指向学生科学思维发展的实践作业设计

◇吴燕婷 闻蓉美（浙江：杭州市崇文实验学校杭州市上城区教育学院）

科学实践作业，是指以教材为载体，突出科学学科的探究性、思维性、创新性，包括制作、观测、饲养、调查等内容。本文所提的实践作业是针对实践内容呈现的本质属性、内在规律及相互关系，从科学视角进行认识，用科学思维方法进行分析综合、抽象概括和推理论证，同时，对于实践作业中呈现的不同信息，能基于事实证据和科学推理进行质疑、批判，进而提出创造性见解。

一、基于学生科学思维发展的实践作业设计

本研究以五年级下册“生物与环境”单元为例，对实践作业进行设计与研究，帮助教师有效地进行科学实践性作业的设计，对于培养学生实践能力、创新能力，特别是科学思维有重要意义。

“生物与环境”单元主要是让学生通过研究植物对环境的需求、动物对环境的需求，理解生物之间的相互依存、相互作用的关系，初步建立生物与环境的关系，建构生态系统概念。通过让学生研究光照、土壤、水分、温度等因素对绿豆发芽和生长的影响，了解种子的发芽和生长需要一定的条件。通过设计并制作生态瓶，了解生物之间、生物与环境之间的相互依存、相互影响，有较多需要长期观察的实验。此类实验无法在课堂时间完成，所以会涉及课外实践作业，但未经设计的实践作业存在学生实施难、容易走过场的问题，进而导致增加学业负担、作业效果欠佳等问题。为此，笔者根据教材内容对实践作业进行了设计，如表1。

表1一般的实践作业与设计后的实践作业对比

教材中让学生对“绿豆发芽是否需要光照”“绿豆生长是否需要光照”等研究问题进行假设、对比实验，然后根据现象得出一定的结论。通过教材内容的学习，学生已经知道绿豆的发芽不需要光照、绿豆苗的生长需要光照。该研究内容是教材内容的延续和拓展，研究方法与教材中的方法一样。我们选择这样的活动作为实践作业，对于教师而言，可以检查学生是否掌握了对比实验的方法、能否根据实验现象做出合理的解释；对于学生而言，用刚刚学会的方法来研究新的问题，有新鲜感，还能体会到迁移应用的快乐。

该案例中的实践作业是以某一主题或问题为主线进行的一种探究活动，是学生对不知道、不确定的事物，运用已有知识和经验，完成新认知或完善前概念的过程。我们倡导的实践作业是根据小学科学课程标准，以科学教材为基础，设计相对独立、操作性较强的实践活动。以不同形式与手段，让学生通过动手操作、“五感”体验，对搜集的信息进行分析，得出一定结论或解决某一问题的全过程的作业。

二、基于学生科学思维发展的实践作业优化

实践作业是课堂教学的组成部分，是实现科学教学目标的手段之一。我们尝试从实践作业的内容、过程实施和作业评价三个方面，制定基于科学思维的实践作业优化策略。

（一）内容设计凸显科学思维

实践作业有多种形式，注重探究性和合作性，立足学生多元智力发展的需求。实践内容的选择需要根据科学思维的目标，指向科学核心概念的深入理解与应用，同时具有一定的挑战性，让学生与原有认知产生冲突。

1.明确思维目标，精选实践内容

确定大致的实践作业内容后，研读课标，梳理课标对应的学习目标，然后明确指向的科学思维，分别从科学推理、科学论证、模型建构和质疑创新等维度，考虑作业所指向的科学思维，表2便是该实践作业对应的课标和科学思维。接着，进一步细化、精选实践内容，如表1中的“设计后的实践作业”部分。

表2实践作业的内容、目标、思维结构表

基于课程标准与科学思维的相关要求，精心选择实践内容，让作业更有针对性。

2.体现思维差异，进行分层设计

充分了解学情，将实践作业指向的科学思维进行分层，然后根据不同的思维要求，设计对应的作业内容和不同层次的作业。不同思维层次的作业，其呈现形式也会有所不同，形式要为内容服务。分层设计作业，让不同思维水平的学生自主选择。同一主题的实践作业，教师在设计时需要考虑基础型和挑战型两类（如表3）。基础型作业人人都可以完成，而挑战型作业更具综合性和创新性，是为具有一定能力又勇于挑战自我的学生准备的，让他们体验学习的乐趣。

表3分层后的实践作业思维、内容、形式结构表

（二）过程实施提供思维支架

实践作业的内容设计凸显科学思维，实践作业的完成也需发挥思维性，教师应注重对学生科学思维的培养，并为其提供一定的思维支架，让学生在完成实践作业的过程中提升科学思维。

1.提前亲历，预设思维生长点

在设计实践作业后，教师需提前亲身经历一次该实践作业。了解学生可能会遇到的困难，思考如何解决，区分哪些问题需要提前统一指导、哪些问题需要留给学生自主解决。学生解决问题的过程也是科学思维培养的一部分，通过提前亲历作业，预设学生科学思维生长点，让实践作业的科学思维作用最大化。

2.精准指导，确保思维可持续

在亲历实验时，教师了解了学生的困难点，预设了思维的生长点，精准指导就需适时适量地进行。

（三）作业评价导向思维价值

评价引领学生的学习，明确评价的方向，前置SOLO分类评价，有助于学生明确学习的目标，促进学生主动学习。评价即学习。各种形式的展示交流分享本身便是一种学习，不管是作品还是研究报告，它呈现的是学生的思维发展及实践水平。明确评价标准、搭建展示交流平台，是促进基于科学思维价值的实践作业的评价手段。

1.SOLO分类评价，促进思维发展

实践作业开放性较强，没有统一的答案，所以采用SOLO分类评价法，有利于学生找到适合自己的实践目标，既能反映学生思维的“量”，也能反映学生思维的“质”。如表4。

表4 SOLO分类评价单

公布实践作业后，教师前置SOLO评价单，让学生有努力的方向，以提高实践作业中的思维主动性；实践作业完成后，根据实际情况进行评价。每次实践活动均跟进一次SOLO评价，一学期后，可以清晰地看出学生思维水平的提高。

采用SOLO分类评价，并将评价前置，促进学生主动思维，同时有助于教师了解学生的科学思维水平。

2.多样展示分享，呈现学生科学思维

学生完成一次实践作业，可能需要一个月或更长的时间。这个过程中，他们会碰到各种各样的问题，而学生基于教师提供的学习支架解决了问题，他们希望有机会与同伴、教师分享，分享他们的思维成长，分享他们的发现。所以教师需要搭建各种交流展示的平台，供学生进行观点的相互交流与碰撞，让思维外显。

学生的实践成果，可以是图片，可以是图片加思考，也可以是实物或作品。教师可以把学生的作品通过班级微信群、微信公众号、校园网、教室展示墙等公共平台进行展示，并创设生生交流互动的留言区。教师也可以利用午间谈话或作业整理课的时间，让学生上讲台讲述自己的发现与支持发现的证据，台下的学生可以提出补充或质疑。多样的展示平台，能够让学生的科学思维过程和思维水平得到直观表现，实现学生科学思维的可视化，同时激励学生进一步研究。

三、结语

实践作业是小学科学课堂教学的重要组成部分。内容凸显科学思维、作业实施提供思维支架、作业评价导向思维价值，从这三个方面入手，指向学生科学思维的发展。我们研究的基于科学思维的实践作业设计与实践策略并非一种固定的流程，教师可以根据课标要求和学生的实际情况，进行调整与变通。比如，教师完成实践内容的设计，在亲历中发现新的问题，则需要对内容进行修改，对评价指标做出调整，以求得到更好的效果。总而言之，激发学生实践探究的兴趣、提升学生的科学思维、提高学生的实践能力，是实践作业设计与实施的目标与宗旨。