王巧霞 談馬平 史鶴天

【摘要】隨著“雙減”政策的實(shí)施，如何在減少學(xué)生作業(yè)負(fù)擔(dān)的同時提高教學(xué)質(zhì)量，成為一線教師關(guān)注的焦點(diǎn)．本文以高中物理“力與運(yùn)動的關(guān)系”單元為例，設(shè)計(jì)了在“雙減”政策的要求下高中物理單元作業(yè)．通過對作業(yè)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高了作業(yè)的有效性和針對性，實(shí)現(xiàn)了減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)和提高教學(xué)質(zhì)量的目標(biāo)．

【關(guān)鍵詞】“雙減”政策；高中物理；單元作業(yè)；力與運(yùn)動的關(guān)系

“雙減”政策的出臺，旨在減輕學(xué)生過重的作業(yè)負(fù)擔(dān)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展和健康成長．在這一背景下，高中物理教學(xué)也需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和改革．其中，作業(yè)設(shè)計(jì)是教學(xué)過程中的重要環(huán)節(jié)，直接影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)體驗(yàn)．

1 形成物理觀念的基礎(chǔ)作業(yè)設(shè)計(jì)

例1 圖1是某物理教師給同學(xué)們做了一個有趣的實(shí)驗(yàn)，用一根筷子穿透了一顆土豆，現(xiàn)在他一手拿筷子，另一只手拿錘子敲擊筷子上端，那么你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)演示的現(xiàn)象或原理正確的是（ ?）

（A）土豆會沿著筷子向上爬.

（B）該實(shí)驗(yàn)原理是利用牛頓第二定律.

（C）該實(shí)驗(yàn)原理是利用牛頓第三定律.

（D）土豆越大越難完成該實(shí)驗(yàn).

解析 該實(shí)驗(yàn)的原理是牛頓第一定律，即慣性定律，任何物體總要保持原有的運(yùn)動狀態(tài)（靜止或勻速直線運(yùn)動），除非外力迫使它改變這種狀態(tài)．當(dāng)拿錘子敲擊筷子上端時，筷子快速下降，而土豆由于具有慣性，要保持原有的運(yùn)動狀態(tài)，位置保持不變，但筷子下降，則土豆相對筷子在向上運(yùn)動，即土豆會沿著筷子向上爬，故（A）正確，（B）（C）錯誤；土豆越大慣性越大，越容易完成實(shí)驗(yàn)，故（D）錯誤．

設(shè)計(jì)意圖 本題是一個基礎(chǔ)題，通過本題的練習(xí)，讓學(xué)生理解牛頓第一定律的內(nèi)涵，形成相互作用觀念和運(yùn)動觀念，進(jìn)而掌握牛頓第一定律．

2 提升探究能力的實(shí)驗(yàn)作業(yè)設(shè)計(jì)

例2 小明在“探究物塊的加速度與物塊所受合外力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置：一斜面固定在水平地面上，斜面頂端有一個定滑輪，物塊A放在斜面上并通過跨過定滑輪的細(xì)線連接物塊B．

回答下列問題：

（1）已知A，B兩個物塊的質(zhì)量分別為m1和m2，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，調(diào)節(jié)斜面的傾角為θ時，物塊A恰好沿斜面勻速下滑，此時物塊A所受滑動摩擦力的大小f = ???．（用m1，m2，g，θ表示）

（2）物塊A與斜面之間的動摩擦因數(shù)μ =．（用m1，m2，g，θ表示）

（3）在（1）的基礎(chǔ)上，將物塊B的質(zhì)量增加為m3，由靜止釋放，此后物塊B向下做勻加速運(yùn)動，則其加速度a =．

解析 （1）物塊A恰好能沿斜面勻速下滑，根據(jù)受力平衡可得m2g=m1gsinθ－f，

解得f=m1gsinθ－m2g．

（2）f=μm1gcosθ，解得μ=m1gsinθ－m2gm1gcosθ．

（3）將物塊B的質(zhì)量增加為m3，由靜止釋放，此后物塊B向下做勻加速運(yùn)動，由牛頓第二定律可得m3g－m1gsinθ+f=（m1+m3）a，

解得a=m2+m3g－2m1gsinθm1+m3．

設(shè)計(jì)意圖 通過本作業(yè)的練習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生通過最簡單的實(shí)驗(yàn)器材完成較復(fù)雜的物理問題，鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力和科學(xué)思維能力，引導(dǎo)學(xué)生挖掘身邊的生活現(xiàn)象，探索物理規(guī)律，進(jìn)而靈活運(yùn)用物理規(guī)律解決實(shí)際問題．

3 培養(yǎng)“解決問題”能力的實(shí)踐作業(yè)設(shè)計(jì)

例3 據(jù)2023年11月5日CCTV報(bào)道，中國正在實(shí)驗(yàn)可返回重復(fù)使用運(yùn)載火箭，圖3左面部分是加速上升階段，圖3右面部分是減速下降階段，實(shí)驗(yàn)時把火箭運(yùn)動分為四個階段，第一階段發(fā)動機(jī)工作加速上升，第二階段關(guān)閉發(fā)動機(jī)減速上升，第三階段加速下降，第四階段啟動發(fā)動機(jī)減速下降，安全降落到地面．已知火箭總質(zhì)量m = 2.0×103kg保持不變，靜態(tài)實(shí)驗(yàn)測得火箭發(fā)動機(jī)最大推力F = 3.6×104N，第一階段發(fā)動機(jī)保持最大推力工作t1=20s后關(guān)閉，再經(jīng)過t2=10s上升到最高點(diǎn)，g=10m/s2，設(shè)火箭受到恒定空氣阻力Ff，求：

（1）Ff的大小；

（2）火箭上升的最大高度H；

（3）在第三階段，火箭下落一段時間t3后啟動發(fā)動機(jī)，為保證火箭安全降落到地面，t3最長不超過多少？（用根式表示）

解析 （1）根據(jù)牛頓第二定律，在加速上升階段F－Ff－mg=ma1，在減速上升階段Ff+mg=ma2，

由題意得a1t1=a2t2，解得Ff=4000N．

（2）由（1）得a1=6m/s2，a2=12m/s2，火箭上升的最大高度H=12a1t21+12a2t22=1800m.

（3）在加速下降階段mg－Ff=ma3，在減速下降階段F+Ff－mg=ma4，得a3=8m/s2，a4=10m/s2，

加速度下降的高度為h1=12a3t23，此時速度為v=a3t3，減速下降至地面的速度為零，則減速下降高度為h2=v22a4，又h1+h2=H，聯(lián)立得t3=510s.則降落到地面t3最長不超過510s．

設(shè)計(jì)意圖 根據(jù)高考服務(wù)選才的定位，高考物理試題已從“解題”到“解決問題”轉(zhuǎn)型，要求學(xué)生不僅要學(xué)到知識，更重要的是要根據(jù)所學(xué)知識解決日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中的一些實(shí)際問題，因此，實(shí)踐性作業(yè)的設(shè)計(jì)發(fā)揮這樣的作用．

4 結(jié)語

在“雙減”背景下，高中物理單元作業(yè)設(shè)計(jì)需要更加注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，合理控制作業(yè)量，設(shè)計(jì)多樣化的作業(yè)形式，注重作業(yè)的層次性和開放性，結(jié)合生活實(shí)際，作業(yè)評價多元化．以“力與運(yùn)動的關(guān)系”為例的單元作業(yè)設(shè)計(jì)，通過書面作業(yè)、實(shí)驗(yàn)作業(yè)和實(shí)踐作業(yè)等形式，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力和創(chuàng)新能力，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果．

【本文系2023年度蘭州市教師“個人課題”《“雙減”背景下基于思維導(dǎo)圖的高中物理大單元教學(xué)的策略研究》（立項(xiàng)號：LZ[2023]GR1201）的階段性研究成果．】

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