單元整體教學視域下小學科學主題式作業設計策略的研究

【基金項目】本文系廈門市湖里區教育科研“十四五”規劃2023年度課題“單元整體教學視域下小學科學主題式作業設計研究”（課題批準號：2023060）的部分研究成果。

作者簡介：葉梅鳳（1989一），女，廈門市湖里區教師進修學校附屬小學。

《義務教育科學課程標準（2022年版）》提出“科學觀念”“科學思維”“探究實踐”“態度責任”四大核心素養[]，強調“大概念統整”的教學理念，要求打破課時與知識點割裂的傳統模式。傳統以抄寫、習題為主的機械性作業難以滿足“基礎性 + 拓展性 + 實踐性”的多層次作業設計需求，亟須探索素養導向的新型作業形態。大部分教師仍以“一課一練”形式布置作業，缺乏單元內知識的結構化整合。現有作業中涉及解決生活問題的少，多數停留于簡單重復的教材實驗，導致學生興趣低下，探究流于形式。大部分作業僅關注知識結論，忽視科學思維與社會責任感培養。因此，筆者對作業設計進行了有效嘗試，梳理出主題式作業設計的以下幾點做法。

一、把握設計原則，明確設計方向

（一）緊圍目標，指向核心素養

基于建構主義學習理論和核心素養發展理論，主題式作業設計必須以促進學生科學素養全面發展為根本目標。在科學觀念維度，著重培養學生運用科學概念解釋現象的能力；在科學思維維度，重點發展學生的模型建構和推理論證能力；在探究實踐維度，強調科學探究能力和工程實踐能力的協同培養；在態度責任維度，注重培育學生的科學倫理意識和社會責任感。這種多維整合的目標設計能夠有效突破傳統作業片面強調知識記憶的局限，實現科學素養的整體提升。

（二）提煉主題，聚焦真實生活

依據情境認知理論和活動理論，主題式作業必須創設具有真實性和實踐性的學習情境。真實性體現在情境要源于學生的現實生活經驗，與他們的認知發展水平相適應；實踐性要求情境能夠引發學生的主動探究行為。真實情境能夠激活學生的前概念，促進新舊知識的有效聯結，有助于學生理解科學知識的社會應用價值。在設計過程中，教師需要特別關注情境的適切性、挑戰性和持續性，確保情境既能激發學生的學習動機，又能支持學生深入探究。

（三）精選內容，強化學科融合

基于STEAM教育理念和全人教育思想，主題式作業設計應當打破學科壁壘，實現知識的跨學科整合。科學問題的解決往往需要多學科知識的綜合運用，不同學科的思維方法可以相互補充。在具體設計中，教師要把握學科融合的深度和廣度：一方面保持科學學科的主體性，另一方面合理融入技術、工程、藝術等學科元素。這種融合不是簡單的知識疊加，而是通過設計綜合性問題情境，促使學生自然運用多學科知識解決問題，培養其系統思維和綜合實踐能力。

（四）細化過程，注重親歷體驗

根據杜威的“做中學”理論和體驗學習理論，主題式作業必須強調學生的親身實踐和完整經歷。從學習科學的角度看，直接經驗對概念建構具有不可替代的作用；從發展心理學視角看，操作體驗是兒童認知發展的重要途徑。在設計過程中，教師要確保學生經歷完整的實踐循環：發現問題一設計方案一實踐探索一反思改進。教師要特別重視實踐過程中的元認知培養，通過設計反思環節，幫助學生將實踐經驗轉化為科學認知。這種強調過程體驗的設計理念能夠有效促進學生的深度學習和能力發展。

二、厘清設計流程，找準設計策略

筆者以蘇教版科學五年級上冊“熱傳遞”單元的教學為例，闡述小學科學主題式作業設計的主要流程。

（一）明確設計思路，厘清設計流程

在當前核心素養導向的小學科學教育改革背景下，主題式作業設計成為連接課堂學習與真實情境的重要橋梁。筆者通過課題迭代實踐研究，探索小學科學主題式作業設計主要流程：以學生、教材、課標分析為起點，分為單元解構、主題提煉、作業分層、評價嵌入等四個環節，如圖1所示。

（二）設計主題，找準設計策略

1.單元解構，多維剖析明脈絡

單元解構是主題式作業設計的起點，要求教師跳出教材固有編排順序的束縛，對教材單元內容進行系統分析與重構。確定單元核心概念是進行整體教學規劃的首要步驟，需要教師細致解讀教材內容，關注知識內部層級，厘清知識與方法、經驗和生活之間的關聯；找準本單元在課程中的定位及單元教學內容特點，根據學生發展需求、認知基礎和學習興趣點，將核心概念分解為若干個縱橫關聯的主要概念及分解概念[2]。這不僅有利于突出單元教學重點，還能幫助教師準確判斷學生學習的難點。

“熱傳遞”單元圍繞“熱傳遞”這一核心概念展開。筆者重新梳理單元教材，明確單元核心概念與知識架構，將四維目標分解再重新整合，以“餐盒保溫性能”為主題情境，聯系生活實際展開作業設計（見表1）。

對單元進行解構和多維剖析，從知識體系、學情、教學方法和評價等維度進行深入分析，有助于教師清晰把握單元知識脈絡，了解學生的學習需求和認知特點，選擇合適的教學策略和評價方式，從而優化教學過程，提高教學質量，促進學生的全面發展。

2.主題提煉，雙線融合促發展

在主題提煉環節，筆者通過學科發展與生活應用雙線融合的方式，促進學生核心素養的全面發展（見表2）。在學科發展層面，筆者提煉核心問題：如何比較不同材料的導熱性？怎樣設計實驗觀察流體傳熱？哪些因素影響熱輻射效率？提煉主題能夠驅動學生深度學習，幫助他們構建知識框架。在生活應用層面，筆者提煉主題任務：設計并制作一個保溫性能較好的保溫盒。圍繞這一任務，學生需要探究以下問題：哪種材料最適合做保溫層？如何減少熱對流流失？怎樣利用輻射原理增強保溫？這一生活實踐任務能夠讓學生在真實情境中運用科學知識解決問題，從而提升學生的應用遷移能力。

在主題提煉環節，學科發展與生活應用的深度結合，不僅能夠深化學生的知識理解，還能推動學生核心素養的全面發展，實現從“學科學”到“用科學”

的跨越。

3.作業分層，精準設計重個性

作業分層設計是因材施教的實踐路徑，目標、任務與評價體系的精準分化，能夠有效適配學生個體認知水平與興趣，加深學生對科學概念的理解，促進學生學科思維的提升。筆者創設主題情境：中午，小團和小夢拿著自己的餐盒去學校食堂吃飯。小夢的餐盒是不銹鋼材質，小團的餐盒是塑料材質。當他們打開餐盒時，發現小團的飯菜已經涼了，底部溫度很低；小夢的飯菜相對溫熱，但蓋子內側有很多水珠。接著，筆者設計分層作業，針對學習困難生設計基礎層作業，通過知識記憶、觀察記錄鞏固基礎知識；針對中等生設計拓展層作業，通過實驗設計、邏輯推理等促進學生能力提升；針對資優生設計創新層作業，通過工程實踐、批判思維培養促進學生素養發展。分層作業設計能夠幫助不同認知水平的學生在“現象一規律一應用”中搭建多維學習路徑，體現學習支持與個性發展的統一。

基礎層作業以課本知識為核心，通過重復練習、簡單問答等形式，讓學生熟練掌握基本概念、定理、公式等。基礎層作業的主要目的是幫助學生鞏固課堂所學的基礎知識。本單元的基礎層認知包含熱傳導、熱對流、熱輻射等傳熱方式。具體作業案例如圖2所示。

拓展層作業旨在將學生的學習從現有水平向最近發展區推進。基于加德納的多元智能理論，教師應針對不同學生的智能領域設計拓展層作業，挖掘學生不同方面的潛力。筆者在學生已掌握熱傳遞知識和基本能力的基礎上進行拓展，通過分析實驗、對照結果，引導學生發現影響物體保溫效果的因素，利用所學知識解釋為什么加了蓋的保溫杯保溫效果會更好，具體作業案例如圖3所示。拓展層作業通過實驗設計、邏輯推理發散學生的思維，促使他們向更高的發展水平邁進。

創新層作業以創造性思維理論為基礎。創新層作業鼓勵學生突破常規思維模式，培養學生的發散思維能力。建構主義學習理論認為，知識不是通過教師傳授得到，而是學習者在一定的情境即社會文化背景下，借助其他人（包括教師和學習伙伴）的幫助，利用必要的學習資料，通過意義建構的方式獲得[3]。在設計創新層作業時，教師需要創設開放性、探究性的情境，讓學生在自主探究和合作交流中學習知識。筆者布置“請你幫小團、小夢設計一個保溫性能較好的保溫盒”的作業，學生需要從多個角度思考：用哪種材料導熱最慢？怎么解決餐盒內的“水珠”問題？如何設計一款“既保溫又防冷凝”的餐盒？這一作業有助于鍛煉學生的發散思維能力。在創作過程中，學生需要自己收集材料、構思作品形式、美觀設計，綜合應用科學、工程、技術、數學、藝術等學科知識，有效促進核心素養發展。具體作業案例如圖4所示。

分層作業設計采用基礎鞏固與創新拓展雙軌并行模式，通過構建動態支持系統、設計梯度化任務、實施開放性評價等策略，既保障全體學生達成基礎認知目標，又為不同發展水平的學生提供適切的挑戰空間。

4.評價嵌入，全程伴隨助發展

評價在教學過程中起著至關重要的作用，不僅能夠幫助教師了解學生的學習情況，還能促進學生的學習和發展。筆者在“熱傳遞”主題式作業設計中嵌入多元評價方式，包括教師評價、學生自評和互評等。教師通過教師評價能夠從專業的角度對學生的作業進行全面的分析和指導，幫助學生發現問題，改進方法。開展學生自評可以讓學生對自己的學習過程和結果進行反思，培養他們的自我評價能力和自我管理能力。例如，在完成一份關于熱傳遞的實驗報告作業后，學生可以對照實驗要求和相關標準，對自己的實驗設計、數據記錄、分析結論等方面進行自我評價，找出自己的優點和不足，并思考改進的措施。學生互評則可以促進學生之間的交流與合作，讓他們從不同的角度了解自己的學習情況，學習他人的優點。例如，在小組合作完成保溫盒制作后，小組成員之間可以互相評價，討論材料使用、保溫效果、小組合作等方面，提出改進的建議。多元評價能夠促進學生的全面發展，培養學生的綜合素養。

結語

綜上所述，在設計單元整體教學視域下的小學科學主題式作業時，教師可以通過采取單元解構、主題提煉、作業分層、評價嵌入等策略，優化作業設計，使之更加合理、科學。這樣不僅能夠激發學生的學習興趣，促使學生主動探索，還可以滿足學生的學習需求，發揮學生的潛能，推動學生的全面發展，為學生的終身發展奠定堅實的基礎。

【參考文獻】

[1」中華人民共和國教育部.義務教育科學課程標準（2022年版）［M].北京：北京師范大學出版社，2022.

[2]楊珍珂，賈偉堯.指向科學思維發展的初中物理單元整體教學實施路徑「J」.物理教學探討，2022，40（9）：5-8.

[3]朱琳.建構主義學習理論與詩歌教學有效性初探［J].語文教學與研究，2008（1）：24-25.