巧设探究作业，让科学学习更有效

贺红晓

《义务教育课程方案（2022年版）》明确提出，要“提高作业设计质量，增强针对性，丰富类型，合理安排难度，有效减轻学生过重学业负担”。作为“双减”的关键、“双新”的重点，作业设计及实施尤其需要引起教师的关注。我们结合学校实际，尝试进行基于学科关键能力的小学科学探究性作业设计与实践研究。

一、加强作业机制，形成探究性作业设计框架

基于学生身心发展特点，我们变革小学科学作业，以单元为基本单位，设计引导学生探究的作业形式与评价样式。通过探究性作业，努力推动学校科学课堂教学提质增效，实现从作业管理变革到促进学生思维发展、落实学生核心素养发展的目标，培养具有好思想、好品行、好习惯的郑师附小“三好少年”。

（一）设计流程

通过实践打磨和反思改进，我们初步形成了指向核心素养的科学探究性单元作业设计实施基本流程。（见图1）

（二）基本解读

单元探究性作业设计强调作业设计与实施的专业性。单元作业设计要始终指向学科核心素养，围绕单元教学目标，将学情作为作业设计的出发点，将单元作为作业设计的基本单位，将真实情境作为作业设计的基础，以项目式实践规划单元作业，按照一致性原则设计真情境、重实践的大任务作业。

二、注重作业设计，形成探究性作业设计案例

笔者以《科学》（大象出版社）小学五年级上册第五单元《小小机械师》的单元探究作业设计为例进行说明。

（一）学科核心素养细化

学科学习要以落实核心素养为宗旨，义务教育科学课程的核心素养主要包括科学观念、科学思维、探究实践、科学态度。本单元学习课标的对应要求：知道完成某些任务需要特定的工具，知道杠杆、滑轮、轮轴、斜面等是常见的简单机械，使用杠杆、滑轮、轮轴、斜面等简单机械解决生活中的实际问题，根据现实的需要设计简单器具、生产物品或完成任务。

（二）单元大概念架构

结合课标主要概念，提炼本单元大概念为“简单机械是一种物化的技术，其结构和功能蕴含着科学原理，人们利用简单机械解决生活中的实际问题”。本单元的主要学习内容隶属于技术与工程领域，共5课，时间逻辑线索是“总—分—总”。知识结构架构见图2：

（三）作业具体内容设计

我們紧跟时代热点，以神舟十三号载人飞船“火箭发射”这一情境引入，增强学生的民族自豪感；从如何模拟火箭组装、怎样选择运载车路线、如何装进发射高台三个大任务出发，设计项目式探究性作业，全面考查学生学生综合运用知识的能力。作业呈现如下：

2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心按照预定时间点火发射，约582秒后，神舟十三号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空，飞行乘组状态良好，发射取得圆满成功！

看到这则新闻，科学小组跃跃欲试，他们计划借助自己的火箭模型和实验器材来一次趣味火箭探索之旅。

第一关：组装运输车模型

地点：北京（中国航天科技工业公司）。火箭各部分制作完成后，需要放入特制运输车运往位于甘肃的酒泉卫星发射中心。

组装火箭运输车模型需要哪些工具？请在工具箱中选取你要用的工具，并介绍其作用。

（设计意图：创设学生感兴趣的火箭发射场景，提供工具箱和各工具的名称由学生自主选择。考查学生是否认识生活中常用的工具，能否通过生活经验或根据其外部结构推测其功能。）

第二关：火箭运输

恭喜，装车完毕，运输车辆整装待发。导航发现，有三条路线可以选择：第一条路线需要经过坡度为60°的盘山路，第二条路线需要经过坡度为45°的盘山路，第三条路线需要经过坡度为20°的盘山路。

猜想假设：（  ）路线更安全和省力。

为了更加安全和省力，科学小组进行了模拟实验：大家准备3块木板和1个木块，模拟搭建3个不同角度的斜面，再沿斜面提拉同一木块，得到以下数据：斜面1，测力计读数（N）3.4；斜面2，测力计读数（N）2.7；斜面3，测力计读数（N）2.5。

分析数据，斜面1是搭建（  ）路线的盘山路。请说出理由。有同学认为斜面2是搭建第三条路线上的盘山路，你同意吗？说出理由。如果直接提拉木块，所用的力最接近10N、4N还是2N？根据实验结果，可以得出的结论：（  ）。

（设计意图：本题承上启下提出问题，从猜想假设、实验设计、处理信息和得出结论的角度考查学生相关探究能力。）

第三关：火箭发射台

火箭抵达甘肃酒泉发射中心，怎样才能将火箭运上发射台呢？

你认为用什么方法能够解决这个问题？请选择一个简单机械或者组合机械，画出设计图。

（设计意图：创设把火箭运到高台的任务，考查学生利用简单机械知识解决实际问题的能力，期望学生利用所学知识对机械进行创新设计。）

（四）作业质量效果评估

我们针对两个班级进行作业实施，学生选择以自主探究或小组合作的形式完成，共收到有效作业样本63份。以第三关为例进行简要分析。

第三关作业评价标准如下：有多种解决方案，选择的简单机械与给出的方案合理无误的，为正确答案；做出选择，没有介绍方案或设计图的，为一般答案；做出一种选择，并介绍出简单合理的方案或画出设计图的，为良好答案；综合运用至少两种简单机械，写出设计方案或画出设计图，给出合理标注的，为优秀答案。部分学生能够综合运用两到三种简单机械画出设计图，给出合理标注，结合生活实际且具有创意，作业达到优秀级别；大部分学生选择一种简单机械，说明方案或画出设计图，作业为良好级别；少部分学生未完成本题。

通过调研学生作业情况可知，90%以上的学生可在30分钟内完成作业。第一关中，60%的学生只选择了工具，没有对工具用途进行分析；第二关学生完成率较高，85%的学生达到优秀水平；第三关中，大部分学生能正确选择简单机械，但是在方案制订上有困难，学生普遍反映较难，也有部分学生的设计图创新性强。

因此，在以后的教学中，学科教师要创设真实情境，为学生提供利用工具解决问题的机会，加强学生对工具结构及功能的认识，在创意方案制订方面对学生进行针对性指导，激励学生创新实践。

（本文系2022年度河南省基础教育教学研究项目“‘双减背景下小学科学核心素养评价的校本化实践研究”成果。课题编号：JCJYC22220100057）

（责编 韩玉兵 侯心雨）