margaret Kerr, Kristen M. Frese, . Reading to Learn or Learning to Read? Engaging College Students in Course Readings[J]. College Teaching, 2017, 65(1):28-31.

[5] Bhavsar Victoria Mundy, . A Transparent Assignment to Encourage Reading for a Flipped Course[J]. College Teaching, 2020, 68(1):33-44.

[6] Tas, Y., Sungur, S. & Oztekin, C. DEVELOPMENT AND VALIDATION OF SCIENCE HOMEWORK SCALE FOR MIDDLE-SCHOOL STUDENTS[J]. International Journal of Science and Mathematics Education, 2016,14(3), 417-444

[7] John Higton,Sarah Leonardi,Neil Richards,et al.Teacher Workload Survey 2016[J].Department for Education,2017,(2).

[8] Daniel L. Reinholz, Dimitri R. Dounas-Frazer, . Using Peer Feedback to Promote Reflection on Open-Ended Problems[J]. The Physics Teacher, 2016, 54(6):364-368.

[9]郭宇婧,胡泽康.实践性作业在高中物理教学中的实施方式研究——以“反冲现象”教学为例[J].数理化解题研究,2022(24):92-94.

[10]孙莉,刘颖,高建华.“双减”背景下基于核心素养的初中物理实践性作业设计[J].辽宁教育,2022,(13):25-29.

[11]王红斌.促进关键能力培养的初中物理实践性作业[J].试题与研究,2021,(10):47-48.

[12]胡家良.教材实践性作业育人价值分析及运用策略——以苏科版《物理(八年级下册)》为例[J].中学物理,2020,38(16):12-14.

[13]董丽君,袁海泉.基于论证能力培养的实践性作业特征分析与建议——以苏科版初中物理教材中作业为例[J].物理之友,2020,36(05):4-5+9.

[14]李翔.初中物理多样化作业浅谈[J].物理教学探讨,2015,33(05):33-35.

[15]崔杨,李广.大概念视野下初中物理实践性作业设计与实施——以“光现象”为例[J].中学物理,2020,38(20):15-17.

[16]宝福杰.农村初中物理作业生活化初探[J].课程教育研究,2014,(11):168-169.

[17]肖永琴.促进深度学习的初中物理实践作业设计[J].教学与管理,2020,(07):49-51.

[18]谭晔.初中物理课后实践作业的有效利用[J].中学物理教学参考,2020,49(15):38-39.

[19]周端焱.自选素材设计初中物理阅读类作业的策略[J].中学物理,2021,39(10):11-13.

[20]马茉莉.初中物理作业新形式:写作文—更好地促进师生相长[D].广西师范大学,2016.

[21]李莉.利用“非常规”物理实验作业促进初中生有效学习的实践研究[D].内蒙古师范大学,2018.

[22]郭宇婧,孙咏萍,卢慕稚.刍议初中物理实践性作业评价标准的建立[J].中学物理教学参考,2022,51(13):7-11.

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