核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的科學(xué)學(xué)科單元作業(yè)設(shè)計(jì)

◇王福玉（北京：北京市密云區(qū)教師研修學(xué)院）

2021年7月，中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一步減輕義務(wù)教育階段學(xué)生作業(yè)負(fù)擔(dān)和校外培訓(xùn)負(fù)擔(dān)的意見》指出:發(fā)揮作業(yè)診斷、鞏固、學(xué)情分析等功能，將作業(yè)設(shè)計(jì)納入教研體系，系統(tǒng)設(shè)計(jì)符合年齡特點(diǎn)和學(xué)習(xí)規(guī)律、體現(xiàn)素質(zhì)教育導(dǎo)向的基礎(chǔ)性作業(yè)。鼓勵(lì)布置分層、彈性和個(gè)性化作業(yè)，堅(jiān)決克服機(jī)械、無效作業(yè)，杜絕重復(fù)性、懲罰性作業(yè)。

2022年版《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：義務(wù)教育科學(xué)課程是一門體現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)的綜合性基礎(chǔ)課程，具有實(shí)踐性。其課程目標(biāo)立足學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的科學(xué)學(xué)科單元作業(yè)設(shè)計(jì)，是評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要手段，重點(diǎn)診斷學(xué)生思維能力的發(fā)展水平。我們認(rèn)為，思維能力是核心素養(yǎng)中最關(guān)鍵的能力，只有抓住思維能力這個(gè)牛鼻子，才能更好地發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。

作業(yè)是一種有目的、有指導(dǎo)、有組織的學(xué)習(xí)活動(dòng)，本身就是一種創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)過程?？茖W(xué)學(xué)科單元作業(yè)是以單元為基本單位，進(jìn)行整體規(guī)劃、設(shè)計(jì)、執(zhí)行和評(píng)價(jià)的作業(yè)的集合。其作業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循興趣性、統(tǒng)整性、差異性、促進(jìn)性的原則。它應(yīng)成為課程體系中的必要一環(huán)。為了加強(qiáng)核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的科學(xué)學(xué)科單元作業(yè)設(shè)計(jì)的研究工作，從2020年9月開始，北京市密云區(qū)教師研修學(xué)院建議各學(xué)校，在小學(xué)科學(xué)每個(gè)單元最后都增加一節(jié)復(fù)習(xí)課，用于處理單元作業(yè)。針對(duì)人教鄂教版科學(xué)上冊(cè)教材，通過我區(qū)科學(xué)教師半年來的實(shí)踐研究，將單元作業(yè)分為思維導(dǎo)圖、制作、實(shí)驗(yàn)等類型。

一、思維導(dǎo)圖類單元作業(yè)

思維導(dǎo)圖最初是20 世紀(jì)60年代英國(guó)心理學(xué)家東尼·博贊發(fā)明的一種筆記方法。東尼·博贊認(rèn)為，思維導(dǎo)圖是對(duì)發(fā)散性思維的表達(dá)，因此也是人類思維的自然功能。思維導(dǎo)圖是運(yùn)用圖文并重的技巧，把各級(jí)主題的關(guān)系，用相互隸屬與相關(guān)的層級(jí)圖表現(xiàn)出來，把主題關(guān)鍵詞與圖像、顏色等建立記憶鏈接。思維導(dǎo)圖能充分利用左右腦的機(jī)能，利用記憶、閱讀、思維的規(guī)律，協(xié)助人們?cè)诳茖W(xué)與藝術(shù)、邏輯與想象之間平衡發(fā)展。思維導(dǎo)圖類單元作業(yè)就是將單元的學(xué)習(xí)概念、實(shí)驗(yàn)、方法等，用圖像和文字建立連接的作業(yè)形式。其不僅能使學(xué)生建立對(duì)單元的整體認(rèn)識(shí)，還可以幫助學(xué)生查漏補(bǔ)缺，而且由于思維導(dǎo)圖本身具有發(fā)散性，所以此類作業(yè)還有助于學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展。在小學(xué)科學(xué)所有單元中均可以布置思維導(dǎo)圖類單元作業(yè)。

由于學(xué)生年齡特點(diǎn)及認(rèn)知水平，如未經(jīng)過訓(xùn)練直接布置思維導(dǎo)圖類單元作業(yè)，學(xué)生完成起來會(huì)很困難，需要教師幫助，經(jīng)過一段時(shí)間的訓(xùn)練才可以獨(dú)立完成。從作業(yè)的操作來看，應(yīng)經(jīng)歷“教—扶—放—展”四個(gè)階段。

（一）“教”的階段

教是作業(yè)的初級(jí)階段。在此階段，學(xué)生要完成的首要目標(biāo)，是將一個(gè)單元的零散知識(shí)，通過比較、分類、抽象等邏輯思維形成知識(shí)系統(tǒng)。以人教鄂教版科學(xué)五上“顯微鏡下的生物世界”單元為例，本單元學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容包括：顯微鏡的認(rèn)識(shí)和使用、水滴狀片的制作、微生物概念、顯微鏡的發(fā)展史、洋蔥內(nèi)表皮等細(xì)胞的觀察、細(xì)胞概念、人類與微生物的關(guān)系、傳染病相關(guān)概念等。學(xué)生面對(duì)這么多的學(xué)習(xí)內(nèi)容，直接完成思維導(dǎo)圖類單元作業(yè)難度很大。下面以北京市密云區(qū)第二小學(xué)高金鵬老師的復(fù)習(xí)課為例，進(jìn)行簡(jiǎn)單說明。

課堂初始，高老師帶領(lǐng)學(xué)生回顧了本單元學(xué)習(xí)的內(nèi)容。通過學(xué)生的匯報(bào)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生腦中記憶的部分的、碎片化的內(nèi)容。接著，高老師以顯微鏡這一關(guān)鍵詞為例，組織學(xué)生將記憶中的和參考教材中的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行關(guān)聯(lián)，形成一個(gè)小的整體。之后，為學(xué)生提供一些詞匯，如列文虎克、對(duì)光、上片、目鏡、物鏡等，讓小組經(jīng)歷分類等活動(dòng)，嘗試自主完成并進(jìn)行全班討論。最后，將以顯微鏡、細(xì)胞、微生物三個(gè)核心詞為代表的獨(dú)立思維導(dǎo)圖，建立成為一個(gè)整體。一節(jié)課的時(shí)間，學(xué)生從根本不會(huì)畫思維導(dǎo)圖，到形成自己思維導(dǎo)圖的基本輪廓。課后，學(xué)生繼續(xù)完善，形成了較好的思維導(dǎo)圖類單元作業(yè)。

（二）“扶”的階段

在學(xué)生經(jīng)過一段時(shí)間“教”后，便可以進(jìn)入“扶”的階段了?！胺觥钡碾A段屬于作業(yè)操作的初級(jí)階段，其思維主要也是圍繞邏輯思維進(jìn)行，但擴(kuò)充了創(chuàng)新思維。學(xué)生的作業(yè)作品在一定程度上能體現(xiàn)自主性和差異性。大城子學(xué)校的盧艷老師采用的“扶”的方式，是將單元的核心詞匯展示給學(xué)生，學(xué)生分小組進(jìn)行完善并在全班進(jìn)行交流改進(jìn)。

（三）“放”和“展”的階段

“放”和“展”屬于作業(yè)的中后期階段，由于僅僅實(shí)踐半年，目前還不未到此階段。這兩個(gè)階段的操作流程與側(cè)重點(diǎn)與前兩個(gè)階段全然不同。

“放”的階段，教師可以直接布置作業(yè)，學(xué)生先在課下自主創(chuàng)作，然后在課堂中進(jìn)行完善，進(jìn)一步修改。此階段的作業(yè)，學(xué)生在邏輯思維能力的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)側(cè)重交流、辯論和內(nèi)省，也就是說，要運(yùn)用論證思維、反省性思維。

“展”的階段，學(xué)生主要是自主完成，教師為學(xué)生提供展示的平臺(tái)和評(píng)價(jià)的平臺(tái)即可。“放”“展”兩個(gè)階段的操作，和“教”“扶”階段的操作相反。目前，我們還只停留在前面兩個(gè)階段，在后續(xù)的研究實(shí)踐中，相信學(xué)生對(duì)思維導(dǎo)圖類的單元作業(yè)一定會(huì)完成得越來越好。

二、制作類單元作業(yè)

制作類單元作業(yè)，是指學(xué)生在單元學(xué)習(xí)后，通過手腦并用制作出實(shí)物或模型的作業(yè)類型。該類型的作業(yè)不僅能深化學(xué)生概念的習(xí)得，還可以鍛煉學(xué)生精細(xì)動(dòng)作能力，而且學(xué)生在制作過程中，專注力、想象力、創(chuàng)作力均能得到很好發(fā)展。該類型的作業(yè)適用于所有領(lǐng)域，但并不是所有單元都適合。在實(shí)際操作過程中，容易出現(xiàn)以點(diǎn)帶面的情況。教師設(shè)計(jì)的作業(yè)，有時(shí)只能涵蓋某節(jié)課的內(nèi)容，并沒有從單元整體或單元核心出發(fā)。該類型的作業(yè)可以在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行，也可以學(xué)生自主開發(fā)。從目前教師的研究情況來看，制作類的作業(yè)主要分為模型制作和科技制作兩類。

（一）模型制作

模型是指對(duì)于某個(gè)實(shí)際問題或客觀事物、規(guī)律進(jìn)行抽象后的一種形式化表達(dá)方式。模型制作類作業(yè)能將單元中獲得的抽象概念、規(guī)律等具體化，不僅能夠有效發(fā)展學(xué)生建構(gòu)模型思維過程的能力，更能夠使學(xué)生深刻理解概念或規(guī)律。該類型的作業(yè)通常適用于生命領(lǐng)域、地球與宇宙領(lǐng)域單元，個(gè)別的物質(zhì)領(lǐng)域單元也可以。對(duì)于中低年級(jí)的學(xué)生來說，這種作業(yè)形式是特別受歡迎的。

（二）科技制作

科技制作類作業(yè)，是學(xué)生依據(jù)單元學(xué)習(xí)和已有經(jīng)驗(yàn)，通過動(dòng)手制作實(shí)物的作業(yè)形式。此類作業(yè)能夠達(dá)到鞏固、完善、熟練掌握教學(xué)內(nèi)容的目的。另外，此類作業(yè)能夠讓思維意識(shí)和肌肉運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一，有效促進(jìn)大腦發(fā)育。該作業(yè)類型主要適用于物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域、技術(shù)與工程領(lǐng)域單元。

北京市朝陽實(shí)驗(yàn)小學(xué)密云學(xué)校王丹老師就在三年級(jí)的“家庭用電”單元，嘗試了一節(jié)比較好的科技制作課。在“家庭用電”單元所有內(nèi)容的學(xué)習(xí)完成后，王老師帶領(lǐng)學(xué)生在復(fù)習(xí)鞏固的同時(shí)，設(shè)計(jì)并初步嘗試了自制手電筒的活動(dòng)。在課上，學(xué)生通過選擇材料、設(shè)計(jì)完善、初步組裝和展示交流等活動(dòng)，形成了自己手電筒的雛形。在課下，通過自主完善，每位學(xué)生都成功制作出了屬于自己的手電筒。下圖就是學(xué)生做的手電筒，盡管從外形上看有些粗糙，卻蘊(yùn)含著眾多的科學(xué)原理，包括閉合回路、導(dǎo)體、絕緣體等概念。學(xué)生在整個(gè)制作過程中，不僅表現(xiàn)出了非常大的興趣，其模型建構(gòu)思維、邏輯思維、創(chuàng)新思維等也得到了發(fā)展。

圖1 學(xué)生的制作類作業(yè)——自制手電筒（三上“家庭用電”單元）

三、實(shí)驗(yàn)類單元作業(yè)

科學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，觀察法、實(shí)驗(yàn)法、模型法是常用的科學(xué)研究方法。實(shí)驗(yàn)類單元作業(yè)，就是在單元學(xué)習(xí)后，能夠統(tǒng)領(lǐng)單元內(nèi)容或從單元核心內(nèi)容出發(fā)，自主開發(fā)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的動(dòng)手操作型作業(yè)。該類型的作業(yè)有助于學(xué)生概念的遷移，有助于學(xué)生探究能力的提升，有助于學(xué)生邏輯思維、模型思維和創(chuàng)新思維的發(fā)展。該作業(yè)類型主要適用于物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域和地球與宇宙領(lǐng)域。在上學(xué)期的29 個(gè)單元中，適合該類型作業(yè)的單元有三上“溶解與分離”、四上“加熱與冷卻”“聲音”、五上“燒水中的熱傳遞現(xiàn)象”“光”、六上“田野里的生物”“物質(zhì)的變化”。從操作層面來看，這類作業(yè)更適用于在課前三分鐘進(jìn)行展示。例如，在學(xué)習(xí)四上“加熱與冷卻”單元后，學(xué)生利用口服液的小瓶自制液體熱脹冷縮的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生基于空氣熱脹冷縮的性質(zhì)利用玻璃瓶做噴泉實(shí)驗(yàn)。

圖2 學(xué)生利用課前三分鐘展示的實(shí)驗(yàn)類作業(yè)（四上“加熱與冷卻”單元）

其實(shí)，單元類作業(yè)的種類還有很多。例如，觀察日記類單元作業(yè)，如，在植物的種植、動(dòng)物的養(yǎng)殖、長(zhǎng)周期的現(xiàn)象觀察（月相變化的觀察、氣溫的監(jiān)控等），都可以設(shè)計(jì)觀察日記類單元作業(yè)；資料搜集類作業(yè)，如，搜集有關(guān)月相的古詩、搜集遠(yuǎn)古動(dòng)物與當(dāng)今生物的資料比較、中國(guó)航天工程歷史等；想象類作業(yè)，如，科學(xué)暢想畫（食物在人體內(nèi)的旅行）、創(chuàng)意科學(xué)想象作文（一滴水的旅行）等。

不管哪種類型的作業(yè)，均是建立在單元整體基礎(chǔ)上的，也就是說，學(xué)生要將單元中內(nèi)容系統(tǒng)化、整體化、關(guān)聯(lián)化，在這些基本共識(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步發(fā)展論證能力、創(chuàng)新能力，提升核心素養(yǎng)。

（本文照片由北京市密云區(qū)大城子學(xué)校盧艷，北京市密云區(qū)第二小學(xué)高金鵬、張蓉，北京市朝陽實(shí)驗(yàn)小學(xué)密云學(xué)校王丹提供）