【摘要】現(xiàn)代教育觀念下，如何有效地減輕學生的作業(yè)負擔，提高高中物理課程教學質(zhì)量，是廣大高中物理教師較為關(guān)注的問題.為了改善當前的教育現(xiàn)狀，解決學生過重的作業(yè)負擔問題，認知負荷成為當前教育研究的問題.在認知負荷下對高中物理作業(yè)進行優(yōu)化，有助于解決當前高中物理作業(yè)存在的問題.本文對認知負荷下高中物理課后作業(yè)優(yōu)化進行深入的分析，并提出科學的解決對策.

【關(guān)鍵詞】認知負荷；高中物理；作業(yè)設(shè)計

認知負荷理論主要是指人的工作記憶能力存在一定的極限性，如果所學內(nèi)容超出了工作記憶的能力，則會造成學習效果的降低.因此，教師可以結(jié)合學生的身心發(fā)展特點，在認知負荷下對高中物理課后作業(yè)進行優(yōu)化.

1 在認知負荷下對高中物理作業(yè)優(yōu)化的重要性分析

1.1 減輕學生的作業(yè)負擔，使學生輕松掌握知識

高中物理是一門較為抽象、邏輯嚴密的學科，它的教材知識包含大量的物理概念、公式和實驗.如果物理教師在設(shè)計作業(yè)時出現(xiàn)不合理的情況，比如難度太大、內(nèi)容太多、太過復(fù)雜，其作業(yè)內(nèi)容則會超過學生的認知負荷，使他們對新知識的理解存在困難.與此同時，也會影響學生對物理知識的記憶，更為嚴重的是會讓他們感到厭煩.因此，根據(jù)認知負荷理論，高中物理教師應(yīng)適當結(jié)合認知負荷理論對課后作業(yè)進行優(yōu)化，適當?shù)販p輕學生的認知負擔，讓他們可以更好地理解并掌握物理知識.

1.2 提高課外作業(yè)質(zhì)量，提高學生的學習積極性

通過對認知負荷理論的研究，可以發(fā)現(xiàn)在一定程度上，教師可以采用不同的教學方式，減輕學生的學習認知負擔.在高中物理作業(yè)的設(shè)計中，教師可以利用多媒體教學工具，如圖片、動畫等，將抽象的物理概念與物理實驗過程展現(xiàn)出來.比如，通過動畫來展示原子模型的構(gòu)造、光線的折射等，這不僅能使學生對物理圖象有更清楚的認識，而且能減輕學生的知識記憶負擔.另外，教師也可以設(shè)計一些互動性很強的物理實驗作業(yè)，讓學生在實踐中親自感受物理規(guī)律，這種方式既能提高學生的學習興趣，又能加深學生對物理知識的理解與記憶.

1.3 多種方式布置作業(yè)，增強學習內(nèi)驅(qū)動力

認知負荷理論認為學生在學習過程中并非被動地接受知識，而是通過自身的思維與努力，積極地進行知識的建構(gòu).所以，高中物理教師在進行作業(yè)的設(shè)計時，要能充分地結(jié)合多種方法將學生的主觀能動性與創(chuàng)造性激發(fā)出來，設(shè)計出多種開放的問題和探究的任務(wù)，使他們能夠在解題的過程中，獨立地去探索物理知識.比如，教師可以讓學生設(shè)計關(guān)于檢驗牛頓運動規(guī)律的實驗或讓學生研究物體的自由下落因素等.通過這種方式布置作業(yè)，既能提高學生的科學探究能力，又能調(diào)動他們的學習積極性，增強學生學習的內(nèi)驅(qū)動力.

1.4 尊重學生個體差異，滿足學生的學習需要

在設(shè)計課后作業(yè)時，教師要根據(jù)學生已有的知識水平和學習基礎(chǔ)，選擇符合學生已有認知結(jié)構(gòu)的問題類型和符合學生學習情況難度的作業(yè).比如，針對基礎(chǔ)薄弱的學生，可通過設(shè)計一些基礎(chǔ)問題，加強對基礎(chǔ)知識的掌握；針對基礎(chǔ)好的學生，可設(shè)計更有挑戰(zhàn)性的問題，拓寬思路.另外，在教學過程中，教師也要依據(jù)學生的學習狀況與反饋，對作業(yè)的內(nèi)容與難度進行適當?shù)恼{(diào)整，以滿足不同學生的學習需要與進度.

1.5 合理運用評價功能，減輕學生作業(yè)壓力

積極的心態(tài)對學生的學習有促進作用，負面的情緒則會影響學生的學習效果.所以，在高中物理教學中，教師要注意不能給學生施加太大的心理負擔，也不能讓學生感到緊張.因此，在對學生作業(yè)進行評價時，要通過對學生進行恰當?shù)墓膭钆c肯定，關(guān)注學生的學習過程與難點，教師可以組織一些趣味性的物理活動，為學生營造良好的學習氛圍.這種方法也有助于學生減輕學習壓力，維持良好的學習態(tài)度，提高作業(yè)質(zhì)量［1］.

2 高中物理課后作業(yè)存在的問題分析

2.1 作業(yè)難度控制存在不足之處

在當前的教學環(huán)境下，有些教師設(shè)計的課外作業(yè)的難度與學生的實際水平相差甚遠.難度較高的作業(yè)不但會使學生在解決復(fù)雜的作業(yè)時感到力不從心，同時也會使學生產(chǎn)生一種強烈的挫敗感.但同時，部分教師也存在著設(shè)計簡單的家庭作業(yè)的情況，這不但不能取得理想的教育效果，也會導(dǎo)致部分學生忽視作業(yè)的價值，這種方法表面上看起來很容易讓學生完成作業(yè)，但實際上對學生并沒有起到很好的鞏固知識的作用，也無法促進學生對教學內(nèi)容的理解和掌握.這樣不平衡的作業(yè)設(shè)計方式，勢必會影響到學生的學習效果，也會影響他們對知識的理解.而這就要求教師在給學生布置作業(yè)時，既不可以給學生施加太大的負擔，也要主動改善學生的學習體驗［2］.

2.2 沒有遵循學生的學習特點

在我國當前的教學制度下，部分教師所設(shè)計的課外作業(yè)的設(shè)置似乎忽視了“循序漸進”的基本原理.教師所設(shè)計的作業(yè)并沒有起到一步一步地引導(dǎo)學生完成作業(yè)的作用，這種作業(yè)設(shè)計模式?jīng)]有從學生的認識水平、學習速度等方面加以考慮.學生在遇到一些自己無法理解的難題時，往往會手足無措，無法找到適當?shù)慕忸}方式，這也就給學習帶來了更大的難度和挑戰(zhàn)性.所以，教師在設(shè)計作業(yè)的時候，要重視學生的實際情況，確保所設(shè)計的作業(yè)不僅能對學生的學習效果起到很好的檢驗作用，而且還能幫助他們更好地了解和掌握知識［3］.

2.3 設(shè)計的題目過于單一

目前，我國部分高中物理課外作業(yè)存在著過分依賴傳統(tǒng)試題的情況.這些作業(yè)中存在著一些復(fù)雜的計算問題，或者是一大串空白填空讓學生填寫，表面上看起來是在考查和鞏固學生的數(shù)學能力，但其實忽略了對學生的實際操作能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng).這樣過于簡單的作業(yè)設(shè)計方式，既不利于激發(fā)學生對物理世界的探究熱情，又不利于培養(yǎng)學生將所學知識應(yīng)用于實際問題的能力.為此，教師需要對現(xiàn)有的作業(yè)設(shè)計方式進行反思和調(diào)整，以便更加全面和深入地發(fā)掘?qū)W生的潛力，幫助他們在物理學科中全面激發(fā)自己的能力［4］.

2.4 忽略個體間的差異

教師在設(shè)計課外作業(yè)時，往往忽略了對學生個體差異的深刻思考.不同學

生的能

力、興

趣和個

性等都

存在差

異.有些學生對抽象的概念比較熟悉，而另一些學生比較傾向于自己動手操作.另外，學生的興趣也不一樣，有的人對科學的神秘感興趣，有的人對文學的愉悅感興趣.由于個體間的差異對其認知發(fā)展具有重要的影響，因此，在未充分考慮作業(yè)設(shè)計的情況下，極有可能造成不同學生對同一任務(wù)的經(jīng)驗差異.比如，家庭作業(yè)可能會成為一項既有趣又具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，如果他們的學習方式符合他們的興趣愛好，但是，如果沒有足夠的積極性，或是沒有足夠的能力，那么這個問題就會變得很難，甚至會讓人覺得乏味，從而影響到他們的學習.這就要求教師在設(shè)計作業(yè)的時候要充分考慮到學生間個體差異，保證作業(yè)能夠引起學生的興趣和發(fā)揮其作用［5］.

2.5 缺少真實的回饋機制

在對部分學生進行調(diào)研時發(fā)現(xiàn)，學生對于課外作業(yè)的認知不足，大部分學生無法詳細地描述自己的解題過程及所得的結(jié)果.這主要是由于缺少即時的反饋機制，學生在遇到困難問題時常常會有“孤立無援”的感覺，無法得到切實的輔導(dǎo)與幫助.這樣，學生不但會在對知識的掌握上出現(xiàn)困難，也會對學習本身感到抗拒，從而影響到他們的學習積極性.一個好的課外作業(yè)反饋機制應(yīng)當是一種雙向溝通的過程，這樣可以加強師生間的交互作用，使學生對教學內(nèi)容有更深刻的了解，激發(fā)他們不斷地探究與學習［6］.

3 認知負擔下高中物理課外作業(yè)優(yōu)化策略

3.1 認知負荷的運用

在作業(yè)設(shè)計階段，教師要注意避免設(shè)計過于繁瑣的圖形、資料等作業(yè)，教師要以減輕學生的記憶負擔為核心.在設(shè)計作業(yè)過程中，可采用分步引導(dǎo)學生完成作業(yè)的方法，讓學生循序漸進地了解、解決問題.

例如 為何同樣的作用力，較大的滑輪，其加速度卻較?。繉τ谶@一問題可以讓學生了解，所需要的作用力 F按照牛頓定律F=ma是恒定的，但隨著質(zhì)量的增大，加速度 a就會隨之

減小.這是由于質(zhì)量用來衡量一個物體對加速度的抵抗力，因此，要獲得同樣的加速度，更重的

物體就需要更大的力.通過這些問題與引導(dǎo)，學生對牛頓定律，及物質(zhì)與作用力的相互關(guān)系，有了更深刻的認識.

3.2 充分利用學生已經(jīng)形成的認知

在設(shè)計作業(yè)時，教師要在學生原有的知識基礎(chǔ)上，選擇符合學生已有知識結(jié)構(gòu)的問題種類及難度.通過這種方式，教師可以減少學生的認知沖突，使其對新知識的接受更加迅速.在高中物理教學中，教師運用學生已有的認知經(jīng)驗引導(dǎo)學生對新知識進行解答，這更加有助于加深學生對新知識的理解與記憶.

例如 在講牛頓運動規(guī)律的時候，教師可以用一些生活中的知識來舉例，例如騎車等.由于沒有足夠的力量去對抗摩擦和空氣的阻力，單車在停止踩踏后，就會慢慢地慢下來，直至停穩(wěn).這樣，學生們就能更好地了解牛頓第一定律了，如果沒有外力，物體就會一直處于靜止或者做勻速直線運動.另一種方法是，在講授能量守恒定律時，可借助學生對食品能量轉(zhuǎn)化的認識體驗.學生都知道，進食之后，他們就能有足夠的精力來維持每天的生活.同理，在物理學里，能量并沒有被產(chǎn)生或破壞，而是從一種形態(tài)轉(zhuǎn)化為另外一種形態(tài).這樣，學生就能更直接地了解到，能量守恒定律在生活中的具體表現(xiàn).教師將抽象的物理概念與學生已有的實際生活經(jīng)驗聯(lián)系在一起，則有助于學生對新知識的理解與記憶，使學習過程更為生動、有趣，學生也會因此主動完成作業(yè).

3.3 為問題的解決提供多樣化的途徑

教師在給學生布置作業(yè)時，教師要給學生提出各種解決問題的途徑、思想，并鼓勵學生在同一問題上進行多角度的實驗.這種方法既能提高學生的解題能力，又能減輕單個問題求解過程中的認知負擔.

例如 在解題過程中，學生們可以通過歐姆定律、串聯(lián)/并聯(lián)等方法，對電路中的問題有一定的了解.在教學過程中，教師可將節(jié)點電壓法及回路電流法引入，使學生明白在復(fù)雜的電路環(huán)境下，如何選取適當?shù)姆绞竭M行化簡，從而幫助學生更好地處理較復(fù)雜的電路.在解題時，學生們往往會用豎直上拋與水平投這兩個獨立的動作來進行分析.教師可以介紹動能、位能的轉(zhuǎn)化，也可以介紹角動量守恒定律，讓學生明白，在二維平面上，拋體的運動并不只是速度、加速度向量的綜合，還有能量與角動量的平衡.這樣既能幫助學生對物理問題有更深的認識，又能使其在實際中靈活應(yīng)用.

4 結(jié)語

總之，以“認知負荷”理論為指導(dǎo)，對高職學物理課外作業(yè)的設(shè)計進行優(yōu)化具有一定的意義.在教學過程中，教師要對學生進行適當?shù)囊龑?dǎo)，對其教學方法和作業(yè)設(shè)計方式進行適當?shù)恼{(diào)整.教師要結(jié)合每個學生自己的特點，運用不同的學習方式，激發(fā)學生的能力.在設(shè)計作業(yè)的時候，要盡量把每個人的差異性融合在其中，這樣可以為學生提供豐富的學習條件，讓他們能夠更好地適應(yīng)自己需要的內(nèi)容.只有這樣才能真正做到“因材施教”，才能使每一位學生得到更好的發(fā)展.

參考文獻：

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［2］馮天敏，朱艷艷，柳麗麗.國內(nèi)認知負荷理論研究評述［J］.廣西廣播電視大學學報，2019（67）：44-90.

［3］樂會進，蔡亮文.促進深度學習的翻轉(zhuǎn)課堂研究：認知負荷理論的視角［J］.教學與管理，2019（67）：44-90.

［4］徐奮奮.基于認知負荷理論的多媒體教學設(shè)計與呈現(xiàn)［J］.吉林廣播電視大學學報，2019（56）：44-99.

［5］煥彩熙，杰倫·J.G.·范梅里恩伯爾，弗萊德·帕斯，熊媛，盛群力.物理環(huán)境對認知負荷和學習的影響：認知負荷新模型探討［J］.開放教育研究，2018（67）：90-100.

［6］樊衛(wèi)賓，孫明明.認知負荷理論及其對學科教學的啟示［J］.天水師范學院學報，2016，36（06）：110-114.