核心素养视域下单元情境作业的设计与实施——以教科版《科学》四年级下册“电路”单元为例

□沈亮亮

核心素养是科学课程育人价值的集中体现，包含科学观念、科学思维、探究实践、态度责任等方面。单元作业是单元教学的重要环节，也是培养学生科学核心素养的重要载体。然而，当前的单元作业普遍存在过于重视单元知识技能的巩固，忽视实践体验等问题。如何解决这些问题，发挥单元作业的实效性？情境学习理论指出：知识是情境性的，它产生于真实的情境中，并且如同工具一样，只有在应用中才能被理解和发展。教师可将该理论应用于单元作业设计，关注学生的情感需求，加强单元情境作业的设计与实施，发展学生的科学核心素养。本文以教科版《科学》四年级下册“电路”单元为例，探讨单元情境作业设计与实施的策略。

一、突出单元整体，从“机械熟题”走向“情境创意”

教师布置的大部分作业中，存在较多机械性的“熟题”，缺少引导学生思考和自我发现的作用。这主要是因为教师把作业的功能局限于知识巩固，缺乏对学生学习兴趣、实践能力、创新能力等方面的关注。核心素养视域下的单元情境作业突出单元整体的价值，强调作业设计的情境创意。所谓情境创意，是指以综合性的作业情境为载体，立足单元整体，统整作业内容，使科学作业实现从知识巩固到核心素养培养的飞跃。“电路”单元的情境作业设计立足单元内容的整体梳理。教师通过创设情境，帮助学生巩固知识技能，增强情感体验，提升思维能力和学习水平，树立正确的价值观。

（一）梳理教材：将零散知识整合成系统概念

本单元每课都安排了一到两个实验活动，目的是通过实验促进学生理解和掌握科学概念。单元情境作业的布置以教材整体分析为基础，旨在帮助学生建立概念间的关联，形成以教材内容为根本、以生活情境为背景、以工程实践为路径的作业形式，帮助学生将零散的知识整合成系统的概念。

【案例1】制作彩光台灯

任务：请根据提供的材料，设计和制作1 台能发出多种颜色的彩光台灯。

实验材料：1张圆形硬纸片、30 cm导电胶带、2个发光二极管、1枚回形针、2个纽扣电池、1个圆形直筒。

第一关

1.纽扣电池（ ）那一面是正极。

A.平的 B.凸的

2.下列电路连接图中，闭合开关后，灯泡不能发光的是（ ）。

第二关

设计出你的彩光台灯电路图，要求接通开关后，台灯能同时发出两种颜色的光。

第三关

根据设计图制作彩光台灯，并将作品拍照上传。

在学生学习了《点亮小灯泡》和《简易电路》两课后，教师根据学生掌握的概念与技能，以“制作彩光台灯”为主题设计了单元情境作业：第一关考查概念的运用，即判断纽扣电池正、负极与发光二极管的发光条件等概念知识；第二、三关考查知识技能的综合运用，要求学生根据电路制作一个作品，重点考查学生电路设计、连接与布局等方面的能力。

（二）创设情境：让学习过程对接真实体验

传统作业大多数是纸笔问答型作业，缺乏对学生科学态度的关注。单元情境作业利用教材中有利于培养学生态度责任的学习素材，以特定的情境体验激发学生的科学精神和社会责任感。

【案例2】用电调查和节电建议

任务：国网杭州供电公司能源大数据中心数据显示，2022年一季度杭州全社会用电量为216.04亿千瓦时。随着人们生活水平的不断提升，浪费的现象也越来越多。为了培养勤俭节约的好习惯，请你进行调查研究，为家庭和学校提出合理可行的节电建议。

第一关

记录自己家里1 周的用电情况，绘制1 周用电量统计图，并找出家里的用电高峰时段。

第二关

分析自己家里的用电情况，根据杭州市现行的分时段电价，计算1 周的电费，推算1 个月的电费，并提出合理的分时用电方案，降低家庭用电费用。

第三关

观察家中和校内浪费用电的现象，如室内灯开得过多，夏季空调温度设定过低……向家长或学校提出合理的用电建议。

“用电调查和节电建议”作业创设了杭州市用电的生活情境，旨在唤醒学生的社会责任感。通过调查、记录、统计、分析、提出建议等多个环节，学生获得了深度体验。这样的作业既落实了知识技能与能力的培养，又提升了学生的社会责任感。

（三）提升素养：用探究经历发展关键能力

单元情境作业重视培养学生在复杂情境下的问题解决能力，注重科学思维的培养。学生不仅要掌握知识技能，还要会说思路、辩观点、改方案、做作品。

【案例3】设计制作LED手环

任务：学校要开展艺术节活动，你能制作一个新颖的LED发光手环，为选手们加油助力吗？

第一关

1.市场调查：通过走访市场、浏览网站等途径了解LED发光手环的结构与功能，分析怎样的手环才能吸引顾客。

2.小组研讨：分析制作手环所需的材料、手环的个性装饰与电路连接方式。

第二关

结合所选材料进行设计并绘制设计图，要求：展示电路连接方式；展示不同结构对应的材料及安放位置；对设计图作简要说明。

第三关

根据设计图进行制作，将点亮的手环拍照上传。

教师借助学校艺术节这一真实情境，设计了“设计制作LED 手环”这一作业。第一关要求学生通过调查与分析，了解LED手环设计的要求与所需材料；第二关提出了绘制设计图的具体要求，让学生体验工程设计中每一个环节的意义；第三关要求学生将设计图物化为真实的成果。整个单元情境作业的推进过程就是跨学科融合的过程，也是工程实践的过程。学生在复杂的问题情境中实现思维的深度发展。

二、落实单元目标，从“知识立意”走向“素养发展”

单元情境作业的设计围绕单元整体教学目标展开。换言之，单元情境作业要突出各单元、各课时作业之间的递进性和关联性，探寻概念的衔接点、思维的提升点与能力的生长点，助力学生建构完整的学科知识体系，掌握科学的思维方法，提高学习能力。

（一）关注概念衔接点

作业设计要考虑不同课时的知识的衔接。如在“制作彩光台灯”中，学生要将普通电池与纽扣电池、普通灯珠与发光二极管、普通开关与用自选材料制作的开关等进行衔接。在单元情境作业的引导下，学生自主探究，形成对相关学习内容的整体认识与理解。又如在“设计制作LED手环”中，学生选择不同的材料设计手环，并回顾不同的导电性材料，强化对导体和绝缘体的认识。同时，单元情境作业还强调与后续单元的有效衔接。如在“用电调查与节电建议”中，学生要先学习电功率的概念，了解家用电器的功率，结合实际情况提出合理的用电建议。这一要求链接了“能量”单元的知识，旨在加强学生对“电”这一概念的整体认识。

（二）凸显思维提升点

四年级学生的思维往往以形象思维为主，他们理解概念时习惯从直观经验出发，容易使问题表面化。为了突破这一困局，布置单元情境作业时要关注学生可能出现的疑难点，凸显思维的提升点，通过内部整合与外部应用，提升学生的科学思维能力。如在“用电调查与节电建议”中，教师引导学生思考：电功率与消耗的电能之间有什么关系？怎样计算电费？在什么时间使用电器更省电？在“制作彩光台灯”中，教师引导学生思考：发光二极管的长、短脚有什么区别？怎么连接长、短脚？怎样放置两个发光二极管更容易连接成功？学生要经历一个复杂的思维过程才能解决这些问题，提升科学素养。

（三）突出能力生长点

传统的单元作业关注基础知识和基本技能的掌握，而单元情境作业旨在探寻本单元中学生的能力生长点，确定切实可行的能力发展路线，并在学生完成作业的过程中落实目标，发展学生的科学能力。如在“制作彩光台灯”和“设计制作LED 手环”中，当学生遇到电路故障的情况时，需要运用电路检测器检测、分析故障点，并予以解决。又如在“用电调查与节电建议”中，学生需要学会看电表读数，并通过统计分析数据提出合理的用电建议。在这样的单元情境作业中，学生不仅掌握了“看电表”的技能，还提高了统计分析数据的能力和使用科学术语进行表达的能力。

三、关注学生发展，从“无趣探索”走向“习学共生”

核心素养导向下的科学单元情境作业要重点关注学生的发展，达到习学共生的目的。“习”是对旧知的巩固，“学”是对新知的拓展。在完成单元情境作业的过程中，学生通过“有目的地做、有兴趣地玩、有反思地学”，实现全方位的发展。

（一）标准前置，有目的地做

单元情境作业强调评价标准前置，即将作业的“答案”提前告诉学生，考查学生能否运用已学知识，在完成作业的过程中解释“答案”的由来。作业评价标准是考查学生目标达成情况和作业完成情况的依据。因此作业评价标准可以由教师根据学生的年龄特征与认知水平来设置，也可以由师生共同讨论确定。在作业评价标准确定后，学生需要遵循标准逐步完成作业。

（二）任务闯关，有兴趣地玩

单元情境作业可以采用任务闯关的形式完成。教师根据学生的差异化需求，将作业分成不同难度的三个学习任务，运用作业平台将其设计成任务闯关的形式进行布置，并打印纸质作业单，让学生在规定时间内按要求完成。学生在完成第一关“基础体验”后，可以继续挑战第二关“难度提升”，善于主动探索的学生还可以继续尝试第三关“我要挑战”。

学生闯关成功后，平台奖励对应关卡的“闯关积分”，为学生带来闯关竞技的“游戏体验”。学生在求知欲和好胜心的驱使下主动地学习，并根据作业标准判断自己能否将所学知识用于实践探究，以此主动建构知识，提升科学素养。

（三）思维碰撞，有反思地学

单元情境作业是包含高阶思维的学习活动，作业成果的形式丰富多样。学生可以通过答辩、汇报的形式展示成果，可以在交流活动中分享成果，提升个性表达能力和科学思维能力。下面是“设计制作LED手环”的答辩摘要。

学生以小组为单位，介绍手环设计的结构、功能、亮点、注意事项、制作过程中遇到的困难、手环的优缺点以及改进的设想等。

A为答辩小组，B为专家和观众，对话如下。

B：你们组也使用了铜箔胶带，我们在使用铜箔胶带连接引脚时经常发生故障，导致手环无法发光，你们是怎么解决的？

A：我们也遇到了这个问题。后面我们尽量把铜箔胶带弯折处处理得平整一些，防止接触不良。然后剪去多余的部分，防止因两个引脚之间多出的部分粘连而造成短路。

B：你们的手环可以调节大小，这是怎么做到的？

A：我们以“啪啪圈”作为手环主体，可以根据手腕调整大小。

B：你们的开关设置在手环的右侧，如果有同学想戴在左手是否会造成不便？

A：这个问题我们没有考虑到。后续可以把开关的位置移到手环的中下部，方便左右手使用。

……

答辩式交流符合学生的需求，汇报小组一方面可以分享自己的优势与特点，另一方面还能通过专家提问反思自己的不足。这样互动式交流，不仅体现了学生的科学核心素养，还为学生取长补短提供了机会。

核心素养导向下的科学单元情境作业在一定程度上改善了传统作业模式，又为单元作业设计与实施提供了新思路。大部分学生实现了从“我得做作业”到“我要做作业”意识升级。同时，一些学习方面存在困难的学生也得到了表现的机会，体验到了科学学习的乐趣。