小学科学实践性作业的设计与实施

陆静雯

习近平总书记强调：“要在教育‘双减’中做好科学教育加法，激发青少年好奇心、想象力、探求欲，培育具备科学家潜质、愿意献身科学研究事业的青少年群体。”这为推进“双减”工作中的科学教育提供了根本遵循。《义务教育科学课程标准（2022 年版）》（以下简称“新课标”）指出：“义务教育科学课程是一门体现科学本质的综合性基础课程，具有实践性。”小学科学实践性作业是一种重实践，力求激发学生好奇心、想象力、探求欲的作业。教师将科学概念与自然、生活、社会等相关内容相结合，并转化为学生能够理解的真实问题或情境任务，学生通过观察、测量、调查、实验、设计、制作等实践活动来完成任务，同时发展学生的科学素养。

一、小学科学实践性作业的设计与类型

作为一项重要的学习活动，小学科学实践性作业聚焦学生科学素养的培养，依托系统设计的实践性活动来实现课程的育人目标。

（一）小学科学实践性作业的设计

作业即学习，其本身是一个相对完整的系统，包含目标设计、内容设计、形式设计、过程设计和评价设计等。在进行小学科学实践性作业的设计时，教师不仅要考虑作业设计本身，还要考虑作业与课程目标及评价相统一。故此，教师可以依据以下的五项流程来设计作业：（1）明确预期目标。将新课标作为作业设计的重要依据，明确实践性作业的目标。作业目标应与教学目标相对应，或互为补充。实践性作业的目标可用技能型动词来表述，如一级水平——观察、观测、测量、记录，二级水平——使用、调查、估测、查阅，三级水平——计算、绘制、设计、制作、检测、优化、改进等。（2）确立驱动性问题。依据作业目标进行作业内容设计，内容可以源于教材、生活和社会性科学议题等，确定内容后要找到统领内容的驱动性问题。（3）选择评估方式。根据作业目标设置不同的评估方式，如实验探究型、创新创造型、阅读表达型等不同作业形式所采用的活动形式不同，评估方式也不同。（4）设计相关活动。设计合适的进阶式或分层式实践活动，让学生在实践活动中体会和掌握科学学习的一般方法。（5）形成评价量表。选取关键活动环节，结合相应目标，编制可实施、可测量的评价量表，帮助学生把握自己的学习情况，了解作业目标的达成度。教师也可根据作业情况优化作业设计，改进教学。

（二）小学科学实践性作业的类型

1.指向科学探究能力发展的实验探究类作业

实验探究类作业的设计以科学教材为参考，配合教学进度，立足单元整体，注重系统性。这类作业侧重于为学生提供更多亲历科学探究的机会，旨在帮助学生综合运用单元所学的知识、技能来解决学习中遇到的真实问题，进而培养学生的探究实践能力和解决问题的能力。其主要的实践活动有：观察、测量、实验、种植养殖等。实验探究类作业的设计一般包含以下几个环节：明确目标—探究任务（提出问题、猜想与假设、制定计划、分析证据等）—得出结论（对结果的解释与运用、对观点的准确表达）—探究过程反思与评估。

以教科版《科学》三上“天气”单元为例，在该单元的起始课《我们关心天气》的教学中，教师布置了持续近1 个月的观察记录天气变化、制作天气日历的实践性作业。在《测量降水量》一课的教学中，学生在课尾提出了疑问：如果雨量器的口径更大，收集到的降雨量会更多吗？这个问题涉及的数学、科学知识对三年级学生来说还过于抽象，简单的解释不如实验来得直观，更便于学生理解。此时，基于学生的探究兴趣，教师布置一项实验探究作业：尝试设计实验，使用不同口径的雨量器，测量同一地点同一场降雨的雨量，同时记录不同口径雨量器测量的降雨量，并尝试向同伴解释降雨量的概念。这项实践性作业不仅强化了雨量器的使用，还能进一步锻炼学生对比实验的设计和实施能力。基于三年级学生的学情，在制定计划、解释与运用结论环节，可以采用填空的方式来帮助学生降低实验设计的难度，鼓励学生尝试运用数据得出结论，用结论进行解释并向同伴准确表达。这在锻炼学生实验探究能力的同时，还能有效发展学生的科学思维。

2.指向技术与工程实践能力发展的创新创造类作业

创新创造类作业意在引领学生开展与科学、技术、工程相关的创意实践活动，或利用创意作品开展自主探究，进而让学生了解技术与工程实践的一般过程和方法。这类作业鼓励学生在问题解决的过程中充分调用科学核心概念，关联跨学科概念，提出不同的解决方案，并在方案的实施与完善中体验成功的乐趣，培养工程实践能力和创新能力。其主要的实践活动形式有：设计、建模、制作、优化、展示等。创新创造类作业的设计一般可以包含以下几个环节：明确问题—制定方案（提出方案、筛选方案）—实施方案（制作与改进）—展示交流。

以教科版《科学》五下“环境与我们”单元为例，该单元第四课《解决垃圾问题》中有一个拓展性的实践活动——“做一个堆肥箱”。堆肥是日常生活中处理厨余垃圾的常见做法，制作堆肥箱活动鼓励学生将堆肥技术运用于生活问题的解决中，教师可以将其设计成创意创造类实践性作业，为学生提供一定的研究路径和方法指导，并引导学生在课后展开实践。在进行作业设计时，可以考虑作业的进阶性，引导学生基于工程设计思维进行深度思考，寻找更优的问题解决方案。在制定方案的初始阶段，教师应帮助学生明确方案设定的限制性条件，即考虑堆肥的速度和过程中产生的气味，引发学生初步尝试和实践，了解相关科学概念，形成解决问题的方案。学生在实践之初，动手动脑开展探究实验，随着活动的推进，学生进一步提出问题：还有没有提升堆肥效果的科学方法。随后，他们查阅资料，发现可用堆肥专用EM 菌进行堆肥。这样的作业让学生经历“问题—改进—新问题—再改进”的工程实践过程，能有效促进学生不断调用已有知识，通过各种方法创造性地解决问题。在不断改进堆肥箱的过程中，学生将形成的新想法付诸实践，发展工程实践能力和创新能力。

3.指向自主学习能力发展的阅读表达类作业

指向自主学习能力发展的阅读表达类作业主要围绕生态文明建设、科学与技术相关社会热点问题等，引导学生进行自主阅读和学习，同时采用辩论、演讲甚至表演等形式进行自主表达。这类作业鼓励学生自主选择各类学习策略和方法，进行系统思考，站在不同角度辨析观点，并在此过程中，感受科学的发展，认识科学本质，形成批判性思维，培养科学态度和科学精神。这类作业中的科学阅读材料主要涉及适合儿童学习的科学史素材、科学家故事、科学和科学工作中的伦理故事、科学时事热点议题等。阅读表达类作业的设计一般包含以下环节：理解问题—自主查阅资料—形成观点—辨析与修正—展示与表达。

如在教科版《科学》六下“生物多样性”单元的学习中，学生需要了解从古至今的生物多样性，认识到生物多样性与人类有着密切的联系、保护生物多样性的多种方法及利弊。为此，学生要对以下几方面有一定的基础认识：（1）从宏观上知道生物多样性包括哪些方面；（2）对从古至今物种的多样性有一个整体的认知；（3）能客观看待生物之间的食物链关系以及生物与非生物之间的环境依赖关系及相互影响。但这些基础认知是学生比较欠缺的。鉴于此，教师围绕这些知识设计了阅读表达类作业。教师为学生提供相关阅读资料，帮助学生全面理解生物多样性及已有的保护措施，引导学生自主构建知识，制作关于“如何更好地保护生物多样性”的宣传海报，并在课堂上以发布会的形式进行展示与相互评价。这样的作业在丰富学生课外知识的同时，还能有效提升学生自主学习和处理信息的能力，并能在潜移默化中强化学生的社会责任意识。

二、小学科学实践性作业的实施

作业是学校教育与教学管理工作的重要环节，是课堂教学的必要补充。作为科学课堂探究活动的有效补充，小学科学实践性作业鼓励学生在用中学、做中学、创中学，是发展学生核心素养的重要载体和路径。小学科学实践性作业的实施可以从明晰作业功能、注重作业的评价和丰富实施的形式三方面着手。

（一）明晰作业定位

完成作业的过程是学习的过程。小学科学实践性作业为学生提供了亲身实践的契机，其是连接真实世界、学生生活、学科实践的桥梁，能有效帮助学生将获得的间接知识转化为直接经验，将课内静态的知识转化成课外动态的实践，是科学课程学习的重要方式。

（二）注重“教—学—评”一致

小学科学实践性作业对科学教学具有反馈功能，能帮助教师了解教学的效果和学生学习的情况，能为教师改进教学提供依据。在作业实施的过程中，要注重教学目标、评价和作业的一致性，要关注学生科学素养的发展以及团队合作、创新创造、问题解决等能力的培养。此外，不仅要关注学习结果，也要关注学习过程。

（三）丰富资源供给

小学科学实践性作业，种类丰富，形式多样，在实施过程中应有机融入日常教学、课后延时服务、科技社团活动、科普节日活动、假期生活等学习场景中，还要整合学校、社区、企业等场馆资源，鼓励家长、专家等协同参与，形成科学课程的作业资源库。教师可根据教学进度灵活选择、分层布置，学生可根据自身能力水平进行选择，根据自身情况安排完成进度，从而让作业更有针对性和实效性。