指向素养的初中科学6E实践作业

沙琦波 王耀村

摘    要：初中科学6E实践作业是指立足挖掘、探索、经历、延伸、迭代、评价六个重要环节，对来源于课本、自然、社会的实践作业进行整体架构。其设计理念是“实践中学习，实践中创新”，即通过作业内容的综合化、作业实施的多样化、作业评价的立体化，有效提升学生“主动思考、乐于探究、勤于动手、善于合作”的终身学习能力和科学素养。

关键词：6E实践作业;初中科学;科学素养

作业是课堂教学的有效延伸[1]，其本质属性是一种学习活动，必然指向课程目标，反映课程的理念和追求的价值。《义务教育初中科学课程标准（2011年版）》提出，提高每一个学生的科学素养是科学课程的核心理念[2]5。然而，传统的科学纸笔作业更偏向于知识本位，重习题训练，轻实践探究，弱化过程与方法，忽视科学态度、情感与价值观的培养。2021年4月，教育部办公厅印发了《关于加强义务教育学校作业管理的通知》，强调要严控书面作业总量，创新作业类型方式，科学设计探究性作业和实践性作业。基于此，笔者开发了“指向素养的初中科学6E实践作业”。

一、6E实践作业的概念和内涵

何谓初中科学6E实践作业？它是指立足作业的六个重要环节，即挖掘（Excavation）、探索（Exploration）、经历（Experience）、延伸（Extension）、迭代（Evolution）、评价（Evaluation），以如何设计高品质的科学实践作业为目的，从作业的目标和过程入手进行设计的一种作业形式。它能够提升作业内涵，丰富作业过程。它不仅能体现学生对科学概念的理解，还能反映学生科学探究能力的习得、科学素养的形成。在设计6E实践作业时，笔者先将实践与课本、自然、社会紧密联系起来，充分挖掘课本中呈现的素材，让学生深入探索自然和社会现象、全情经历实践过程。然后将理论知识适度延伸于社会生活，尝试迭代原有的实验器材，创设立体式评价体系并以之贯穿于实践作业的整个过程。在这一过程中，笔者始终注重学生的全面发展和个性发展，努力提升学生的问题解决能力，培养学生的必备品格与关键能力。

二、6E实践作业的设计理念与实施路径

关于6E实践作业，笔者提出了“实践中学习，实践中创新”的主张。“实践”是作业的过程，“学习”和“创新”是作业的目的。6E实践作业提供全面的、个性的、发展的作业环境和方式，能提升学生“主动思考、乐于探究、勤于动手、善于合作”的终身学习能力和素养。

其实施路径为：从学生自主组合学习小组开始，以确立作业目标为价值起点。通过设计实践活动，包括六个可供选择的环节“挖掘”“探索”“经历”“延伸”“迭代”“评价”，引导学生开展活动，分工合作探索解决问题的方法，体验实践探究过程，反思交流完成作业过程中遇到的问题，最后总结分享取得的成果。

三、6E实践作业的来源与设计

6E实践作业考虑了课内外联动的问题，即课内的知识习得如何通过课外的实践来充实、延伸，从而真正实现课内外学习的联通。在作业的来源上，笔者充分考虑学科的性质和内容，系统连接课本、自然、社会，重构实践体系，优化作业内容，提升作业品质，开发了“实践+课本”“实践+自然”“实践+社会”三大类型的6E实践作业。

（一）改进课本实验，提升动手和创新能力

从改进课本实验、提升学生的动手和创新能力出发，笔者开发了“实践+课本”作业。初中科学是一门以实验为基础的学科，教材中有大量的活动和学生实验。实验是学生积累感性认识建构概念的重要过程，但是由于课堂教学时间和器材有限，教学中学生动手实验严重不足，这导致学生对相关知识感知不充分。因此，笔者给学生布置“实践+课本”作业，目的是让学生利用放学后的在家时间。这样，他们就有一个相对充足和自由的时空去感受、去体验、去探索、去发现。教学中，我们不但要让学生尝试家庭实验以提高动手能力，还要积极思考采用合适的方法迭代原有的实验器材，创新方法、革新技术，提高实验的准确度和现象的可见度。而通过生活化的、简易的、经济的、灵活的自制实验器材，可以有效激发学生的创新思维和学习兴趣。

“实践+课本”作业，共有“挖掘”“经历”“迭代”“评价”四个环节，下面以华东师大版义务教育教科书（以下简称“华东师大版”）《科学》七年级上册开篇“走近科学”板块第1节《探索奇妙的自然界》中的演示實验“倾斜轨道上滚动的滚动体”为例进行说明。

1.充分“挖掘”课本中的实验素材

该实验有这样一个滚动体，如图1所示，放手后，学生会看到，滚动体在狭窄的低处向宽一点的高处运动，这与常规物体从高处向低处运动形成了视觉差异，大大激发了学生学习科学的兴趣。通过书中的实验仪器，学生虽然能较清楚地看到物体向斜坡高处运动，却无法看出物体运动的真正原因是滚动体的重心在不断往下。笔者“挖掘”这个实验素材，布置“实践+课本”作业，让学生课后自制改进的实验小仪器。

2.全情“经历”实验的过程

改进实验的目的是：让学生自制可以“看到”双锥体重心下降的仪器，以实验现象代替想象来解释“双锥体虽然朝斜坡高处运动，但是它的重心却是不断往下”。学生自由组合成实验小组，利用课后或双休日在家时间相互讨论，分工合作，寻找材料，思考如何显示重心，如何看到明显的位置变化，如何保证反复实验都能出现稳定的现象。在动手实验的过程中，学生发挥他们的聪明才智，探索解决问题的方法。

3.尝试“迭代”原有的实验器材

学生成功自制出这样的改进仪器，如图2。

首先，将双锥体改成透明模式，并在正中间穿插一支铅笔，笔的中间涂上红色，作为双锥体重心的标识，双锥体的两端安上水笔，便于双锥体在倾斜轨道上滚动时画出其重心高度变化的运动轨迹。其次，在倾斜轨道的后面放置一块背景板，贴上A4纸，倾斜轨道尖端处放置一个比照双锥体尖端等高的装置。在背景板上面分别作出双锥体在倾斜轨道的A处和B处的重心高度A′和B′，为方便比较双锥体重心高度变化，在A′上画一条水平线，由背景板上可以直接看出A′高于B′，所以沿着倾斜轨道，双锥体会从A向B滚动，如图3。此改进装置能将现象直观化，使问题清晰化。

4.交流实施“评价”

学生在实验中各显神通，除了上面这个现象清楚、制作简易的成功的实验改进装置外，还有用筷子来做轨道的，用3D打印来做滚动体的，用激光笔来标记运动轨迹的，等等。笔者在课堂上组织学生对实验开展评价，采用生生启发、生生互评的方式进行。当学生遇到疑难问题时，笔者再予以点拨。教学中，笔者注重凸显评价的激励、促进、发展功能，重视对学生完成作业过程的评价，并通过评价使作业的设计与实施成为学生合作交流、自主探究的学习过程，以进一步提升学生的实践能力与解决问题能力，发展学生的科学素养。

由于实验在初中科学教学中的地位相当重要，教师不仅应创造条件做好课本上的所有演示实验和学生分组实验，还要尽可能地对原有实验中有缺陷的装置进行改进和创新，从而彰显实验教学的功能，有效实现实验教学的目标。这也正是笔者尝试针对观察对象微小、实验现象可视度低、观察或培养时间长的难点实验，开发“实践+课本”作业的初衷。学生通过课后自制教具改进和弥补教材中原有实验仪器的不足，将一些抽象的、看不见的东西直观地呈现出来，这样，他们对核心概念的理解就会更加深刻、有效。如此进行实验教学，还能突破学生的疑难问题，提升学生的思维层级，促进学生的深度学习。

（二）联系自然现象，具身认知引发情感共鸣

科学是一门以自然界为研究对象的学科，在实践中开发“实践+自然”作业，让学生充分“探索”与其生活密切相关的自然环境资源，如星空、田野、树林、湖泊、各种动植物等，可以使自然界成为激发学生学习兴趣、启迪学生思维、形成具身认知的最直接、最有效的教育资源。在完成作业的过程中，通过联系课堂与自然，引导学生认识自然界的内在统一性，培养学生对自然界的整体认识以及与自然界和谐相处的生活态度[2]2。

“实践+自然”作业，共有“挖掘”“探索”“经历”“延伸”“评价”五个环节，下面以“为植物挂牌——我的手绘校园绿植”项目式实践作业为例进行说明。

1.充分“挖掘”课本中叶的教学素材

“为植物挂牌——我的手绘校园绿植”项目式实践作业，是在学习了华东师大版《科学》八年级上册《绿色开花植物的营养器官——叶》之后，笔者布置给学生的“实践+自然”作业。这节内容介绍了的叶的组成，即叶片、叶柄和托叶;叶的类型，即单叶和复叶;叶的着生方式，即对生、轮生和互生。这些知识多是理论性的介绍，对于初中生来说显得过于枯燥。因此，笔者通过“挖掘”课本中的素材，布置“實践+自然”作业，帮助学生认识多样统一的自然界中的叶，建立科学与自然的密切关系。

2.深入“探索”自然——观察叶的形态

在完成实践作业中，学生小组合作，深入“探索”自然，观察校园中各种植物叶的形态，比如托叶，它具有保护幼叶的功能，但这个结构并不是所有的植物都有，有的植物的托叶会在生长的过程中掉落，有的植物的托叶会在进化的过程中退化，所以在那些植物的成叶中就找不到托叶的结构。学生经过搜索，最终在石楠属植物的叶上清晰地看到了托叶的结构。

3.全情“经历”实践——绘制叶的过程

在观察和探索完叶的结构以后，学生学会了区分植物的类群、叶的类型、叶脉类型和叶的着生方式。接着，学生通过描绘以叶器官为代表的各种植物，制作植物标签，并通过查阅资料全面了解植物的生活习性、地理分布等特点，最后利用现代信息技术制作植物二维码。由植物叶手绘、植物简介、植物二维码共同组成了学生自制的植物挂牌。这样，全情“经历”了看、写、画等实践过程，学生反复强化和记忆了植物的叶片结构，认识到叶片的结构和功能是相适应的。

4.适度“延伸”叶的知识于生活实际

在探索叶形态的过程中，学生自觉思考各种叶的形态为什么会这样，其对植物的生长有什么作用等问题，“延伸”叶的知识于生活实际。比如，学生在经历了探索叶的过程后，了解了叶的各种着生方式是为了让植株更充分地吸收太阳光，进而更好地进行光合作用。再比如，在观察了叶的结构后，学生也会观察花等繁殖器官的结构。如此，学生对植物就有了比较全面的认识。

5.交流实施“评价”

布置“为植物挂牌——我的手绘校园绿植”作业的目的，是为了让学生将科学课上学到的知识用于生活。因为，通过亲身观察获取的事实性知识，对学生而言是真实具体的。此“实践+自然”作业的立体式评价体系关注学生的实践活动过程，以评价“探索”的细致与全面为过程性评价的重点，以评促学，从而帮助学生实现对书本核心概念的理解。该评价体系，评价主体多元，评价标准与方式多样，能够实现对学习态度、学习能力、学习方法等多维度、不同标准的多元量化评价。

基于自然的实践作业建立在证据和理性思维的基础上，超越了以往知识本位的纸笔作业，强调学生的主动参与，重视科学情感的培养，注重学生实践经验的获得。在“实践+自然”作业的完成过程中，学生的求知兴趣被激发，进而产生了情感共鸣，增进了已知理解。

（三）参与社会实践，密切书本与社会的连接

习得科学知识不是教学的唯一目标，社会生活实际问题解决具有同等重要的地位。于是，笔者将学生的学习与社会生活联系起来，开发“实践+社会”作业，让学生看到实际情况，研究并解决真实问题，并在“经历”此过程中学习运用知识，形成社会责任感。“实践+社会”作业，共有“挖掘”“经历”“延伸”“评价”四个环节，其中“经历”环节为作业的重点环节。

例如，七年级学生在学习了《生物圈》，了解了保护地球保护环境的重要性之后，就可以结合“垃圾分类”社会热点问题来完成实践作业。学生自发组织参观垃圾处理厂，当看到巨大的机械抓手将垃圾投放入焚烧炉燃烧发电时，大家都惊叹于这没用的“其他垃圾”居然“浴火重生”。学生还进行垃圾分类趣味竞赛，上网搜集资料，成为垃圾分类义务宣讲员，利用宣传资料向小区的居民、商户宣讲垃圾分类知识。

通过“垃圾分类”实践作业，学生了解了垃圾的分类、危害、处理方法、利用价值等，增强了环保意识。这样的“实践+社会”作业，把科学内容与学生的社会生活世界、经验世界相沟通，拉近了课堂与社会生活的距离，增进了学生的情感体验。通过学生主体性、创造性地完成作业、解决问题的过程，将知识与经验、课内与课外、校内与校外有机结合起来，最大限度激活学生在学习活动中的主题意识和学习潜能，培养学生的公民意识与社会责任心，促使学生智慧成长。

总之，实施初中科学6E实践作业的过程是一个从感性到理性、从外化到内化的融会贯通的过程。它呈现出作业目标素养化、作业内容综合化、作业实施多样化、作业评价立体化的特点，全面改造师生的作业价值观，改变学生的学习方式，赋予作业新的价值和使命。它让学生有更多的机会接触社会、接触自然，让学生通过亲身参与实践探索活动，感受科学知识来源于生活，又应用于生活。它还能通过同伴间的合作交流，提升学生的合作意识和人际交往能力，为学生的未来发展奠基。

参考文献：

[1]顾明远.教育大辞典[M].上海：上海教育出版社，1998：212.

[2]中华人民共和国教育部.义务教育初中科学课程标准（2011年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2012.