“双减”背景下学生自主创新实验作业的实施
摘要：学生自主创新实验作业是在教师的引导下，学生自主地创新设计并实施实验，以解决学习中遇到的实际问题的一种作业形式。它能提升学习效率，促进学生思维发展和提高实践能力，是对“双减”政策的一种应答。“双减”背景下，教师需要对学生自主创新实验作业进行优化设计，具体举措有：系列组合，有序推进;系统整合，完善结构;多元素融合，叠加增值;评价“化合”，更新观念。
关键词：“双减”;学生自主创新实验;物理作业
一、学生自主创新实验作业是对“双减”政策的一种应答
2021年7月24日，中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《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》，即“双减”政策。在这一政策背景下，教师要积极思考“作业负担来自哪里？如何减少作业负担？什么样的作业不仅不会让学生觉得是负担，还能够乐此不疲？这样的作业如何设置？”等一系列问题。
作业是否有负担不能简单地以作业中的题量来衡量。真正的负担是已经学会的学生还要陪着没有学会的学生做已经会了的题目，甚至还要陪着学不会的学生听教师一遍又一遍地讲着正确却无用的话。这样的重复学习浪费了先学会学生的大量时间，这些宝贵的时间是可以用于阅读、实践和愉快地玩耍的。这样的无特定对象的教学让在学习上需要给予特别指导的学生也无法得到相应的指导，势必会给这部分学生造成心理负担。所以，减轻学生的作业负担，不能简单地被认为是“减少作业量、降低难度”。减少作业负担也不能脱离课程标准，也不能丢失教学目标，既要保证学生可以身心愉快地完成作业，还要能促进学生核心素养的提升。
就初中物理作业减负而言，学生自主创新实验不失为一种较好的举措。学生自主创新实验作业是在教师的引导下，学生自主地创新设计并实施实验，以解决学习中遇到的实际问题的一种作业形式。教师引导的主要内容为组织、监控、评价学生的学习活动，以及提供学习主题、学习资源、必备的物理知识和科学方法等。学生再围绕主题任务进行实验设计和探究，将物理与自然、生活、社会、技术、环境联系起来，有动手操作、观察、测量，也有分析、推理、论证、运算，还有合作、交流、评估、展示。学生自主创新实验作业的内容是多样的、个性化的，有助于解决个人在学习中遇到的实际问题。因此，学生自主创新实验作业是高效的、有针对性的，能减少不必要的重复训练，从而减轻学生的作业负担。
二、“双减”背景下学生自主创新实验作业的优化设计
“双减”背景下，教师需要对学生自主创新实验作业进行優化设计，充分利用好在校学习时间，尤其是课堂学习时间。
（一）系列组合，有序推进
好的作业主题要能有效激发学生的兴趣，且不偏离学习目标。将学生的兴趣引导到既定的学习目标上是教师开展学生自主创作实验作业选题的一项重要任务。
例如，“浮力”教学时，教师先布置一项学生自主创新实验作业：测量一瓶空气的质量。有学生自主设计了一个实验：把装有空气的瓶子放在电子秤或天平上，称得瓶子与瓶中空气的总质量m1;把瓶子压扁，将空气排出后再测一次瓶子的质量，得到m2;瓶中空气的质量为m1-m2。
实验方案得到多数人认同后，学生分组实际操作，结果让他们大失所望：前后两次实验中，电子秤的示数没有变化。难道是电子秤的分度值太大了吗？学生经过计算知道一瓶空气的质量约0.6
g，而电子秤的分度值为0.1
g，电子秤的示数不应该一点变化都没有呀！
这时，教师不急着告诉学生原因，可布置第二项学生自主创新实验作业：在水里测量一瓶水的质量，看看瓶中水的质量会不会也“消失”呢？再让学生自主设计方案。学生不难想到：使用弹簧测力计先测量一个压扁的空瓶子的质量，再将其灌满水后浸没在水槽中，测量瓶中水和瓶子的总质量。学生实验后发现，两次测量的示数也是一样的。
当学生陷入疑惑的时候，教师再布置第三项学生自主创新实验作业：将瓶子慢慢向上提，你有什么发现？学生不难找到原因：瓶子在水中受到向上的浮力;同样，瓶子在空气里也受到浮力。自然地，教师提出“浮力”的概念，继而引导学生探究浮力大小与哪些因素有关。
学生自主创新实验作业的选题不能漫无目的，学生的自主也应有引导——学生在教师的引导下围绕学习主题，选择合适的视角，根据自有条件设计并完成实验。这里，教师巧妙地将几个有趣的实验组合在一起，使其有助于教学目标的达成。在一连串的组合实验中，学生有着极大的自主权，拥有许多创新的空间，所以作业完成是轻松愉悦的。
（二）系统整合，完善结构
物理是系统化描述客观世界的一门学科，教学时应避免把物理观念碎片化。初中物理教学中，不乏锚定当地中考试题考点的“踩点”教学方式，致使学生学到的物理是不完整的（考的才学，不考的就不学）。学生知识结构不完备，对许多物理现象便难以解释清楚，导致“学习无用”的心理负担的产生。
例如，《电路初探》一课，教师设计了一组学生自主创新实验作业，让学生根据情境引导设计各种各样的简单电路——不仅有常见的护士站、门卫室等报警灯电路，也有头灯、尾灯、车门提示灯、安全带提示灯等汽车电路，还有各种家庭电路、家电电路等。整合这些电路设计与动手操作的活动，学生的自主创新灵感被充分激发出来。有学生设计了冰箱节能方案：如下页图1所示，在冰箱上增加一个光控开关，与门控开关串联，白天开冰箱门时，冰箱内的灯泡不亮，可以节省电能。也有学生设计了花盆土壤干涸报警电路：如下页图2所示，在花盆里放入一个湿感开关，在花盆外放一个光控开关，再与电源、蜂鸣器等连接，让花盆在土壤干燥的时候，可以在白天自动提醒人们浇水，又避免夜晚打扰人们休息。
丰富的电路设计与连接经验，可以让学生对电路有深刻的认识。学生在操作中还可以发现各种各样的问题，不仅能为电流、电压、电阻、电功率等知识的学习打好基础，更重要的是可以培养学生的创新意识。
（三）多元素融合，叠加增值
学生在校的学习内容是丰富的，各学科的学习内容虽然侧重点不同。但是有些内容是相同或相近的，适度地与其他学科知识（以及生活知识）相融合，可以减少相同或相近内容在多学科中重复出现，并叠加具有学科特性的内容，增加教学价值。
例如，《水循环》一课，教师常常会布置这样的作业：以“我是一滴水”为题写作或绘制海报。其间，可以融合地理学科的知识，并将多媒体技术融入其中，通过卫星云图让学生观看水汽运输的宏伟壮观，带领学生从青藏高原的冰川看到南海之滨的波涛。海陆风、大气对流等知识是地理课上的主要内容，物理教学的重点是为这些现象提供解释。这样的学科融合，可以凸显物理学科的实验特点，加强学生对物态变化条件与过程的理解。
在融合地理学科各种水循环现象的基础上，可布置一项学生自主创新实验作业：用厨房里的物品模拟水循环或演示人工降雨。收到的学生作业中，有用热水壶、菜刀演示雨的形成的实验，也有洗菜水蒸发液化收集（模拟水循环）的实验。
（四）评价“化合”，更新观念
传统的书面作业更侧重于知识记忆与理解的评价。学生自主创新实验作业，则可以在探究能力、语言表述、思维发展、情感态度等方面进行评价。概念学习、能力提升等学习要素，是构成学生思维发展的必要条件。这些要素不是简单地组合在一起，而是要通过评价，促成学生把学习到的知识与技能“化合”反应后形成物理观念。
例如，“物态变化”知识，课程标准要求学生了解液体温度计的工作原理。教师通常会布置学生自制温度计，这个活动属于学生自主创新实验。教师如果不重视对学生的评价，学生很容易简单模仿一下就应付过去了，达不成教学目标。对此，可让学生思考如下问题：（1）瓶子里要不要装满水？能不能存有空气？（2）玻璃瓶壁是厚的好，还是薄的好？（3）玻璃瓶子是大些好，还是小些好？（4）插在瓶中的吸管是粗的好，还是细的好？是长的好，还是短的好？
（5）为了尽可能缩短测温时间，瓶子里面装何种测温液体更好？（6）怎么标示温度计的刻度更精确？
通过对上述问题的思考，学生自己先自评再互评，然后通过纠错、改进，让制作的温度计达到较理想的效果。学生的认知层次在评价中得以展现，便于教师有针对性地跟进指导，从而帮助学生实现思维与创新能力的进阶。
“双减”背景下，教师完成设计、组织、协助等任务的要求更加明晰，作业的设计与布置需更具灵活性与创造性。学生自主创新实验作业让学生全程经历科学探究，有利于学生提升科学探究的能力，还能够帮助学生巩固所学知识，促进思维发展。
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