指向學生科學思維發展的實踐作業設計

◇吳燕婷 聞蓉美（浙江：杭州市崇文實驗學校杭州市上城區教育學院）

科學實踐作業，是指以教材為載體，突出科學學科的探究性、思維性、創新性，包括制作、觀測、飼養、調查等內容。本文所提的實踐作業是針對實踐內容呈現的本質屬性、內在規律及相互關系，從科學視角進行認識，用科學思維方法進行分析綜合、抽象概括和推理論證，同時，對于實踐作業中呈現的不同信息，能基于事實證據和科學推理進行質疑、批判，進而提出創造性見解。

一、基于學生科學思維發展的實踐作業設計

本研究以五年級下冊“生物與環境”單元為例，對實踐作業進行設計與研究，幫助教師有效地進行科學實踐性作業的設計，對于培養學生實踐能力、創新能力，特別是科學思維有重要意義。

“生物與環境”單元主要是讓學生通過研究植物對環境的需求、動物對環境的需求，理解生物之間的相互依存、相互作用的關系，初步建立生物與環境的關系，建構生態系統概念。通過讓學生研究光照、土壤、水分、溫度等因素對綠豆發芽和生長的影響，了解種子的發芽和生長需要一定的條件。通過設計并制作生態瓶，了解生物之間、生物與環境之間的相互依存、相互影響，有較多需要長期觀察的實驗。此類實驗無法在課堂時間完成，所以會涉及課外實踐作業，但未經設計的實踐作業存在學生實施難、容易走過場的問題，進而導致增加學業負擔、作業效果欠佳等問題。為此，筆者根據教材內容對實踐作業進行了設計，如表1。

表1一般的實踐作業與設計后的實踐作業對比

教材中讓學生對“綠豆發芽是否需要光照”“綠豆生長是否需要光照”等研究問題進行假設、對比實驗，然后根據現象得出一定的結論。通過教材內容的學習，學生已經知道綠豆的發芽不需要光照、綠豆苗的生長需要光照。該研究內容是教材內容的延續和拓展，研究方法與教材中的方法一樣。我們選擇這樣的活動作為實踐作業，對于教師而言，可以檢查學生是否掌握了對比實驗的方法、能否根據實驗現象做出合理的解釋；對于學生而言，用剛剛學會的方法來研究新的問題，有新鮮感，還能體會到遷移應用的快樂。

該案例中的實踐作業是以某一主題或問題為主線進行的一種探究活動，是學生對不知道、不確定的事物，運用已有知識和經驗，完成新認知或完善前概念的過程。我們倡導的實踐作業是根據小學科學課程標準，以科學教材為基礎，設計相對獨立、操作性較強的實踐活動。以不同形式與手段，讓學生通過動手操作、“五感”體驗，對搜集的信息進行分析，得出一定結論或解決某一問題的全過程的作業。

二、基于學生科學思維發展的實踐作業優化

實踐作業是課堂教學的組成部分，是實現科學教學目標的手段之一。我們嘗試從實踐作業的內容、過程實施和作業評價三個方面，制定基于科學思維的實踐作業優化策略。

（一）內容設計凸顯科學思維

實踐作業有多種形式，注重探究性和合作性，立足學生多元智力發展的需求。實踐內容的選擇需要根據科學思維的目標，指向科學核心概念的深入理解與應用，同時具有一定的挑戰性，讓學生與原有認知產生沖突。

1.明確思維目標，精選實踐內容

確定大致的實踐作業內容后，研讀課標，梳理課標對應的學習目標，然后明確指向的科學思維，分別從科學推理、科學論證、模型建構和質疑創新等維度，考慮作業所指向的科學思維，表2便是該實踐作業對應的課標和科學思維。接著，進一步細化、精選實踐內容，如表1中的“設計后的實踐作業”部分。

表2實踐作業的內容、目標、思維結構表

基于課程標準與科學思維的相關要求，精心選擇實踐內容，讓作業更有針對性。

2.體現思維差異，進行分層設計

充分了解學情，將實踐作業指向的科學思維進行分層，然后根據不同的思維要求，設計對應的作業內容和不同層次的作業。不同思維層次的作業，其呈現形式也會有所不同，形式要為內容服務。分層設計作業，讓不同思維水平的學生自主選擇。同一主題的實踐作業，教師在設計時需要考慮基礎型和挑戰型兩類（如表3）。基礎型作業人人都可以完成，而挑戰型作業更具綜合性和創新性，是為具有一定能力又勇于挑戰自我的學生準備的，讓他們體驗學習的樂趣。

表3分層后的實踐作業思維、內容、形式結構表

（二）過程實施提供思維支架

實踐作業的內容設計凸顯科學思維，實踐作業的完成也需發揮思維性，教師應注重對學生科學思維的培養，并為其提供一定的思維支架，讓學生在完成實踐作業的過程中提升科學思維。

1.提前親歷，預設思維生長點

在設計實踐作業后，教師需提前親身經歷一次該實踐作業。了解學生可能會遇到的困難，思考如何解決，區分哪些問題需要提前統一指導、哪些問題需要留給學生自主解決。學生解決問題的過程也是科學思維培養的一部分，通過提前親歷作業，預設學生科學思維生長點，讓實踐作業的科學思維作用最大化。

2.精準指導，確保思維可持續

在親歷實驗時，教師了解了學生的困難點，預設了思維的生長點，精準指導就需適時適量地進行。

（三）作業評價導向思維價值

評價引領學生的學習，明確評價的方向，前置SOLO分類評價，有助于學生明確學習的目標，促進學生主動學習。評價即學習。各種形式的展示交流分享本身便是一種學習，不管是作品還是研究報告，它呈現的是學生的思維發展及實踐水平。明確評價標準、搭建展示交流平臺，是促進基于科學思維價值的實踐作業的評價手段。

1.SOLO分類評價，促進思維發展

實踐作業開放性較強，沒有統一的答案，所以采用SOLO分類評價法，有利于學生找到適合自己的實踐目標，既能反映學生思維的“量”，也能反映學生思維的“質”。如表4。

表4 SOLO分類評價單

公布實踐作業后，教師前置SOLO評價單，讓學生有努力的方向，以提高實踐作業中的思維主動性；實踐作業完成后，根據實際情況進行評價。每次實踐活動均跟進一次SOLO評價，一學期后，可以清晰地看出學生思維水平的提高。

采用SOLO分類評價，并將評價前置，促進學生主動思維，同時有助于教師了解學生的科學思維水平。

2.多樣展示分享，呈現學生科學思維

學生完成一次實踐作業，可能需要一個月或更長的時間。這個過程中，他們會碰到各種各樣的問題，而學生基于教師提供的學習支架解決了問題，他們希望有機會與同伴、教師分享，分享他們的思維成長，分享他們的發現。所以教師需要搭建各種交流展示的平臺，供學生進行觀點的相互交流與碰撞，讓思維外顯。

學生的實踐成果，可以是圖片，可以是圖片加思考，也可以是實物或作品。教師可以把學生的作品通過班級微信群、微信公眾號、校園網、教室展示墻等公共平臺進行展示，并創設生生交流互動的留言區。教師也可以利用午間談話或作業整理課的時間，讓學生上講臺講述自己的發現與支持發現的證據，臺下的學生可以提出補充或質疑。多樣的展示平臺，能夠讓學生的科學思維過程和思維水平得到直觀表現，實現學生科學思維的可視化，同時激勵學生進一步研究。

三、結語

實踐作業是小學科學課堂教學的重要組成部分。內容凸顯科學思維、作業實施提供思維支架、作業評價導向思維價值，從這三個方面入手，指向學生科學思維的發展。我們研究的基于科學思維的實踐作業設計與實踐策略并非一種固定的流程，教師可以根據課標要求和學生的實際情況，進行調整與變通。比如，教師完成實踐內容的設計，在親歷中發現新的問題，則需要對內容進行修改，對評價指標做出調整，以求得到更好的效果。總而言之，激發學生實踐探究的興趣、提升學生的科學思維、提高學生的實踐能力，是實踐作業設計與實施的目標與宗旨。