落实科学教育加法探索大单元实践作业

章宇

［摘要］ 在教育“双减”中做好科学教育加法的顶层设计，强化探究实践的重要性，引导学生广泛参与探究实践。鉴于传统科学作业设计中的不足，通过厘清科学大单元实践作业的价值，分析大单元实践作业的设计原则，从情境设计真实、材料共享流动、实践场地灵活、难度梯度设置四个方面提炼出大单元实践作业实施的策略，并进行单元实践作业评价设计，努力达成大单元实践作业的自我迭代优化。

［关键词］ 大单元整合；小学科学；流动材料包；实践作业

习近平总书记在二十届中共中央政治局第三次集体学习时强调，要在教育“双减”中做好科学教育加法，培养具备科学家潜质、愿意献身科学研究事业的青少年群体。科学教育课程应注重实踐性、协同性和技术性，不应该局限在校内40分钟的课堂教学中，还要发挥学生对作业的主观能动性，将作业作为指导学生科学探究的重要载体。

小学科学大单元实践作业在设计过程中始终贯彻以作业指导探究、拓宽课外科学教育的思想，其具体实施尤为注重学生的具身体验，强调通过任务驱动、问题解决等方式，以流动材料包为载体，将纸笔练习与探究实践有机整合，从学生熟悉的日常生活情境出发，既关注学生对科学概念的理解，又让学生在作业中亲历科学实践，既动手又动脑，再次经历“科学发现”的过程，从而落实作业育人的目标，促进学生知识、技能、情感全方位的发展。

一、传统科学作业设计之局限

“双减”背景下，教师往往将作业内容难度的设置简单化，以迎合“双减”大环境，致使整体作业设计缺少层级与梯度。这样的设计虽然在一定程度上减轻了学生的学业压力，但也出现了一些能力较强的学生“吃不饱”的现象，整体上存在着“吃大锅饭”的状况。长此以往，学优生很可能逐渐失去对作业的兴趣，学科学习的积极性也会受到影响。与此同时，一部分教师虽然布置了一些实践类作业，但这些实践作业仅仅停留在“制作”层面，缺乏与纸笔作业的整合，在作业模块上缺乏综合应用；而个别实践作业对材料的依赖度过大，学生获取作业材料不易或材料获取不合规范，极易造成大量学生完不成作业的现象。

二、科学大单元实践作业的价值

小学科学主要是学生对自然现象及其本质规律进行认识，经历前人研究发现的过程。科学探究不应该只局限在校内教学中，更要通过实践作业的形式，为学生课后进行科学探究提供时间和空间。小学科学大单元实践作业的设计区别于传统作业，更加注重真实情境的设置，聚焦单元化的作业块状整合。强调在流动资源包的支撑下，解决实践作业材料难找寻和不匹配的问题。通过纸笔知识巩固与实践作业的整合，不仅关注学生对概念的理解，更注重发展学生的信息处理能力、迁移应用能力，培养科学观念，让学生从日常的生活情境出发，在课后实践作业中亲历科学实践，既动手又动脑，再次回顾整个单元的科学探究过程。

三、大单元实践作业的设计原则

小学科学大单元实践作业内容设计并非天马行空，需要牢牢巩固学科概念和把握作业育人的方向。设计过程中，要充分考虑作业的科学性、适切性、综合性，挖掘科学学科内涵，将其有机融入，从大单元的视角整体化统筹内容，开发大单元作业，突出概念巩固，重视能力考查，从而落实学科核心素养的培育。

（一）大单元视角，作业内容紧扣教学目标

小学科学课程内容的编排具有大单元的特点，单元内各章节的内容序列化呈现，环环相扣，从整体认知、细致感知到实践运用、概念总结等方面层层递进，将整个单元的核心内容镶嵌其中。因此，作业内容的设计同样要把握大单元的主题要求，通过将单元整合，突破原先以内容为编排单位的限制，从科学概念和学习进阶两个方面提炼目标，有梯度地设计作业，综合考查学生的知识建构情况。

（二）重能力考查，作业标准突出科学探究

科学实践作业应当重视对学生探究能力的考查。在实践作业中融入科学探究思维，不仅可以有效考查学生的探究能力，更能够以评促教，提升学生的科学素养，促进科学教育从知识本位走向素养本位。

（三）拓现实视野，作业内涵浸润科学情感

美国菲利普斯·安多佛中学的校训是“没有知识的美德软弱无力，缺少美德的知识非常危险，唯有将两者合二为一，方能造就高贵的人格，并奠定人类有用之才的坚实基础”。实践作业的设计不能仅仅考查学生的科学概念和科学探究的过程，更要关注学生科学情感的浸润，要让学生在完成作业过程中再一次巩固科学观念，进一步认识社会责任，理解人与自然和谐共处的意义，感悟科学家精神，从而树立未来从事科学研究事业的远大志向。因此，作业设计应从现实情境出发，从学生身边熟悉的问题出发，激发学生在具体情境中运用所学知识解决真实问题。通过解决问题的过程，学生学习科学的成就感能够得到强化，同时，对一些现实社会问题的理解和认识也能够得到加深。

四、大单元实践作业实施之策略

科学探究要从学生熟悉的日常生活出发，通过学生动手动脑等实践活动了解科学的本质。小学科学大单元实践作业内容，不能仅仅局限于学科内容的整合，更要关注学生生活与经验的整合、学情和方法的整合。作业内容要基于“真实”这一取向，设计解决真实情境问题的内容，提供符合真实情境设置的材料，打造体现学科概念真实关联的题目，让学生学有所思、学有所用、学有所获。

（一）情境设计真实，贴合学生生活经验

课程论学者泰勒认为，“需要”是“实然”和“应然”之间的差距，应将精力集中于学生现阶段发展的主要差距上。因此，大单元实践作业的内容设计应研究学生的需要，扎根于学生熟悉、生动、具体的场景中，做到作业内容层层递进、环环相扣。学生在真实任务的驱动下，运用科学探究的思维，设计问题解决的路径，并通过全真模拟操作、评估，最终完成整个作业。常见的作业情境设计有如下三种方式。

一是关联日常生活。作业中的问题源于生活，又是学生能够解决的问题。基于情境让学生发现问题，并依托自身知识思考问题、解决问题，在问题解决中促进思维发展。如作业“自制电路检测器”片段中，就聚焦家庭中易出现的电线破皮现象。

【案例1】故事情境：小方看到家里的电线接口处有一些破皮，觉得有危险，第一时间寻求妈妈帮助。妈妈告诉小方电线的破皮处里面的金属丝裸露，容易“漏电”，但是可以用“黑胶布”进行包扎。（★—★★★）

1.妈妈提到的金属丝容易“漏电”，本质上是（ ）。

A.电像水一样流出来

B.电会向四面八方辐射

C.金属会导电，有触电危险

2.用“黑胶布”进行包扎能防止“漏电”，原因是（ ）。

A.“黑胶布”让电消失了

B.“黑胶布”阻隔了电向外传递

家里的电线接口破皮是学生生活中很常见的情境，也是容易忽略的情境，以此情境来驱动，能够激发学生的作业兴趣，增强作业的生活感。同时，在作业的整个情境中渗入“用电安全”的观念，提倡遇到危险不要盲目尝试，而要寻求家长的帮助，凸显生命教育元素。

二是关联热点新闻事件。热点新闻事件在某一时段社会讨论的频率高，基于此类事件提炼出其中隐藏的科学知识，设计作业情境，能够激发学生的作业兴趣，在作业中获得成就感，形成科学与社会密切联系的意识。在“了解中国芯片制造的困难”作业中，六年级学生结合“华为芯片被‘卡脖子”这一热点事件，以小组合作的方式查找资料、梳理现场访谈、制作思维导图，来呈现学习成果。各小组在课堂上汇报，教师汇总，让学生整体了解中国芯片制造面临的困难，从而培养家国情怀。

三是关联古代典故，融合科学发展史的理念。通过在作业中选择合适的材料浸入式了解古人的研究探索过程，掌握科学原理，深度感悟古人的智慧，以及古人对科学孜孜不倦的追求，从而产生情感上的认同和共情。在作业“梳理古人的计时方法”中，情境的设置就聚焦“电子产品未发明的古代，古人如何来计时”，学生依据流动材料包中的日晷、水钟、燃香、沙漏等装置再一次体验古人计时的方式，并记录相关数据。通过将现代与古代计时工具所记录的时间相比较，深刻体会科学技术发展所带来的便利。

（二）材料共享流动，解决材料匹配难题

科学实践离不开相关材料的支撑，材料的选择要尽可能安全、耐用，并且能最大化地模拟真实情境下的使用原理。同时，在材料组合和处理中要融入探究的元素，在操作过程中帮助学生主动迁移概念与建构科学思维，促进学生的科学认知。

【案例2】生活中还有许多具有像金属丝、黑胶布这样特性的材料，请你打开作业材料盒，完成实验并回答相关问题。

材料：电池2节，电池盒1个，灯泡1个，灯座1个，电路暗盒1个，橡皮1块，图钉2枚，线状导线2条，铅笔芯1根，片状导线、回形针、螺母若干。

对于材料的筛选与应用，首先要考虑选择可操作性强的材料，如生活中容易得到的、成本较低的。本案例中提供了回形针、电池、橡皮等学生生活中、学习中熟悉的材料，这为他们独立完成作业提供了前提条件。除了材料要常见外，还要考虑材料的適切性。教材中是提供导线等材料供学生制作电路检测器，但电线在共享流动中容易出现剥皮、连接断开等现象，学生独立完成操作难度大、时间花费多。本案例中，以教学工具“电子百拼”中的材料进行替代，降低了学生操作的难度。

大单元实践作业区别于纸笔作业，它需要学生借助材料进行实践并记录相关成果。若教师布置作业，给予材料清单，让学生自主搜集材料，往往会造成学生搜集的材料五花八门，个别学生甚至搜集不全材料，给家长和学生增加了额外负担。若教师为每一位学生都准备材料，一个班45份，准备量非常大，材料储备也不足。通过“流动资源包”这一方式，能改变传统课后作业中由学生自主寻找材料的现状，代之由教师统一配置，材料共享流动，让人人都有独立参与课后实践探究的机会，确保单元实践作业有效实施。例如，作业分时布置，周一1—10号领取材料包，完成作业后归还材料包到指定场所；周二11—20号领取材料包，完成作业后归还。

（三）实践场地灵活，打破作业空间限制

教育部等十八部门《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》强调，科学教育要从学生身边的现象出发，注重书本知识与社会实践相结合，注重理解自然与解决问题相结合。教室、实验室是科学学习的重要场所，但科学学习还有更广阔的天地——校园、社区、大自然，这些都是科学学习的资源，都可以作为科学学习的场所。身体是自然环境的一部分，客观世界中通过身体与环境的紧密联动，能有效提升学习成效。因此，实践作业的场地不能只局限在家庭中，而应打破原有的空间局限，迁移到问题和事件真实发生的场景中。具体而言，可以结合学生熟悉的场景来设计作业，如周边的医院、银行、社区、景区、博物馆等场所。

在实践作业“探索小区的生物分布”中，由学生自主绘制小区生物分布图。学生通过课内学习，掌握了生物调查和分类的方法，该作业让学生到小区里进行调查和统计，探索小区的生物种类和生物分布，学生的作业兴趣十分浓厚。同时，该作业也体现了跨学科学习的理念，既包括数学中的测量、统计等内容，也包括美术中的绘图绘画，还包括科学中对于生物种类和典型特点的记录要求，以及小区方位辨认、整体规划等内容，旨在综合发展学生的科学思维，让学生迁移应用所学知识。

（四）难度梯度设置，符合学生差异需求

大单元实践作业的目标设置需要从单元视角进行整体架构，目标定位既要匹配课标要求，又要细化分解出序列化目标，便于学生的差异化选择。

1.单元内容统整，作业设计有层级

大单元实践作业的开发要注重作业内容与学科目标的契合度，设计之前要整合学科内容，确认整体目标，然后细化设置每一步操作的相应子目标，针对不同层级的目标，提出相应的要求，从而提升实践测评的整体效率。如表1所示，在自编作业“制作电路检测器探秘导电性”中，以情境导入聚焦“导电”这一主题，自主设计电路检测器，利用流动资源包搭建电路检测器，手动检测螺母、铅笔芯、回形针、橡皮等物体的导电性。整个作业过程既包括对情境的理解、对概念的回顾，还让学生经历设计、组装、测试、拓展等探究活动，充分考查学生对单元知识的掌握情况。在这一系列的实践作业中，学生步步为营，层层递进，思维得到发展。

2.分层目标设置，作业选择有星级

将作业中的每道题目都标出“星级”难度，针对每一位学生的学习基础、学业压力、学科素养能力的差异，由学生结合自我需求进行作业的选择。如表2所示，一些学生的学业负担较重，没有精力应对作业；一些学生的科学兴趣浓厚，但对独立完成实验探究还有困难，则可以不用选择“画设计简图”的三星级题目；一、二星级的学生在画电路暗盒时，只需要画出1—2种。如此一来，分层式的选择设置贴合了每一位学生的需求，让他们都会做、愿意做。

五、单元实践作业评价设计

大单元实践作业的评价不仅检测学生“知道什么”，关注整个作业的结果，更重要的是评价学生“能做什么”，注重学生行为表现的过程，综合评价以促进学生核心素养发展。因此，评价量表的设计就显得尤为重要，设计时要针对整个实践中每一环节进行标准化呈现，既包括实践作业操作标准，又包括对不同标准的赋分。

以作业“制作电路检测器探秘导电性”评价量表（见表3）为例，其中包括了不同项目的评价标准，如设计图清晰明了、有关键文字注明、设计合理，则获得3分；如作业3中“每次使用电路检测器都有自检过程”“实验中多次测量”就是对实践过程的标准化描述，能帮助学生在作业完成后进行对照评价。

评价的主体多元化，采用学生自主评价和教师评价。学生自主评价是学生基于标准对整个作业过程中的表现和成效进行评分。教师主导的评价则是依据学生的作业题目、自评分值核对来为学生赋分，并针对学生上传的物化成果项目进行评估，然后反馈给学生，让学生对自己的作业情况有更清晰的认识。

六、大单元实践作业自我迭代优化

实践作业的开发不仅要经历前期充分的准备与谋划，在每一次作业结束后，还要根据学生的作业评价检测学生是否达到了相应要求、作业的难度和层次是否适合学生的能力层次、作业的材料是否具有适切性等。通过分析学生的作业数据，诊断出全班同学的作业情况，结合实际需要进一步调整作业目标，确保目标设置的准确性，促进学生的概念认知，让整个实践作业的设计开发呈闭环体系，以实现良性循环。

一是作业内容的修改。比如，“制作电路检测器探秘导电性”这一案例中（见表4），初始作业的情境描述为，小方看到家里的电线接口处有一些破皮，感觉自己被电了一下马上缩手，为什么破皮的电线处会有电呢？橡胶有什么用呢？在訪谈中，许多学生表示该情境与课堂中所强调的不一致，课堂中老师强调安全用电，绝对不能直接地接触电。然而，目前题干表达的意思为“短暂接触电似乎没有危险”，对此，许多学生表示怀疑，甚至有的学生认为试一试也无妨。基于此，我们还是修改了作业情境。

二是评价的改进。由于对学情的错误估计，我们将作业中的画设计图定为两星，认为80%的学生应该都能完成，但在作业实施和反馈的过程中发现，许多学生画得不正确或不规范。基于此，最终将此项任务难度调整为三星。

整体来说，学生在实践作业过程中摆脱了课堂上教师手把手的指导，而更多地进行个人独立自主的探究实践。不同于传统作业，给予标准答案由学生自己对照即可，实践探究作业实施的影响因素众多，如作业内容中的引导语、提示、材料匹配度、评价单等。因此，教师在作业评价之后还要结合学情进行调整，以匹配操作难度，改进探究材料，优化作业呈现的方式或路径。

总而言之，小学科学大单元实践作业是一种适应新时代教育教学变革的综合性作业，承接科学核心素养培育要求，同时也贴合课程教学目标。本次作业实践以大单元整合展开，根植于学生的个性发展，致力于学生的思维发展，着眼于学生的学习兴趣和思维进阶，促使学生在作业过程中沉浸其中，能够用所学知识去解决现实问题。学生对作业的体验不再是单一、枯燥的习题训练，而是包括审题阅读、情感体悟、动手实践、思考修正等完整思维过程的学科实践，在潜移默化中真正实现学生科学素养的提升。

［参考文献］

［1］郑永和，苏洵，谢涌，等.全面落实做好科学教育加法 构建大科学教育新格局[J].人民教育，2023（19）.

［2］郭华.跨学科主题学习是什么？怎么做？[M].北京：教育科学出版社，2023.

［3］袁苗.具身认知视阈下课堂互动分析研究——基于视频分析视角[D].金华：浙江师范大学，2019.

［4］周文叶.中小学表现性评价的理论与技术[M].上海：华东师范大学出版社，2022.

［5］杨玉良.构建中国特色世界水平的科学教育体系[J].中国教育学刊，2022（10）.

［6］赖艳，杨荣，邱杏.小学科学实践型作业设计策略——基于学习支架视角[J].小学教学研究，2023（13）.

［7］王秀侠.把握“双减”契机，探寻作业突破——小学科学作业创新设计与实践[J].山东教育，2022（Z1）.

章 宇   浙江省杭州市文理小学，副校长。