科學寫作在作業設計中的應用

李真真　鄭柳萍

摘要： 分析當前作業設計存在的問題，提出科學寫作作業的價值。從教師活動和學生活動兩方面展示科學寫作作業的實施過程，以“金屬的腐蝕與防護”內容為例闡述科學寫作作業的設計、實施與評價，通過訪談和測試分析寫作效果。結果表明，將科學寫作應用于作業設計，能促進學生對知識的結構化整合，轉變學習方法；幫助教師診斷教學，增進師生交流。

關鍵詞： 科學寫作； 作業設計； 金屬的腐蝕與防護； 西氣東輸； 酸雨形成

文章編號： 10056629（2023）08007707中圖分類號： G633.8文獻標識碼： B

1 問題的提出

化學作業作為課堂教學的補充，是教學反饋與評價的重要形式，同時也兼具培養學生科學思維、知識綜合運用能力等功能。但由于受傳統課程觀、應試教育等的束縛，化學作業模式相對比較傳統、單一，已經不能滿足素質教育的育人需求，需要對作業設計進行新的探索。

1.1 作業設計現狀

通過對中學師生的訪談和實際教學的觀察，發現當前作業設計過程中存在一些問題，主要如下：

作業的題型、功能單一。囿于個人能力因素或安于現狀，不少教師不能積極探索新的作業形式和內容，現行化學作業主要還是選擇題、填空題、探究題等客觀題型，以書面作業為主；學生單純地對教師布置的課后作業進行機械訓練，只注重對學科知識的練習，而忽視了對學生發現問題、解決問題能力的培養。

機械訓練、強調記憶。教師更重知識點的掌握而輕方法傳授，對作業的布置重“量”而輕“質”，希望學生通過海量的練習獲取做題方法，在條文背誦中掌握知識點，但忽視了學生在作業中的思考、質疑和創新［1］。

缺乏整合、情境生硬。情境作為作業的載體，就是讓學生在社會生活的大環境下，利用學科知識解決問題，得出結論。對現行作業進行分析可以發現，不同題型的作業在設問前總會涉及生活實際或社會熱點情境，但這些情境大多與題目設問關系不大，抑或是情境濫用使簡單問題復雜化［2］，不利于學生學科核心素養的發展。

1.2 作業的優化是教育改革縱深發展的需求

國務院辦公廳《關于新時代推進普通高中育人方式改革的指導意見》指出：“提高作業設計質量，精心設計基礎性作業，適當增加探究性、實踐性、綜合性作業”［3］。這就需要教師積極探索作業新形式，對作業的價值重新“賦能”。作業設計需要以考試評價和課程標準要求為導向，在促進學生知識掌握的同時能夠培養學生的綜合能力和學科思維方法。《深化新時代教育評價改革總體方案》中關于深化考試招生制度改革要求中提到：“改變相對固化的試題形式，增強試題開放性，減少死記硬背和機械刷題現象”［4］。要求探索新的考試題型，增加開放性試題，將考試的功能從傳統的以“知識立意”為導向轉變為以“能力立意”為基礎［5］。這就指明了作業設計的新方向：以提高學生的綜合能力為核心，設計開放性、綜合性作業。《普通高中化學課程標準》（2017年版2020年修訂）（簡稱“課程標準”）在教學策略、學業要求中多次提及“讓學生能夠基于所學知識，通過尋求相關證據去參與到社會性議題的討論、分析和評價中，通過對信息的加工處理去發展邏輯推理和歸納論證能力，強調情境問題與學科知識的融合以提升學生對所學知識的運用水平”［6］。

作業優化設計需要結合基礎知識，以發展學生發現、分析和解決問題的自主學習能力，并能在解答中體現出獨立思考的思維過程［7］。將科學寫作方法融入到作業設計中，將契合新課程改革所強調的作業設計理念。

2 科學寫作概述

科學寫作是指學習者通過解釋、組織、回顧、反思或連結科學知識的書寫與記錄等形式，經過整合建構的學習方式以理解和掌握科學知識的過程［8］。

與語文學科中的寫作不同，科學寫作更注重讓學生調動已有認知，通過與新知識點的整合，對在一定情境下的問題進行分析與解決。學生在寫作過程中最重要的不是思考修辭方法或華麗辭藻的運用，而是能夠根據科學知識的運用、科學概念的解釋去完整地、邏輯清晰地將自己的思維過程外顯化，寫作的目的指向問題解決。這種新型學習方式在國外應用比較廣泛，而在國內還未形成對科學寫作的系統研究。

科學寫作過程中需要對知識點進行整合鞏固，對信息進行提取和加工，經常涉及到多學科知識的運用，有益于對學生核心素養的培養，改變知識碎片化學習、學而不知其用的困惑。將科學寫作應用在作業設計中，能較好地克服傳統作業存在的問題。科學寫作以新型的作業呈現方式、開放型問題設置，改變作業題型單一的現狀；寫作要求學生經過理論論證，將解決問題的思維過程外顯化，促進學生綜合思維的提升，以學科知識為載體去支撐問題的解決，利用問題設置達到學生對新舊知識整合的目的，解決作業機械記憶、功能價值單一的問題；創設與學科知識關聯的真實情境，問題在情境中衍生，對情境與設問割裂的問題進行糾正。

3 科學寫作在作業設計中的應用

圖1展示的是科學寫作的構建和呈現過程，教師精心設計融合知識鞏固應用、科學理論論證、培養問題解決能力的寫作作業，以期學生在寫作活動后能夠逐漸構建科學思維。

3.1 精選寫作內容，創建寫作任務

教師在設計寫作作業時首先要精心篩選適合于寫作的課題，然后基于整節課的教學目標設計寫作任務，利用寫作作業補充和整合課堂知識，同時確定在寫作過后學生能夠在知識鞏固或科學思維能力的哪些方面得到提升，這也是整個科學寫作設計的基礎；真實的情境創設讓學生能夠基于決策者、建設者、研究人員等的角度，體驗參與到社會問題解決的快樂，情境可以從社會熱點實事問題、科研成果、科學史等進行選擇；寫作問題是整個寫作的核心，教師要能夠用問題將一個課時乃至一個章節所涉及的知識點串聯起來，讓學生在解決問題過程中梳理知識點的同時，提升科學素養；教師需要對在問題解決中的思考方向、寫作要點和組織結構等方面進行標準制定，作為診斷學生寫作水平和知識掌握運用水平的基準，并在教學實踐中根據學生的反饋對寫作作業進行修訂。

3.2 寫作信息整合，科學語言表達

學生在進入寫作前應優先確定寫作目的，能夠保證學生的寫作不會偏離主題；通過聯系已有知識以及資料查閱獲得輔助寫作的信息，但這些信息需要經過選擇篩查和整理加工，最后保留下能夠解決問題的關鍵點；科學表達是整個寫作部分的核心，學生要能夠通過科學概念和科學語言的運用，條理清晰地將自己的思維過程表達出來；對同學寫作進行評價能夠讓學生拓寬看問題的角度，針對他人的評價意見以及在評價他人寫作時得到啟發以更好地對自己的寫作進行修改。

3.3 制定寫作標準，即時作業反饋

在完成寫作任務后，需要即時對作業質量進行反饋，以發現診斷學生學習過程中的知識掌握程度，以便及時調整后續的教學進程；同時，實行同伴互評的交互式評價模式，讓學生在評價他人作品時能夠對自己提出的建議給出具體詳細的說明，能夠指出文章中的錯誤或所缺失的術語概念，幫助學生在閱讀他人作品時重新組織建構和再次鞏固現有知識，促進元認知發展：學生在自己的寫作過程中已經深入思考構建了較完整的問題解決模型，在閱讀他人作品時，就更加能注意到同學作品中的優劣，結合自己的想法提供實質性的、可操作性的意見，還能為教師提供反饋和借鑒，減輕教師評價負擔；并且，當學生在互評后重新審視自己的作品時，將會有新的體會和收獲。

4 科學寫作作業設計——“金屬的腐蝕與防護”

“金屬的腐蝕與防護”位于蘇教版選擇性必修1專題1第三單元。該學習內容與學生的生活聯系緊密，學生對相關內容比較熟悉，寫作素材獲取的渠道也比較廣泛、容易。同時，該內容又是高考考查的重點，寫作作業有助于深化學科理解，適合作為科學寫作的課題。

4.1 作業設計理念

“課程標準”對本節課的要求可以歸納為：通過真實情境創設，了解金屬發生電化學腐蝕的本質和危害，了解防止金屬腐蝕的措施，并能利用電化學原理解釋金屬腐蝕現象，選擇并設計防腐措施。本節課學習前，學生已經深入掌握了電化學的相關知識，建立了能量轉化的觀念。而本節課是對學生已學知識的綜合應用，是化學反應與能量轉化觀念應用的直觀體現。

作業設計應以課程目標為導向，本節課的教學目標為：運用電化學的相關知識對真實情境下的金屬腐蝕問題進行分析，認識金屬腐蝕的本質并能夠結合實際提出金屬的防護辦法；能夠利用宏微符三重表征解釋金屬的腐蝕過程，探討金屬腐蝕的本質；形成利用學科知識解決問題的意識和思路，提高“證據推理與模型認知”“科學態度與社會責任”的化學學科核心素養。在科學寫作作業中，學生需要通過對在真實情境下的具體問題進行分析，尋找證據支撐的觀點，整合并建立金屬腐蝕與防護、酸雨形成等知識框架，也增強了學生的社會參與意識；同時，學生需要借助各類化學符號進行表征，在完成作業的過程中逐漸深化對金屬腐蝕與防護的理解。可以看出，科學寫作作業從不同的角度切入同時也促進了教學目標的達成。

4.2 設計與實施

呈現給學生的寫作作業應該包括寫作情境、寫作試題和寫作指南。基于教學目標分析，本節課作業設計了如下作業環節和內容（見表1）。作業要求學生運用金屬的電化學腐蝕、化學腐蝕、酸雨成因以及地理學科知識去對每個問題提出觀點并使用科學又淺顯的語言進行合理論證，在這一過程中幫助學生理清金屬腐蝕過程中的化學本質；硫及其化合物的相關知識以及從地理學科視角參與工程的建設，對碎片化、不同學科的知識點通過一個情境進行整合，讓學生體會所學知識在生活中的應用；同時，讓學生代入工程師的角色去對大眾進行原因說明，使情境具體化；受眾選擇使學生在寫作過程中能更好進行角色定位，對科學問題進行詳盡地解釋，可能還會注意到一些學習時被忽視的知識點，增強學生對問題的全面認識和社會認同感。

4.3 寫作評價標準制定

劉翠等學者從主題、想法、組織結構和語言表達四個方面為教師提供了一個科學寫作評價模板［9］。在這個模板的基礎上，筆者又加入了對寫作中的“要點”評價闡述，結合作業內容得到了教師評價的標準，見表2。同時，參考Solaire A. Finkenstaedt-Quinn學者對同行評審的評價標準描述，制定了如表3所示的學生互評的評價標準［10］。

4.4 學生寫作實例與效果分析

4.4.1 寫作實例

該作業適用于科目選擇為“化學+地理”的學生，給符合這一條件的高二年級學生布置寫作任務，回收得到的部分寫作成果內容節選如圖2所示。

4.4.2 實施效果

通過對學生訪談及測評分析，發現科學寫作實施取得較好成效。

4.4.2.1 科學寫作幫助學生構建結構化知識體系，轉變學習方法

科學寫作以其獨特的作業形式，在不同的情境背景下，讓學生充分運用證據推理去支撐科學表達，從而促進學生對知識點的整合，拓展學習方法，形成問題意識，培養科學素養。

將陌生情境與現有知識點建立聯系。對學生的寫作成果進行分析可以看出，學生以已學課程概念為基礎，在情境與內容之間建立聯系。這一過程中，就需要學生調動已有概念，結合查閱的資料進行篩選，尋找思路、構建模型、組織文本、檢查和修改等一系列元認知活動，有目的地使用文字去表述和轉化學生的已有認知，這也是科學探究中思考得出結論的流程，同時由于情境與內容的聯系，使得學生對寫作所涉及的知識點無需生硬記憶就能加深印象。

促進知識結構化，建立跨學科知識聯系。該寫作任務通過西氣東輸工程的一個具體情境將金屬的腐蝕與防護、硫及其化合物以及地理線路設計的相關知識聯系起來（如圖3），實現知識內容結構化，考查學生對所學知識的綜合運用，通過不同學科的結合，讓學生在更廣闊的學科視角下參與到社會事物的處理中。

豐富知識面，促進學習方式轉變。該寫作任務的一個意外收獲是，學生在解決寫作問題之余，能對存疑部分主動查閱資料解答（如圖2b），了解“脫硫”的工藝流程。目前考試形式傾向于選擇從學生不熟悉的真實情境中設問，但如果能在平時加以擴展相關內容，拓展學生思維，也能對考試形成一定幫助。同時，通過寫作任務能夠讓學生轉變已有的學習方式，應對陌生情境時學會思考和提問，通過知識遷移、探究學習去建構問題解決的辦法。

4.4.2.2 科學寫作幫助教師診斷教學，增進師生交流

教學評價是課堂教學中的一個重要環節。在課后，教師需要評價課堂教學效果，學生的知識掌握情況以及能夠全方位地了解學生的特點，做到因材施教。而通過科學寫作的模式，可以同時滿足以上三種評價機制，形成一個簡潔而高效的評價體系。

診斷知識掌握情況，及時調整教學。寫作中反映出來的是學生解決問題的思路以及學生對知識點的掌握情況，從寫作中可以反映出學生在某些知識、思維上的偏差，這些通過傳統作業形式是無法表達出來的。通過學生的寫作成果分析能夠有效促進“教、學、評”一體化，以便有針對性地開展下一階段的教學。

豐富過程性評價內容，拓展評價方法。“課程標準”中提到，要豐富過程性評價方法，推動化學日常學習評價。科學寫作就是日常學習評價的一種有效途徑。寫作是學生認識思路、核心素養、科學思維等多種能力的綜合體現，再通過生生互評和教師評價，充分發揮評價機制的指導功能。

改變傳統育人觀，促進師生互動。傳統的育人觀以成績作為評判學生優劣的標準，這也間接決定了傳統作業的形式為統一的客觀答案，非對即錯，與現行新課改下“培養全面發展的人”的理念相悖。科學寫作可以同時呈現學生完成作業的過程和結果，有些學生可能無法很好地利用所學知識解決問題，但從寫作中可以看出他們對待學習的態度，讓教師不再單一地依賴作業結果去評價學生；通過科學寫作，教師除了可以發現學生在知識掌握、思維邏輯方面的不足，從中還能展示出學生的個性特點，是勤思考還是擅表達，是沉穩內斂還是活潑開朗……科學寫作促進教師對學生的了解，拉近師生間的距離，形成對學生全方位的認識［11］。

5 科學寫作實施建議

科學寫作是一個知識應用、理論論證和問題解決的思維構建過程，能很好地鍛煉學生的科學表達能力、邏輯思維能力，發展科學素養。學生在寫作過程中不斷提出問題、分析問題、解決問題，不僅能使所學知識得到整合鞏固，而且還能夠發展學生的證據推理和質疑批判精神，培養科學思維。

在實際教學中實施科學寫作作業時，教師還應該注意：（1）學生首次接觸科學寫作這一作業形式時，教師在發布寫作任務前需要向學生詳細介紹科學寫作的概念，呈現一些寫作實例供學生參考。必要時，在學生進行寫作活動前針對寫作題目給予一些寫作要點的提示；（2）剛開始布置寫作作業時，選擇一些相對容易的題目，給予學生適應新形式作業的空間，寫作字數也不宜太多，寫作題目應該由淺入深，循序漸進；（3）學生在進行寫作時需要查閱篩選資料、科學語言表達、與同伴互評后進行修改等一系列過程，相比于傳統的作業形式，寫作需要的時間周期更長，所以教師在布置寫作任務時應該充分考慮時間和頻次。通常選擇在完成一個章節的教學后設計科學寫作，讓學生對整個章節的知識點進行整合，形成完整的知識鏈，同時要給學生充裕的時間去完成寫作。

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