“双减”背景下初中科学微趣作业的创新设计

◎ 康 顺

2021 年，中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见》（以下简称《意见》），旨在减轻学生过重的作业负担和校外培训负担，其最终目的是发展素质教育，促进五育并举，落实立德树人根本任务，聚焦发展核心素养，培养适应未来发展并拥有正确价值观、必备品格和关键能力的全面发展的中国学生。初中科学是一门体现科学本质的综合性基础型课程，有助于学生保持对自然现象的好奇心，初步从整体认识自然世界，形成基本的科学态度和社会责任感。初中阶段是学生思维从形象到抽象发展的关键时期。《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称《2022 版课标》）中明确要求“要倡导设计学生喜闻乐见的科学活动，创设愉快的教学氛围，激发学生学习科学的内在动机，倡导以探究和实践为主的多样化学习方式”。［1］作业是为完成学习方面的既定任务而进行的活动。传统作业设计的模式有两种，第一种是教师凭借自身的教学理念和知识经验进行作业设计；第二种是对教科书内容或者练习的照抄照搬。这两种形式都没有站在学生终身发展的角度去进行作业设计。［2］《意见》的颁布，标志着我国教育发展进入关键期，这就要求广大教师改变题海战术，摈弃形式单调无趣、脱离真实情境的作业。设计少而精、趣味化程度高、贴近生活实际的科学创新作业将对学生理解和应用知识概念，提高学习兴趣和推理论证能力，形成正确的科学态度和社会责任等有着十分重要的作用。

一、初中科学微趣作业的设计原则

在减负增质、减压增效的理念下对初中科学作业进行整合优化，立足教材结构并积极创设适合学生发展需求的多样化科学微趣作业，不仅能减轻学生的学习压力，提升学生的学习效率和质量，还能激发学生的学习内驱力。所谓“科学微趣作业”，指聚焦科学核心概念设计的具有量微性及激趣性的课后作业，它是“双减”背景下教师探索高效作业的一条有效路径。教师应该积极尝试、大胆探索，为学生在课后创造更多的科学知识概念的应用机会，更好发挥作业的协同育人功能，让学生在作业中更加乐于思考、积极探索，让作业更加有趣、更加高效。结合《2022版课标》的内涵以及核心素养导向下的育人目标，初中科学微趣作业的设计应遵循五个主要原则，具体阐述如下。

（一）基于真实情境

微趣作业比传统作业更容易激发学生对学习科学的兴趣，因为它以真实情境生活为基础，充分贴近学生，调动学生的学习热情。传统作业的最终指向是完成知识性的学习目标，学生无法更好提高自己的学习水平，而基于真实情境的微趣作业则以真实情境为载体，实际问题为任务，生动活泼地与新课程标准要求相契合，将科学知识作为解决真实问题的工具，从而发展学生核心素养。因此教师应挖掘和寻找主题鲜明的情境素材，让学生将知识和能力运用于真实的场景中。

（二）建构核心概念

概念是人类在认识过程中，把所感觉到的事物的共同特征抽出来，加以概括而形成的。概念是思维的基本形式之一，它反映客观事物一般的、本质的特征。在科学教学中，学生往往无法理解科学概念的本质和真实意义，简单地认为，科学概念的学习就是简单机械地记诵和套用相关概念。这样的想法必然造成学生忽略科学核心概念的真实内涵，而微趣作业是以《2022 版课标》为依据，根据科学课程目标制定的，强调对科学学科中13 个核心概念以及4个跨学科概念的学习，让学生能在作业中完成对核心概念的建构、迁移和应用。

（三）聚焦科学思维

科学思维是理论和证据相互协调的过程，是利用科学的思维方式来认识世界、解决问题的过程，是获得正确信念或结论的艺术（认知的视角），是对所思问题获得明智答案的途径（实践的视角），是为获取科学知识而进行的有目的的思维过程。［3］教师在设计微趣作业时，应聚焦锻炼学生的科学思维，让学生通过自主学习、团队协作去寻找证据、事实或现象，得出观点或结论。在探究性学习的过程中，教师往往比较关注的是学生的实验现象（结果）和实验结论，但是从实验现象到实验结论的分析推理过程往往是容易忽略的环节，而这个过程恰好是训练学生科学思维的关键。［4］

（四）注重探究实践

机械地做形式单调的题目不仅使学生身心疲惫，而且也让他们对科学提不起兴趣，更不必说用科学的视角去认识和改造客观世界。科学是一门以实验为基础的学科。学生不能仅仅停留在理论层面，更需要真正动手去探究实践获得结论。科学概念需要在实践中加以检验与理解。课堂时间较为紧张，学生很少有机会动手实践，注重实践的微趣作业可以打通校内校外、课前课后的时空壁垒，拓宽科学学习的渠道。实践类作业包括调查、搜集、报告、制作、参观、体验、活动等许多形式。《2022 版课标》中亦强调培养学生的探究实践能力、动手能力，通过注重实践的作业实现核心素养的发展。在实践的过程中了解、发现并解决问题，学用结合，加强对科学基础知识的理解和应用，提升学生学科核心素养。

（五）增强态度责任

科学态度和社会责任并非朝夕可培养而成，它需要渗透在日常教学的各个环节之中，因此需要教师进行长期的努力。关注由于科学技术应用于社会所引起的争议性复杂问题，并对其进行分析展开讨论是培养学生社会责任感的主要策略。初中科学涉及的社会性科学议题主要涵盖以下三个方面：①以环境保护议题为载体，内化人与自然和谐共生观念，如PM2.5、酸雨防治、生活污水和工业废水排放等；②以资源使用议题为线索，探索提高资源利用率途径，如“碳中和、碳达峰”理念、农业生态系统模式开发（桑基鱼塘、蔗基鱼塘等）、二氧化碳合成淀粉、垃圾分类与循环利用等；③以人类健康议题为素材，挖掘科学学科价值，如了解食品添加剂使用、农药残留对生态系统的影响、病毒检测和传染病防治等。依托开放性的社会性科学议题模式的课后作业可以提升学生的科学论证能力，在理解科学、技术、社会、环境四者关系的基础上，逐渐形成对科学应有的科学态度和社会责任感。

二、初中科学微趣作业的设计立意

减轻学生作业负担是《意见》的核心内容。“双减”背景下，作业是连接教学、评价的重要桥梁，是评价学生对科学知识掌握程度的重要参考。最近发展区理论认为，教师应充分了解自己学生的认知发展的真实水平与认知发展的潜在水平之间的距离，因此教师应该对学生作业进行系统规划和合理指导。作业的形式和内容应注重“教—学—评”的一致性，使科学课堂和作业评价同向同行，形成协同育人效应。初中科学微趣作业的设计应指向核心素养的培育，《2022 版课标》将科学核心素养分为科学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任。这四者是相互联系、不可分割的整体。笔者根据七年级《科学》（牛津上海版）内容结构，从各单元中挑选若作业主题，并在各主题下设计了一个具体的案例（见表1）。

表1 基于教材内容结构的作业主题设计案例

三、初中科学微趣作业的设计案例

（一）实践探究类作业实践——探究水果电池电压

教师通过创设真实的学习情境，使学生感悟科学就在身边，学会电压表的使用，知道电压是形成电流的原因，提升探究能力，经历探究过程，熟悉科学探究实验各个环节间的科学逻辑，借助科学方法与仪器在实验探究中的应用并锻炼科学思维。［5］以“探究水果电池电压”作业为例，实验记录单如表2 所示。

（二）模型制作类作业实践——自制日晷仪

天文学在中国具有悠久历史，历代帝王普遍重视观测天象。日晷是一种古老的天象观测仪器，早在春秋时代（前770—前476 年）就有文献记载。［6］使用手机APP “GPS 工具箱”测量当地的纬度，上海的纬度约31°N，所以南边翘起的角度约59°。通过历史课的学习和互联网的查阅，得知古人一个时辰相当于现在两个小时，并按“子丑寅卯辰巳午未申酉戌亥”在晷面上进行排列。

用硬纸板制作晷面，用空笔芯或其他较细的小棍子制作晷针。用圆规在A4 纸上画一个圆，将圆分成全等的12 等分，再利用圆规作出角平分线，进一步把圆分成24 等分，利用互联网搜索日晷图，将分好的区域用黑笔描一遍。擦去多余部分，对应地写上时辰，也可以在外边写上阿拉伯数字，当成钟表。午时对应12 点，按顺时针排列“子丑寅卯辰巳午未申酉戌亥”，一张时辰图就做好了，用胶水粘到朝北的那一侧（示例如图1 所示）。对于学有余力的学生，可以让他们使用3D 设计软件，自行根据相关原理设计3D 日晷仪，打印出成品并进行展示（示例如图2 所示）。

图1 自制纸质日晷仪

图2 3D 软件制作日晷仪

（三）设计方案类作业实践——设计“双碳”行动方案

当代中学生是未来“美丽中国”的建设者，应该积极参与关乎中华民族永续发展根本大计的生态文明建设。了解我国制定“双碳”目标的来龙去脉、实现途径和具体行动。提倡学生用所学知识解决相关环境问题，在生活中能养成低碳绿色、节能环保的生活方式。教师通过设计不同层次的问题，循序渐进地让学生通过各种实践活动完成给定的问题（见表3），最后尝试以学生角度设计一份“双碳”行动方案。通过探究二氧化碳的相关知识，通过查阅文献资料和方案设计，帮助学生形成科学思维，发展创新意识。通过感受二氧化碳对人类的生产、生活的重要作用以及影响，学生养成科学态度及社会责任担当意识，帮助学生建立从科学原理到低碳行动的方案，学会以理性、创新、科学的方法解决环境问题，将可持续发展观念转化为具体的行动，实现“知、情、意、行”的有机统一。

表3 “双碳”行动方案的问题设计

四、初中科学作业的评价方式

作业评价对教育活动有导向和反馈的作用，教师要遵循过程性与终结性相结合、定量与定性相结合、反思性评价与激励性评价相结合、自我评价与他人评价相结合的原则，对学生学习效果的评价要注重学生的学习结果、学习过程以及在实践作业完成过程中所表现出来的情感和态度的变化，以促进学生科学探究能力、人文情感素养及学科核心素养的发展。科学精准的作业评价结果有利于教师进一步反思完善作业设计、改进教学。

以质性和量化相结合，建立以教学相长为核心的作业评价体系。以学生的发展、教师的提升、学校的变化为评价指标，收集作业的过程性资料，制定综合性的评价量表，实现师生和学校的全方位发展。在作业展示过程中，注重学生作业的过程展示，让学生乐于做作业，成在做作业。［7］

在“双减”背景下，初中科学微趣作业的设计能充分体现其重要的教育价值和育人功能。教师在设计微趣作业前应该准确研判学生内在学习驱动力，认真分析学生的学习特点，充分关注学生差异化的学习需求，寻求作业的“量”“质”平衡。在“减量增质”的要求下，特别应该强调要以获得感和成就感激发学生的学习兴趣为作业设计的依据，积极运用多种评价方式，帮助学生在完成作业过程中发展自己的潜能，促进深度学习。教师还应该设计更灵活、开放、个性化的作业，激发学生学习的内在动力，在真实情境中自主探索学科知识，学会应用跨学科知识去认识更为全面的科学。作业的趣味性给学生创设了更为积极的探索环境，在减负的同时提高质量和成效。