小學科學實踐性作業的設計與實施

陸靜雯

習近平總書記強調：“要在教育‘雙減’中做好科學教育加法，激發青少年好奇心、想象力、探求欲，培育具備科學家潛質、愿意獻身科學研究事業的青少年群體。”這為推進“雙減”工作中的科學教育提供了根本遵循。《義務教育科學課程標準（2022 年版）》（以下簡稱“新課標”）指出：“義務教育科學課程是一門體現科學本質的綜合性基礎課程，具有實踐性?！毙W科學實踐性作業是一種重實踐，力求激發學生好奇心、想象力、探求欲的作業。教師將科學概念與自然、生活、社會等相關內容相結合，并轉化為學生能夠理解的真實問題或情境任務，學生通過觀察、測量、調查、實驗、設計、制作等實踐活動來完成任務，同時發展學生的科學素養。

一、小學科學實踐性作業的設計與類型

作為一項重要的學習活動，小學科學實踐性作業聚焦學生科學素養的培養，依托系統設計的實踐性活動來實現課程的育人目標。

（一）小學科學實踐性作業的設計

作業即學習，其本身是一個相對完整的系統，包含目標設計、內容設計、形式設計、過程設計和評價設計等。在進行小學科學實踐性作業的設計時，教師不僅要考慮作業設計本身，還要考慮作業與課程目標及評價相統一。故此，教師可以依據以下的五項流程來設計作業：（1）明確預期目標。將新課標作為作業設計的重要依據，明確實踐性作業的目標。作業目標應與教學目標相對應，或互為補充。實踐性作業的目標可用技能型動詞來表述，如一級水平——觀察、觀測、測量、記錄，二級水平——使用、調查、估測、查閱，三級水平——計算、繪制、設計、制作、檢測、優化、改進等。（2）確立驅動性問題。依據作業目標進行作業內容設計，內容可以源于教材、生活和社會性科學議題等，確定內容后要找到統領內容的驅動性問題。（3）選擇評估方式。根據作業目標設置不同的評估方式，如實驗探究型、創新創造型、閱讀表達型等不同作業形式所采用的活動形式不同，評估方式也不同。（4）設計相關活動。設計合適的進階式或分層式實踐活動，讓學生在實踐活動中體會和掌握科學學習的一般方法。（5）形成評價量表。選取關鍵活動環節，結合相應目標，編制可實施、可測量的評價量表，幫助學生把握自己的學習情況，了解作業目標的達成度。教師也可根據作業情況優化作業設計，改進教學。

（二）小學科學實踐性作業的類型

1.指向科學探究能力發展的實驗探究類作業

實驗探究類作業的設計以科學教材為參考，配合教學進度，立足單元整體，注重系統性。這類作業側重于為學生提供更多親歷科學探究的機會，旨在幫助學生綜合運用單元所學的知識、技能來解決學習中遇到的真實問題，進而培養學生的探究實踐能力和解決問題的能力。其主要的實踐活動有：觀察、測量、實驗、種植養殖等。實驗探究類作業的設計一般包含以下幾個環節：明確目標—探究任務（提出問題、猜想與假設、制定計劃、分析證據等）—得出結論（對結果的解釋與運用、對觀點的準確表達）—探究過程反思與評估。

以教科版《科學》三上“天氣”單元為例，在該單元的起始課《我們關心天氣》的教學中，教師布置了持續近1 個月的觀察記錄天氣變化、制作天氣日歷的實踐性作業。在《測量降水量》一課的教學中，學生在課尾提出了疑問：如果雨量器的口徑更大，收集到的降雨量會更多嗎？這個問題涉及的數學、科學知識對三年級學生來說還過于抽象，簡單的解釋不如實驗來得直觀，更便于學生理解。此時，基于學生的探究興趣，教師布置一項實驗探究作業：嘗試設計實驗，使用不同口徑的雨量器，測量同一地點同一場降雨的雨量，同時記錄不同口徑雨量器測量的降雨量，并嘗試向同伴解釋降雨量的概念。這項實踐性作業不僅強化了雨量器的使用，還能進一步鍛煉學生對比實驗的設計和實施能力。基于三年級學生的學情，在制定計劃、解釋與運用結論環節，可以采用填空的方式來幫助學生降低實驗設計的難度，鼓勵學生嘗試運用數據得出結論，用結論進行解釋并向同伴準確表達。這在鍛煉學生實驗探究能力的同時，還能有效發展學生的科學思維。

2.指向技術與工程實踐能力發展的創新創造類作業

創新創造類作業意在引領學生開展與科學、技術、工程相關的創意實踐活動，或利用創意作品開展自主探究，進而讓學生了解技術與工程實踐的一般過程和方法。這類作業鼓勵學生在問題解決的過程中充分調用科學核心概念，關聯跨學科概念，提出不同的解決方案，并在方案的實施與完善中體驗成功的樂趣，培養工程實踐能力和創新能力。其主要的實踐活動形式有：設計、建模、制作、優化、展示等。創新創造類作業的設計一般可以包含以下幾個環節：明確問題—制定方案（提出方案、篩選方案）—實施方案（制作與改進）—展示交流。

以教科版《科學》五下“環境與我們”單元為例，該單元第四課《解決垃圾問題》中有一個拓展性的實踐活動——“做一個堆肥箱”。堆肥是日常生活中處理廚余垃圾的常見做法，制作堆肥箱活動鼓勵學生將堆肥技術運用于生活問題的解決中，教師可以將其設計成創意創造類實踐性作業，為學生提供一定的研究路徑和方法指導，并引導學生在課后展開實踐。在進行作業設計時，可以考慮作業的進階性，引導學生基于工程設計思維進行深度思考，尋找更優的問題解決方案。在制定方案的初始階段，教師應幫助學生明確方案設定的限制性條件，即考慮堆肥的速度和過程中產生的氣味，引發學生初步嘗試和實踐，了解相關科學概念，形成解決問題的方案。學生在實踐之初，動手動腦開展探究實驗，隨著活動的推進，學生進一步提出問題：還有沒有提升堆肥效果的科學方法。隨后，他們查閱資料，發現可用堆肥專用EM 菌進行堆肥。這樣的作業讓學生經歷“問題—改進—新問題—再改進”的工程實踐過程，能有效促進學生不斷調用已有知識，通過各種方法創造性地解決問題。在不斷改進堆肥箱的過程中，學生將形成的新想法付諸實踐，發展工程實踐能力和創新能力。

3.指向自主學習能力發展的閱讀表達類作業

指向自主學習能力發展的閱讀表達類作業主要圍繞生態文明建設、科學與技術相關社會熱點問題等，引導學生進行自主閱讀和學習，同時采用辯論、演講甚至表演等形式進行自主表達。這類作業鼓勵學生自主選擇各類學習策略和方法，進行系統思考，站在不同角度辨析觀點，并在此過程中，感受科學的發展，認識科學本質，形成批判性思維，培養科學態度和科學精神。這類作業中的科學閱讀材料主要涉及適合兒童學習的科學史素材、科學家故事、科學和科學工作中的倫理故事、科學時事熱點議題等。閱讀表達類作業的設計一般包含以下環節：理解問題—自主查閱資料—形成觀點—辨析與修正—展示與表達。

如在教科版《科學》六下“生物多樣性”單元的學習中，學生需要了解從古至今的生物多樣性，認識到生物多樣性與人類有著密切的聯系、保護生物多樣性的多種方法及利弊。為此，學生要對以下幾方面有一定的基礎認識：（1）從宏觀上知道生物多樣性包括哪些方面；（2）對從古至今物種的多樣性有一個整體的認知；（3）能客觀看待生物之間的食物鏈關系以及生物與非生物之間的環境依賴關系及相互影響。但這些基礎認知是學生比較欠缺的。鑒于此，教師圍繞這些知識設計了閱讀表達類作業。教師為學生提供相關閱讀資料，幫助學生全面理解生物多樣性及已有的保護措施，引導學生自主構建知識，制作關于“如何更好地保護生物多樣性”的宣傳海報，并在課堂上以發布會的形式進行展示與相互評價。這樣的作業在豐富學生課外知識的同時，還能有效提升學生自主學習和處理信息的能力，并能在潛移默化中強化學生的社會責任意識。

二、小學科學實踐性作業的實施

作業是學校教育與教學管理工作的重要環節，是課堂教學的必要補充。作為科學課堂探究活動的有效補充，小學科學實踐性作業鼓勵學生在用中學、做中學、創中學，是發展學生核心素養的重要載體和路徑。小學科學實踐性作業的實施可以從明晰作業功能、注重作業的評價和豐富實施的形式三方面著手。

（一）明晰作業定位

完成作業的過程是學習的過程。小學科學實踐性作業為學生提供了親身實踐的契機，其是連接真實世界、學生生活、學科實踐的橋梁，能有效幫助學生將獲得的間接知識轉化為直接經驗，將課內靜態的知識轉化成課外動態的實踐，是科學課程學習的重要方式。

（二）注重“教—學—評”一致

小學科學實踐性作業對科學教學具有反饋功能，能幫助教師了解教學的效果和學生學習的情況，能為教師改進教學提供依據。在作業實施的過程中，要注重教學目標、評價和作業的一致性，要關注學生科學素養的發展以及團隊合作、創新創造、問題解決等能力的培養。此外，不僅要關注學習結果，也要關注學習過程。

（三）豐富資源供給

小學科學實踐性作業，種類豐富，形式多樣，在實施過程中應有機融入日常教學、課后延時服務、科技社團活動、科普節日活動、假期生活等學習場景中，還要整合學校、社區、企業等場館資源，鼓勵家長、專家等協同參與，形成科學課程的作業資源庫。教師可根據教學進度靈活選擇、分層布置，學生可根據自身能力水平進行選擇，根據自身情況安排完成進度，從而讓作業更有針對性和實效性。