巧設探究作業，讓科學學習更有效

賀紅曉

《義務教育課程方案（2022年版）》明確提出，要“提高作業設計質量，增強針對性，豐富類型，合理安排難度，有效減輕學生過重學業負擔”。作為“雙減”的關鍵、“雙新”的重點，作業設計及實施尤其需要引起教師的關注。我們結合學校實際，嘗試進行基于學科關鍵能力的小學科學探究性作業設計與實踐研究。

一、加強作業機制，形成探究性作業設計框架

基于學生身心發展特點，我們變革小學科學作業，以單元為基本單位，設計引導學生探究的作業形式與評價樣式。通過探究性作業，努力推動學?？茖W課堂教學提質增效，實現從作業管理變革到促進學生思維發展、落實學生核心素養發展的目標，培養具有好思想、好品行、好習慣的鄭師附小“三好少年”。

（一）設計流程

通過實踐打磨和反思改進，我們初步形成了指向核心素養的科學探究性單元作業設計實施基本流程。（見圖1）

（二）基本解讀

單元探究性作業設計強調作業設計與實施的專業性。單元作業設計要始終指向學科核心素養，圍繞單元教學目標，將學情作為作業設計的出發點，將單元作為作業設計的基本單位，將真實情境作為作業設計的基礎，以項目式實踐規劃單元作業，按照一致性原則設計真情境、重實踐的大任務作業。

二、注重作業設計，形成探究性作業設計案例

筆者以《科學》（大象出版社）小學五年級上冊第五單元《小小機械師》的單元探究作業設計為例進行說明。

（一）學科核心素養細化

學科學習要以落實核心素養為宗旨，義務教育科學課程的核心素養主要包括科學觀念、科學思維、探究實踐、科學態度。本單元學習課標的對應要求：知道完成某些任務需要特定的工具，知道杠桿、滑輪、輪軸、斜面等是常見的簡單機械，使用杠桿、滑輪、輪軸、斜面等簡單機械解決生活中的實際問題，根據現實的需要設計簡單器具、生產物品或完成任務。

（二）單元大概念架構

結合課標主要概念，提煉本單元大概念為“簡單機械是一種物化的技術，其結構和功能蘊含著科學原理，人們利用簡單機械解決生活中的實際問題”。本單元的主要學習內容隸屬于技術與工程領域，共5課，時間邏輯線索是“總—分—總”。知識結構架構見圖2：

（三）作業具體內容設計

我們緊跟時代熱點，以神舟十三號載人飛船“火箭發射”這一情境引入，增強學生的民族自豪感；從如何模擬火箭組裝、怎樣選擇運載車路線、如何裝進發射高臺三個大任務出發，設計項目式探究性作業，全面考查學生學生綜合運用知識的能力。作業呈現如下：

2021年10月16日0時23分，搭載神舟十三號載人飛船的長征二號F遙十三運載火箭，在酒泉衛星發射中心按照預定時間點火發射，約582秒后，神舟十三號載人飛船與火箭成功分離，進入預定軌道，順利將翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員送入太空，飛行乘組狀態良好，發射取得圓滿成功！

看到這則新聞，科學小組躍躍欲試，他們計劃借助自己的火箭模型和實驗器材來一次趣味火箭探索之旅。

第一關：組裝運輸車模型

地點：北京（中國航天科技工業公司）?；鸺鞑糠种谱魍瓿珊?，需要放入特制運輸車運往位于甘肅的酒泉衛星發射中心。

組裝火箭運輸車模型需要哪些工具？請在工具箱中選取你要用的工具，并介紹其作用。

（設計意圖：創設學生感興趣的火箭發射場景，提供工具箱和各工具的名稱由學生自主選擇。考查學生是否認識生活中常用的工具，能否通過生活經驗或根據其外部結構推測其功能。）

第二關：火箭運輸

恭喜，裝車完畢，運輸車輛整裝待發。導航發現，有三條路線可以選擇：第一條路線需要經過坡度為60°的盤山路，第二條路線需要經過坡度為45°的盤山路，第三條路線需要經過坡度為20°的盤山路。

猜想假設：（? ）路線更安全和省力。

為了更加安全和省力，科學小組進行了模擬實驗：大家準備3塊木板和1個木塊，模擬搭建3個不同角度的斜面，再沿斜面提拉同一木塊，得到以下數據：斜面1，測力計讀數（N）3.4；斜面2，測力計讀數（N）2.7；斜面3，測力計讀數（N）2.5。

分析數據，斜面1是搭建（? ）路線的盤山路。請說出理由。有同學認為斜面2是搭建第三條路線上的盤山路，你同意嗎？說出理由。如果直接提拉木塊，所用的力最接近10N、4N還是2N？根據實驗結果，可以得出的結論：（? ）。

（設計意圖：本題承上啟下提出問題，從猜想假設、實驗設計、處理信息和得出結論的角度考查學生相關探究能力。）

第三關：火箭發射臺

火箭抵達甘肅酒泉發射中心，怎樣才能將火箭運上發射臺呢？

你認為用什么方法能夠解決這個問題？請選擇一個簡單機械或者組合機械，畫出設計圖。

（設計意圖：創設把火箭運到高臺的任務，考查學生利用簡單機械知識解決實際問題的能力，期望學生利用所學知識對機械進行創新設計。）

（四）作業質量效果評估

我們針對兩個班級進行作業實施，學生選擇以自主探究或小組合作的形式完成，共收到有效作業樣本63份。以第三關為例進行簡要分析。

第三關作業評價標準如下：有多種解決方案，選擇的簡單機械與給出的方案合理無誤的，為正確答案；做出選擇，沒有介紹方案或設計圖的，為一般答案；做出一種選擇，并介紹出簡單合理的方案或畫出設計圖的，為良好答案；綜合運用至少兩種簡單機械，寫出設計方案或畫出設計圖，給出合理標注的，為優秀答案。部分學生能夠綜合運用兩到三種簡單機械畫出設計圖，給出合理標注，結合生活實際且具有創意，作業達到優秀級別；大部分學生選擇一種簡單機械，說明方案或畫出設計圖，作業為良好級別；少部分學生未完成本題。

通過調研學生作業情況可知，90%以上的學生可在30分鐘內完成作業。第一關中，60%的學生只選擇了工具，沒有對工具用途進行分析；第二關學生完成率較高，85%的學生達到優秀水平；第三關中，大部分學生能正確選擇簡單機械，但是在方案制訂上有困難，學生普遍反映較難，也有部分學生的設計圖創新性強。

因此，在以后的教學中，學科教師要創設真實情境，為學生提供利用工具解決問題的機會，加強學生對工具結構及功能的認識，在創意方案制訂方面對學生進行針對性指導，激勵學生創新實踐。

（本文系2022年度河南省基礎教育教學研究項目“‘雙減背景下小學科學核心素養評價的校本化實踐研究”成果。課題編號：JCJYC22220100057）

（責編 韓玉兵 侯心雨）