初中科学小单元任务群教学设计探究

宫 萍 徐倩文|浙江省杭州市弘益中学

初中科学单元任务学习设计和实施存在如下问题：在任务发布上重知识轻能力，没有立足于学生的素养发展；在任务实践上重记忆轻联系，驱动性问题思维容量不足，提出的问题有一定的局限性，不能驱动学生持续探索；在任务成效上重片段轻整合，在新课结束后不进行整合，使学生的知识习得呈碎片化状态，难以建构良好的知识体系、提升思维能力。针对这些问题，笔者在实践中尝试运用小单元任务群进行教学。

小单元即基于核心素养，以课标为导向，分解课标，整合教材，确定小主题或小概念。任务群即围绕小主题或小概念设计多个具有内在关联的驱动性任务。小单元任务群教学是基于学情，将目标确定、主题设计、内容落实、评价反馈、作业设计等要素结构化的一种统筹规划式的教学模式，它具有多种课型。其操作意义有三点：其一，从“做中学”，学生在学习任务的驱动下，于复杂、真实和充满问题的学习情境中持续探索，使学习更有深度；其二，变教为“导”，教师着眼于单元整合，根据学生的需要创设情境，用教材教，使教学方向更明确；其三，“任务”驱动，变散点的学习为立体式知识群学习，学材内容聚焦小概念，以教材为基，采用调序、整合、拓展等方式来整合课内外资源，形成单元教学任务群，使教材重构有特色。以下，笔者详细阐述小单元任务群教学的实施策略。

一、以真实情境为基础，化零为整、集聚成群

小单元任务群教学在设计上依托真实情境或实际问题，将零散的知识点通过内在联系集合成知识群，帮助学生深入理解该单元的科学观念，发展科学思维，提升解决问题的能力，提高科学素养，进而逐步养成正确的态度责任。

（一）内容梳理，任务整合

教师在设计和组织单元的教学活动时，应该系统梳理单元教学内容。在进行单元教学时，不能再以单一的知识点或者小任务作为突破点，而是需要重新审视教材，梳理知识脉络，寻找任务背后的联系。

以浙教版义务教育教科书《科学》八年级上册第1 章《水和水的溶液》为例，笔者结合《义务教育科学课程标准（2022 年版）》（以下简称“《课程标准》”）中的核心概念和内容要求，梳理出该单元的相关任务，将其整合成小单元任务群并发布，引导学生对知识进行总结和迁移，以提升学生的科学素养。

笔者在梳理教材知识点的过程中，发现“物体的浮沉条件”与“溶液的配置”都可与“密度”这一概念相联系，故以“盐水的密度”为桥梁将这几块内容连接起来，以“配置一杯能使鸡蛋悬浮的溶液”为主题设计小单元任务群，并将其细化为两个核心概念，分别提供学习内容、要求及对应的核心素养，使学生在动手操作中提升科学素养。

【案例1】“配置一杯能使鸡蛋悬浮的溶液”小单元任务群设计

核心概念1：物质的运动和相互作用。

学习内容：浮力。

要求：（1）通过实验认识阿基米德原理；（2）通过实验认识浮沉条件，并解释生产生活中的相关现象。

核心素养：探究实践。

核心概念2：物质的变化与化学反应。

学习内容：物质的溶解和溶液。

要求：（1）了解物质的溶解和结晶现象、知道溶液的组成和特征；（2）区别饱和溶液和不饱和溶液，知道溶解度的含义；（3）知道溶质质量分数的含义并简单计算；（4）能配置一定溶质质量分数的溶液。

核心素养：（1）科学观念；（2）科学思维；（3）探究实践。

任务1：夯实基础，理论准备——整理有关浮力、溶液配置的理论与知识，并作梳理。

任务2：任务解构，设计方案——能用语言、文字、图表等方式设计实验方案。

任务3：任务实施，收集数据——完成实验方案，并能展现鸡蛋恰好悬浮在溶液中的成果。

任务4：数据分析，任务总结——计算盐溶液的质量分数和鸡蛋的密度，反思总结实验过程。

（二）概念聚焦，实践发展

小单元任务群教学的设计应依据重要概念、原理，并设置恰当的教学活动。《课程标准》针对探究实践核心素养，明确提出了要“用自制的简单装置和实物模型验证或展示某些原理、现象和设想”。因此，教师可将重要概念与工程产品的设计相结合进行小单元任务群教学的设计。

笔者借助“吸尘器”这一工程产品的设计与制作，对“流体压强与流速有关”这一重要原理作阐释，将二者整合进小单元任务群设计中，在促进原理理解的同时发展学生的探究实践核心素养。

【案例2】“设计并制作小型吸尘器”小单元任务群设计

吸尘器是一种现代化的清洁工具，可减轻人们的体力劳动，已广泛应用于宾馆、饭店和家庭等场所。吸尘器在工作时，会将集尘桶里的空气排出，使其形成一个低压区。这样，外界的空气就会在大气压的作用下，带着尘垢从吸尘器的地刷进入，经过滤布管过滤后，尘垢留在桶里，空气再从吸尘器的排气口排出。

你能根据吸尘器的功能，猜想吸尘器的内部结构，并设计制作一个小型吸尘器吗？

任务1：夯实基础，理论准备——认识大气压的存在并能解释相关现象。

任务2：天马行空，设计方案——在理想化的条件下，发挥想象力和创造力，设计具有个人特色的吸尘器，可用图文并茂的形式来展现设计。

任务3：合理选材，方案落地——在提供的器材中进行选择，并绘制可施工的方案图纸。

支撑材料：提供常规的小型器材和大型吸尘器的结构说明。

任务4：工程实践，反思迭代——动手动脑，合作制造自己的吸尘器，并在实验中收集其能否正常使用的数据，然后在数据的支撑下，反思自己的设计有无不足之处，如有则思考应如何改进，并迭代自己的设计。

（三）情境创设，问题驱动

在设计单元整体教学时，教师要为学生创设真实情境，并以“微项目”为载体，使学生能够通过完成小单元任务群达成核心知识的再次建构。这具体表现为能够在情境中迁移、运用、转换，产生新知识，运用周围的各种知识和资源来解决实际的问题。

“南橘北枳”的故事我们都耳熟能详，说明植物的生长与土壤本身密不可分。西湖龙井名满中国，那养育西湖龙井的这一方土壤有什么特别之处呢？由此，笔者创设“探寻西湖龙井成长之地利”主题，选择“土壤的类型”和“土壤酸碱度”两块内容设计小单元任务群，将初中科学有关“土壤”的知识点与学生的生活有机结合在一起，使学生更有动力和兴趣去探寻、实践。

【案例3】“探寻西湖龙井成长之地利”小单元任务群设计

任务1：判断西湖龙井土壤的类型。

支撑材料：（1）用量筒和胶头滴管取水把土壤和铁块刚好浸没，分别记录加入的水的体积V1和V2；（2）根据实验结果，测出土壤中的空气约占土壤体积的体积分数；（3）判断土壤类型是砂土、粘土、壤土中的哪一类。

任务2：判断西湖龙井土壤的酸碱度。

支撑材料：（1）取样：在龙井地块按一定间隔确定取样点位置，将从不同地点采集到的土样分别摊铺在废报纸上，在阴凉通风处晾干，除去残根和杂物，用木棍压成粉状，用金属筛或窗纱筛过后待用；（2）判断酸碱度：按照编号，取1克左右土样放入试管中，加入5毫升蒸馏水，振荡30 秒后静置，待土壤微粒下沉后，用玻璃棒蘸取上层清液，滴在精密pH试纸上，将试纸上呈现的颜色与标准比色卡比色，记录下相应的pH。

二、以核心任务为焦点，多维联动、提高能力

建构小单元任务群应确保核心概念、问题、原理具备“衍生性”［1］，以核心任务为焦点，将子任务或“串联”或“并联”或“迭代”，使多个任务形成联动。而将任务群与有意义的情境有机结合起来，指向同一个问题或核心概念的学习，可使学生在问题解决的过程中整合单元知识，提高分类、迁移、应用等思维能力。

（一）“串联式”追根溯源，还原知识面目

建构小单元任务群要注意子任务之间的逻辑关系，要有助于学生的知识建构和思维提升。教师可将一个核心任务分解成递进式的子任务，并依据学生的认知发展，将子任务串联成小单元任务群。通过完成子任务，学生可积累解决核心任务所需的知识储备，这既是收获知识的过程，也是下一个问题的开始。

在设计“氧化与燃烧”教学时，笔者发现“以始为终”的设计更符合学生的认知过程，故以“简易灭火器的制作”为终进行倒推，将其分解为多个子任务，学生完成子任务的过程就是不断接近终点的过程。笔者将多个子任务“串联”，设计了“简易灭火器的制作”小单元任务群。

【案例4】“简易灭火器的制作”小单元任务群设计

任务1：认识燃烧的条件。

支持材料：（1）蜡烛的燃烧实验：点燃一支蜡烛，观察它在空气中燃烧的现象，然后将一个玻璃杯倒扣在蜡烛上，观察此时蜡烛燃烧的现象；（2）火柴是否燃烧实验：将一根火柴折断，分成火柴头和火柴梗两部分，放在铜片上，用酒精灯加热铜片，观察现象。

预期目标：认识燃烧的条件——可燃物、助燃剂、温度达到着火点。

任务2：不同情境选择合适的灭火方法。

支持材料：消防员灭火图片；用被子盖灭燃气灶图片；泡沫灭火器、干粉灭火器、二氧化碳灭火器图片。（以上图片均略）

预期目标：（1）分析灭火的三种方法，即隔离可燃物、降低氧气浓度、降低温度；（2）认识不同的灭火器，并在不同情境中选择合适的灭火方法。

任务3：降低氧气的浓度——认识二氧化碳。

支持材料：二氧化碳使蜡烛火焰自下而上熄灭实验；充满二氧化碳的瓶内，加水振荡后，瓶子被压扁实验；向上、向下排空气法以及排水法收集气体的相关说明。

预期目标：（1）认识二氧化碳的性质；（2）能选择合适的药品和仪器制取并收集二氧化碳。

任务4：设计制作简易灭火器。

支持材料：简易酸碱灭火器装置及原理。

预期目标：（1）能选材并设计简易灭火器；（2）制作简易灭火器。

（二）“并联式”多维渗透，领略科学本质

小单元任务群教学通过将多个看似不同实则指向同一个科学原理的小任务“并联”建构，使学生在完成任务的同时，深入理解科学原理在不同生活情境中的应用，并在动手动脑的实践中提升分类、迁移、应用等高阶思维能力［2］。

在设计“大气压与流速的关系”教学时，笔者设置了多个指向“流体流速越大，压强越小”的任务，将任务“并联”下达，学生通过完成任务并利用图解解说任务原理。笔者同时提供了一些关键的素材，让学生在利用素材和所学知识完成任务的同时深化对原理的理解。

【案例5】“大气压与流速的关系”小单元任务群设计

任务1：“脱离苦海”——小球深陷在“苦海”中，你能帮助它顺利脱离“苦海”，回到自己的家吗？

任务2：掉不下的乒乓球——在手不触碰乒乓球的情况下，使乒乓球在漏斗中不下落。

任务3：漂浮术——在手不触碰乒乓球的情况下，使乒乓球悬空在吸管的上方。

任务4：点燃“芯”中的火——在不移动两根蜡烛的情况下，用一根吸管，将未点燃的蜡烛点燃。

（三）“迭代式”活动挖掘，培养探究能力

学生的学习要基于学生认知水平和知识经验的发展，要经历一个由浅入深、由易到难的过程。这就要求教师在设计小单元任务群时也应从简单到综合，呈现螺旋上升的过程。因此在初中的不同学段，教师可设计指向同一个核心概念但不断迭代的任务群。

如学生在八年级上学期学习了阿基米德原理，并基于阿基米德原理和物体的沉浮条件设计了一款密度计，但该款密度计刻度变化不均匀，读数误差大，是可迭代的产品。到了九年级上学期学习了杠杆的相关知识后，教师就可引导学生基于杠杆平衡原理设计并制作刻度变化均匀的密度计。迭代式任务群设计的核心是一致的，学生在完成任务时会有一定的相似感，这有助于知识的迁移。

【案例6】迭代“密度计”小单元任务群设计

任务1：整理阿基米德原理和物体浮沉条件的相关内容，设计初代密度计。

任务2：整理浮力、杠杆平衡条件有关内容，设计二代密度计。

要求：（1）根据受力分析，设计产品原理图；（2）选择提供的工具和材料进行加工制作；（3）实际应用，展示交流；（4）根据应有效果优化改进。

三、以多样评价为助力，进阶思维、提升素养

评价可反馈学习效果，促使学生反思并改进，是单元任务学习不可或缺的环节。为发挥评价的激励功能，单元任务学习的评价反馈应对学生的活动进行多视角观察、全过程评估，尤其要注重对话、协作、展示等关键环节，以此开展问题解决，引领学生进阶思维，提升核心素养。

借助个人评价量表，可及时展现各个环节的表现，便于进行自我剖析。教师可从材料的选取、方案的设计、过程的记录、数据的分析等方面设计评价量表，如此会更具有可行性与科学性。而学生自评、学生互评也是过程性评价的一个方面，因此在评价环节，除了采用教师评价外，还可将学生自评与互评相结合，突出以学生为主体的理念。

如在教学“探究根毛细胞的吸水条件”时，对其中的“提出科学探究问题”这一环节，教师可根据科学探究能力进阶与表现性评价任务，先设计前置量表，要求学生观察相关图片、提出科学探究问题、对照量表自评并修改，然后设计后置量表《观察和提出科学问题PTA检核量表》，引导学生对照量表进行自评和互评，最终确定科学探究问题：细胞的吸水和细胞液浓度的关系。后置量表设计要素如下。

（1）观察：关注细胞膜、细胞质、细胞核、液泡、叶绿体等信息；发现细胞吸水失水与液泡内的细胞液存在着一定的关系。

（2）提出科学探究性问题：表述清晰；以图片和文字信息为基础；指向认识与探索物质形态变化；问题结果暗含细胞液浓度关系；提出多个有价值的科学问题。

又如微项目产品是小单元任务的一部分，在介绍和展示成果的过程中，学生能有效提高沟通、合作、表达等综合能力，其中，答辩环节能让学生对项目产品效能、推广性、美观、合作效度、携带方便等方面有更清晰的认知。因此，教师可针对这些方面设计前置评价量表，激发学生的设计兴趣，使学生在项目实践的过程中始终保持探索精神，并不断迭代自己的设计，从而呈现最好的成果。然后，教师应以后置评价量表为依据，在多维评价学生的同时，使其将探究兴趣延续到其他活动中，从而不断提升科学素养。

四、实践反思

（一）指向素养，探究能力渐提升

小单元任务群教学模式切入口小、目标清晰，学生更容易梳理出科学知识的脉络，对科学概念的理解和运用也会更透彻。在这一过程中，其认知能从一级水平的知道、举例说明等逐渐过渡到二级、三级水平的区别、辨析、判断等。

（二）整理散点，核心概念实聚焦

教学设计应由浅入深、由表及里、从现象到本质，螺旋上升进阶。如以水溶液为切入口，串联起一定质量分数溶液的配置、密度的测量、液体压强与浮力，在逐层进阶中，把物质的变化、物质的运动与相互关系这些核心概念有机融入，可实现对核心概念的聚焦。

（三）披露矛盾，理念实践求支点

就实施情况来看，小单元任务群教学在课时安排、内容选取性、操作性等方面还面临挑战。如结构化问题设计、在纵向横向对比下提升学生思维这一理念就和实践存在差距，需要寻找到更恰当的支点，使小单元任务群教学成为创新点。因此，在《课程标准》的引领下，教师需要不断地探索，在反思中前行，在前行中解决问题，从而全面提升学生的核心素养。