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设计作业一定要考虑学习者的认知水平和认知发展特点，考虑作业结构如何有利于学生的主动建构、如何有利于强化学生的探索性学习，并关注思想方法和人文素养的自然渗透等因素。只有设计梯度性的作业，我们才能兼顾这些因素。同时，“高分低能”现象是我国多年来应试教育的一种弊端，消除这一弊端需要我们在教学的各个环节着眼于提高学生的实践能力，作业设计也不例外。以下，笔者结合教学实践谈谈科学作业设计的梯度性和实践性问题。
一、 梯度性作业的设计
从建构良好的认知结构角度来看，教师可按“厚—薄—厚”的梯度来设计作业：第一个“厚”，指学科的基本概念要掌握得扎实；从“厚”转入“薄”是指要使学生善于把知识结构化，也就是说要使认知结构的概括化程度高、可利用度大；由“薄”转入“厚”中的“厚”，一是指学生能把知识应用到实践中去，二是指学生能把学科知识综合起来，并在这一过程中提高解决问题的能力和达到学知识、长智慧的目的。例如《摩擦力》一节作业，笔者采用了如下梯度设计：
（一） 知识梳理：摩擦力
1． 两个互相接触的物体，当它们有______或
______时，在接触面上会产生一种阻碍______的力，叫做摩擦力。摩擦力的方向与物体______方向相反。
2． 摩擦力产生条件：①物体间相互接触、挤压；②接触面不光滑；③物体间有相对运动或相对运动趋势。
3． 滑动摩擦力的大小与______大小和______有关，与接触面积的大小、物体的运动速度大小无关。滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关，同时与物体之间正压力成正比。
4． 增大有益摩擦的方法：增大______，增大接触面的______；减小有害摩擦的方法：减小______，减小接触面的______ ，变滑动为______ ，分离______。
（二） 基础练习
1. 填空。
①如图1所示，重为20牛的物体静止在水平桌面上，则物体所受的摩擦力为______；
②如果这时有个水平向右的大小为5牛的力拉它，还是静止不动，则此时物体所受的摩擦力为
______；
③如果这时有个水平向右的大小为8牛的力拉它，仍静止不动，则此时物体所受的摩擦力为
______；
④如果水平向右的大小为12牛的力拉物体时，物体恰好在水平桌面上做匀速直线运动，则物体所受的摩擦力为______；
⑤如果水平拉力增大到15牛，则物体所受的摩擦力为______；此时物体做______（“匀速”或“加速”或“减速”）直线运动；
⑥当做加速运动的物体所受到的拉力15牛突然撤销时，物体由于惯性继续向前运动，此时受到的滑动摩擦力是______；
⑦如果把物体纵向切掉一半，在拉力作用下物体再次水平运动时，物体所受的摩擦力为______； 如果把物体横向切掉一半，在拉力作用下物体再次水平运动时，则物体所受的摩擦力为______。
2． 填空。
①如图2所示，重为20牛的物体被水平为50牛的压力压在墙上静止不动，则此时静摩擦力为______；
②如果压力增大到100牛，则静摩擦力为______；
③如果压力减小到40牛，物体仍静止，则静摩擦力为______；
④当F=30N时，物体能沿竖直墙壁匀速下滑，这时物体受到的摩擦力是______N；
⑤当F=15N时，物体将加速下滑，物体受到的摩擦力与匀速运动时相比将______（选填“增大”“减小”或“不变”）。
（三） 巩固提高
1． 如图3所示，水平桌面的右端固定一定滑轮，轻质小盘通过一根绕过定滑轮的细绳与桌面上质量为0.4kg的木块相连。当小盘内放有重力为0.5N的砝码时，木块未被拉动，这是木块受到的摩擦力大小为______ N；当小盘内放有重为0.6N的砝码时，木块正好作匀速运动，当小盘内放上重为0.7N的砝码时，小盘拖动木块运动，当小盘落在地面上后，木块继续运动，此时木块所受到的摩擦力大小为______ N。
2． 如图4所示，条形磁铁置于水平面上，电磁铁与其在同一水平面上，右端固定并保持水平，当电路中开关S由断开到闭合时，条形磁铁一直保持静止，在此过程中条形磁铁受到的摩擦力的情况是（ ）
A． S断开时不受摩擦力
B． S闭合时不受摩擦力
C． S断开时受水平向左的摩擦力
D． S闭合时受水平向左的摩擦力
前面的“知识梳理”是为了在基础练习中使学生把知识结构化，使学生头脑中形成一条清晰的摩擦力变化的知识体系，从而为后面的“巩固提高”打下扎实的基础。
二、 实践性作业的设计
实践性作业旨在培养学生的综合实践能力，在实践过程中把所学的本学科和其他学科知识予以综合运用。此种作业要求学生从自然生活和社会生活中取材，确定主题，设计方案，然后从图书馆、网络或父母那里了解这些自然问题和社会问题，并进行动手操作、调查访问、资料查阅等，最后可以用小论文、调查报告等方式表达自己的观点。
笔者曾布置这样一道作业：探究太阳高度角的大小变化与什么因素有关。课堂上，针对球场上旗杆的影子长度的变化，学生进行了激烈的讨论，最后得出了以下猜想：（1）太阳高度角的大小变化可能与纬度有关；（2）太阳高度角的大小变化可能与季节有关；（3）太阳高度角的大小变化可能与一天中不同的时刻有关。那么，怎样验证这些猜想呢？笔者又布置了回家作业：通过查阅资料、动脑动手或寻求家长帮助等方法完成实验设计并验证。学生表现出了异乎寻常的热情，拿出了各自的实验方案，如为验证“太阳高度角的大小变化可能与纬度有关”这一猜想，有一设计如下：如图5所示，在纸板上标出杭州、青岛、台湾、A、B五个位置，并垂直插上一根大头针模拟旗杆，用手电筒垂直照射赤道模拟春分正午太阳，观察杆影的长度和方向。根据这样的设计进行试验，获取试验数据，最终学生得出了“太阳高度角的大小变化与纬度有关，太阳高度角从太阳直射点向南北两侧递减”的结论。
实践性作业，强调的是实际操作，对学生见识的增长、视野的开阔以及各方面能力的提高都有显著的作用。
一、 梯度性作业的设计
从建构良好的认知结构角度来看，教师可按“厚—薄—厚”的梯度来设计作业：第一个“厚”，指学科的基本概念要掌握得扎实；从“厚”转入“薄”是指要使学生善于把知识结构化，也就是说要使认知结构的概括化程度高、可利用度大；由“薄”转入“厚”中的“厚”，一是指学生能把知识应用到实践中去，二是指学生能把学科知识综合起来，并在这一过程中提高解决问题的能力和达到学知识、长智慧的目的。例如《摩擦力》一节作业，笔者采用了如下梯度设计：
（一） 知识梳理：摩擦力
1． 两个互相接触的物体，当它们有______或
______时，在接触面上会产生一种阻碍______的力，叫做摩擦力。摩擦力的方向与物体______方向相反。
2． 摩擦力产生条件：①物体间相互接触、挤压；②接触面不光滑；③物体间有相对运动或相对运动趋势。
3． 滑动摩擦力的大小与______大小和______有关，与接触面积的大小、物体的运动速度大小无关。滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关，同时与物体之间正压力成正比。
4． 增大有益摩擦的方法：增大______，增大接触面的______；减小有害摩擦的方法：减小______，减小接触面的______ ，变滑动为______ ，分离______。
（二） 基础练习
1. 填空。
①如图1所示，重为20牛的物体静止在水平桌面上，则物体所受的摩擦力为______；
②如果这时有个水平向右的大小为5牛的力拉它，还是静止不动，则此时物体所受的摩擦力为
______；
③如果这时有个水平向右的大小为8牛的力拉它，仍静止不动，则此时物体所受的摩擦力为
______；
④如果水平向右的大小为12牛的力拉物体时，物体恰好在水平桌面上做匀速直线运动，则物体所受的摩擦力为______；
⑤如果水平拉力增大到15牛，则物体所受的摩擦力为______；此时物体做______（“匀速”或“加速”或“减速”）直线运动；
⑥当做加速运动的物体所受到的拉力15牛突然撤销时，物体由于惯性继续向前运动，此时受到的滑动摩擦力是______；
⑦如果把物体纵向切掉一半，在拉力作用下物体再次水平运动时，物体所受的摩擦力为______； 如果把物体横向切掉一半，在拉力作用下物体再次水平运动时，则物体所受的摩擦力为______。
2． 填空。
①如图2所示，重为20牛的物体被水平为50牛的压力压在墙上静止不动，则此时静摩擦力为______；
②如果压力增大到100牛，则静摩擦力为______；
③如果压力减小到40牛，物体仍静止，则静摩擦力为______；
④当F=30N时，物体能沿竖直墙壁匀速下滑，这时物体受到的摩擦力是______N；
⑤当F=15N时，物体将加速下滑，物体受到的摩擦力与匀速运动时相比将______（选填“增大”“减小”或“不变”）。
（三） 巩固提高
1． 如图3所示，水平桌面的右端固定一定滑轮，轻质小盘通过一根绕过定滑轮的细绳与桌面上质量为0.4kg的木块相连。当小盘内放有重力为0.5N的砝码时，木块未被拉动，这是木块受到的摩擦力大小为______ N；当小盘内放有重为0.6N的砝码时，木块正好作匀速运动，当小盘内放上重为0.7N的砝码时，小盘拖动木块运动，当小盘落在地面上后，木块继续运动，此时木块所受到的摩擦力大小为______ N。
2． 如图4所示，条形磁铁置于水平面上，电磁铁与其在同一水平面上，右端固定并保持水平，当电路中开关S由断开到闭合时，条形磁铁一直保持静止，在此过程中条形磁铁受到的摩擦力的情况是（ ）
A． S断开时不受摩擦力
B． S闭合时不受摩擦力
C． S断开时受水平向左的摩擦力
D． S闭合时受水平向左的摩擦力
前面的“知识梳理”是为了在基础练习中使学生把知识结构化，使学生头脑中形成一条清晰的摩擦力变化的知识体系，从而为后面的“巩固提高”打下扎实的基础。
二、 实践性作业的设计
实践性作业旨在培养学生的综合实践能力，在实践过程中把所学的本学科和其他学科知识予以综合运用。此种作业要求学生从自然生活和社会生活中取材，确定主题，设计方案，然后从图书馆、网络或父母那里了解这些自然问题和社会问题，并进行动手操作、调查访问、资料查阅等，最后可以用小论文、调查报告等方式表达自己的观点。
笔者曾布置这样一道作业：探究太阳高度角的大小变化与什么因素有关。课堂上，针对球场上旗杆的影子长度的变化，学生进行了激烈的讨论，最后得出了以下猜想：（1）太阳高度角的大小变化可能与纬度有关；（2）太阳高度角的大小变化可能与季节有关；（3）太阳高度角的大小变化可能与一天中不同的时刻有关。那么，怎样验证这些猜想呢？笔者又布置了回家作业：通过查阅资料、动脑动手或寻求家长帮助等方法完成实验设计并验证。学生表现出了异乎寻常的热情，拿出了各自的实验方案，如为验证“太阳高度角的大小变化可能与纬度有关”这一猜想，有一设计如下：如图5所示，在纸板上标出杭州、青岛、台湾、A、B五个位置，并垂直插上一根大头针模拟旗杆，用手电筒垂直照射赤道模拟春分正午太阳，观察杆影的长度和方向。根据这样的设计进行试验，获取试验数据，最终学生得出了“太阳高度角的大小变化与纬度有关，太阳高度角从太阳直射点向南北两侧递减”的结论。
实践性作业，强调的是实际操作，对学生见识的增长、视野的开阔以及各方面能力的提高都有显著的作用。