指向科學思維的初中科學作業(yè)設計

◎ 錢 俊

近年來，國家在深化教育教學改革的同時，日益重視義務教育階段學生作業(yè)的質(zhì)量。2021 年4 月，《教育部辦公廳關于加強義務教育學校作業(yè)管理的通知》中要求“教師要提高自主設計作業(yè)能力，針對學生不同情況，精準設計作業(yè)，根據(jù)實際學情，精選作業(yè)內(nèi)容，合理確定作業(yè)數(shù)量，作業(yè)難度不得超過國家課程標準要求。”［1］2021 年7 月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)《關于進一步減輕義務教育階段學生作業(yè)負擔和校外培訓負擔的意見》，要求“全面壓減作業(yè)總量和時長，減輕學生過重作業(yè)負擔。”［2］隨著上述措施的實施，學生的作業(yè)負擔得到了減輕，但對教師來說，卻面臨著一個挑戰(zhàn)——如何提高作業(yè)質(zhì)量，達到“減負增效”的目標？筆者認為科學教師在《義務教育科學課程標準（2022 年版）》（以下簡稱《2022 版課標》）的指導下，設計指向?qū)W生科學思維的作業(yè)是目前“雙減”背景下提高作業(yè)質(zhì)量的有效途徑。

一、初中科學作業(yè)對學生科學思維培養(yǎng)的現(xiàn)狀

隨著“雙減”政策的不斷推進，學生的作業(yè)已成為學校和教師的關注點。筆者在擔任上海市浦東新區(qū)科學學科兼職教研員期間，對區(qū)內(nèi)多所學校的科學作業(yè)進行調(diào)研和教師訪談，發(fā)現(xiàn)教師在作業(yè)設計與實施時，對學生科學思維發(fā)展的培養(yǎng)方面還存在一些誤區(qū)。

（一）對作業(yè)功能缺乏準確認識

作業(yè)是教學活動的重要組成部分，是課堂教學活動的延續(xù)，是評價學生的學科核心素養(yǎng)達成度的一種方式。《2022 版課標》提到“作業(yè)對學生鞏固知識、形成能力、培養(yǎng)習慣，以及對教師檢測教學效果、精準分析學情、改進教學方法，具有重要價值。”［3］教師在進行作業(yè)設計前，須認真研讀課標，準確把握作業(yè)在教學中的知識鞏固作用與科學思維能力培育功能。

（二）作業(yè)設計缺乏真實情境

教師在作業(yè)設計時，過多關注學生離散知識的識記，表現(xiàn)為機械記憶的內(nèi)容較多，作業(yè)注重鞏固知識點，作業(yè)題設計的情境被過于人為簡化，缺少和現(xiàn)實生活的鏈接，內(nèi)容單一，思維缺失。教師在作業(yè)設計時通常依賴科學練習冊以及網(wǎng)絡教輔資料，缺乏基于真實情境進行改編和創(chuàng)編的培養(yǎng)科學思維能力的作業(yè)設計。

（三）作業(yè)設計缺乏單元整合

教師在進行作業(yè)設計時，缺少單元整合意識。日常作業(yè)設計通常以課時作業(yè)為主，注重鞏固零散的學科知識。這樣不利于學生形成知識的系統(tǒng)化，不利于學生在鞏固知識的同時發(fā)展科學思維能力。

二、指向科學思維的作業(yè)設計理念與流程

科學作業(yè)是科學課程的重要組成部分，是培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的重要途徑。《2022 版課標》在核心素養(yǎng)的表述中明確提到了“科學思維”的培育目標，對科學思維的定義表述為“科學思維是從科學的視角對客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關系的認識方式，主要包括模型建構(gòu)、推理論證、創(chuàng)新思維等。”［3］可見，從教育改革趨勢來看，課堂教學的目標正在從知識傳授到思維發(fā)展的培養(yǎng)轉(zhuǎn)變。

指向科學思維的作業(yè)設計，需要通過研讀課程標準，梳理單元目標與課時目標的關系。明確作業(yè)設計考查學生的核心知識與思維水平，再依托真實情境的設計，通過階梯式的問題來考查學生的知識掌握情況和思維發(fā)展水平。作業(yè)中思維發(fā)展水平的評價可以通過SOLO 學習質(zhì)量評價表的設計和實施來考查。教師通過學生作業(yè)完成質(zhì)量反饋來改進教學和作業(yè)設計。作業(yè)設計流程如圖1 所示。

圖1 作業(yè)設計流程

三、指向科學思維的科學作業(yè)設計

（一）依據(jù)課標，明確科學思維培養(yǎng)目標

《2022 版課標》提出的總目標中對科學思維的培養(yǎng)要求是：“掌握基本的思維方法，具有初步的科學思維能力”。因此，教師在作業(yè)設計時要基于初中學生思維發(fā)展的特點，并要符合學生思維進階的年齡段要求。教師在進行作業(yè)設計時，需要思考作業(yè)中不同年齡段要求，選擇符合學生思維發(fā)展水平的分析與綜合、比較與分類、抽象與概括等基本的科學思維方法，以及符合學生思維發(fā)展水平的模型建構(gòu)、推理論證、創(chuàng)新思維等科學思維能力來進行可觀察的檢測。［4］

（二）依據(jù)課標，明確單元核心知識

初中《科學》（上海牛津版）共4 冊，有15 個單元。教師在設計作業(yè)時需要對每一個單元依據(jù)《2022 版課標》要求先梳理單元核心大概念，再梳理單元核心知識，最后設計作業(yè)目標。下文以第14 單元“海洋與海洋開發(fā)”的各課時作業(yè)目標設計為例（見表1）。

表1 “海洋與海洋開發(fā)”單元各課時作業(yè)目標設計

單元各課時作業(yè)目標設計好后，教師需要對課時作業(yè)目標的達成與具體題型和題量進行對應分解，這需要教師專業(yè)的目標理解能力和作業(yè)題設計能力。這對大多數(shù)教師來說是極富挑戰(zhàn)的專業(yè)要求。

（三）創(chuàng)設真實情境，依據(jù)目標設計作業(yè)

高質(zhì)量的作業(yè)設計需要依據(jù)培養(yǎng)目標，創(chuàng)設真實情境進行設計（包括改編和創(chuàng)編）。基于真實情境，創(chuàng)設能夠引發(fā)學生科學思維表現(xiàn)的真實問題（任務）。教師可通過新聞報刊、網(wǎng)絡信息等搜集素材，依據(jù)作業(yè)目標對素材進行編輯，依托復雜的、開放性的真實生活情境，對情境材料做適當?shù)恼砼c簡化，并貼近學生生活以及與學生學習的內(nèi)容相匹配，在此基礎上進行設計，達到作業(yè)目標的要求。

為高效進行真實情境的科學作業(yè)設計，教師需在日常收集一些常用的情境，以便在作業(yè)設計時選用或改編。我們可以參考2018 年PISA 測試中的科學學科測試，基于學生生活經(jīng)驗和社會熱點，將各種常用情境進行分類整理，方便作業(yè)設計時調(diào)用不同情境來考查學生的科學能力（見表2）。

表2 科學學科情境設計一覽表［5］

真實情境是作業(yè)設計的載體，是科學知識與實際生活的聯(lián)結(jié)點。教師從真實情境出發(fā)設計作業(yè)，使學生體會到知識與生活是緊密聯(lián)系的，明白科學知識產(chǎn)生于生活，并服務于生活。作業(yè)設計的問題要簡潔、明確，確保學生在答題時不會因為曲解教師的作業(yè)設計意圖而答非所問。

現(xiàn)以“海洋與海洋開發(fā)”單元中第三次作業(yè)的一道分析與綜合題作業(yè)設計為例。首先，根據(jù)確定的作業(yè)核心知識目標與科學思維目標按情境分類尋找情境素材。以“世界海洋日”“保護海洋”“海洋資源”等為關鍵詞，通過網(wǎng)絡查找情境資料，并進行設計與組題。

案例：分析與綜合題設計

2022 年6 月8 日是第14 個“世界海洋日”，主題為“保護海洋生態(tài)系統(tǒng)，人與自然和諧共生”。中華民族是世界上最早開發(fā)利用海洋資源的民族之一。春秋時齊人得東海“漁鹽之利”，后來又有以中國為起點的海上絲綢之路。我國依托豐富的海洋資源，海洋經(jīng)濟發(fā)展迅速。圖2 為海洋資源示意圖和2021 年中國海洋水產(chǎn)品構(gòu)成圖。讀圖2，完成下面小題。

圖2 海洋資源示意圖和2021 年中國海洋水產(chǎn)品構(gòu)成圖

1. 春秋時齊人得東海“漁鹽之利”，指當時已能夠從海洋中獲取_________________________________資源和____________________________________資源。

2. 我國海洋生物資源豐富，從2021 年中國海洋水產(chǎn)品構(gòu)成圖中可以看出，所占比重最大的是（ ）。

A. 海洋微生物資源 B. 海洋植物資源

C. 海洋動物資源 D. 海洋貝類資源

3. 讀海洋資源示意圖，圖中展示了海洋為人類提供的（ ）。

①空間資源；②森林資源；③礦產(chǎn)資源；④海洋能源

A. ①②③ B. ②③④

C. ①②④ D. ①③④

4. 為“保護海洋生態(tài)系統(tǒng)，人與自然和諧共生”，下列做法可取的是（ ）。

①大量砍伐紅樹林，發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖；

②工業(yè)污水達標處理再排放入海；

③大規(guī)模填海造陸，開展城市建設；

④休漁期禁止捕魚，修復魚類資源

A. ①② B. ③④

C. ②④ D. ①③

5.海洋蘊藏著豐富的資源，人們在生產(chǎn)與生活中，在利用海洋資源的同時，也可能對海洋造成破壞。比如過度捕撈會造成海洋生物的枯竭，甚至物種滅絕。請你再舉出兩個例子，并對你舉的例子提出防止破壞或污染的措施。_______________________________________。

（四）參考SOLO 評價標準，指向科學思維水平評價

作業(yè)評價標準主要包括參考答案和SOLO評價標準以及分數(shù)分配方案。科學合理的參考答案和評價標準（見表3 和表4）可以更準確地評價學生的學習水平，不僅能體現(xiàn)學生的思維結(jié)果，還能夠通過可觀察的學習質(zhì)量評價考查學生思維過程。通過分數(shù)分配方案對科學思維發(fā)展水平進行評價，讓不同能力水平的學生得到相應的分數(shù)體現(xiàn)。［6］

表3 分析與綜合題參考答案

表4 第5 小題論述題SOLO 分類評價表

三、總結(jié)與展望

減輕學生過重的作業(yè)負擔需要提升作業(yè)質(zhì)量，而提高作業(yè)設計質(zhì)量是提升作業(yè)質(zhì)量的關鍵，但作業(yè)設計質(zhì)量又受到教師作業(yè)設計能力的影響。本研究希望能為“雙減”背景下教師的作業(yè)設計提供創(chuàng)新與改革的研究經(jīng)驗，提升教師的作業(yè)設計能力。通過指向科學思維的科學作業(yè)設計研究，可以看出好的作業(yè)設計是系統(tǒng)的、結(jié)構(gòu)化的設計。好的作業(yè)設計是關注學生科學概念和科學思維發(fā)展的。當然，好的作業(yè)設計還需要教師在日常作業(yè)設計的過程中不斷積累、不斷修改、不斷迭代更新。