指向科學思維的初中科學作業設計

◎ 錢 俊

近年來，國家在深化教育教學改革的同時，日益重視義務教育階段學生作業的質量。2021 年4 月，《教育部辦公廳關于加強義務教育學校作業管理的通知》中要求“教師要提高自主設計作業能力，針對學生不同情況，精準設計作業，根據實際學情，精選作業內容，合理確定作業數量，作業難度不得超過國家課程標準要求?！保?］2021 年7 月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發《關于進一步減輕義務教育階段學生作業負擔和校外培訓負擔的意見》，要求“全面壓減作業總量和時長，減輕學生過重作業負擔?！保?］隨著上述措施的實施，學生的作業負擔得到了減輕，但對教師來說，卻面臨著一個挑戰——如何提高作業質量，達到“減負增效”的目標？筆者認為科學教師在《義務教育科學課程標準（2022 年版）》（以下簡稱《2022 版課標》）的指導下，設計指向學生科學思維的作業是目前“雙減”背景下提高作業質量的有效途徑。

一、初中科學作業對學生科學思維培養的現狀

隨著“雙減”政策的不斷推進，學生的作業已成為學校和教師的關注點。筆者在擔任上海市浦東新區科學學科兼職教研員期間，對區內多所學校的科學作業進行調研和教師訪談，發現教師在作業設計與實施時，對學生科學思維發展的培養方面還存在一些誤區。

（一）對作業功能缺乏準確認識

作業是教學活動的重要組成部分，是課堂教學活動的延續，是評價學生的學科核心素養達成度的一種方式?！?022 版課標》提到“作業對學生鞏固知識、形成能力、培養習慣，以及對教師檢測教學效果、精準分析學情、改進教學方法，具有重要價值?！保?］教師在進行作業設計前，須認真研讀課標，準確把握作業在教學中的知識鞏固作用與科學思維能力培育功能。

（二）作業設計缺乏真實情境

教師在作業設計時，過多關注學生離散知識的識記，表現為機械記憶的內容較多，作業注重鞏固知識點，作業題設計的情境被過于人為簡化，缺少和現實生活的鏈接，內容單一，思維缺失。教師在作業設計時通常依賴科學練習冊以及網絡教輔資料，缺乏基于真實情境進行改編和創編的培養科學思維能力的作業設計。

（三）作業設計缺乏單元整合

教師在進行作業設計時，缺少單元整合意識。日常作業設計通常以課時作業為主，注重鞏固零散的學科知識。這樣不利于學生形成知識的系統化，不利于學生在鞏固知識的同時發展科學思維能力。

二、指向科學思維的作業設計理念與流程

科學作業是科學課程的重要組成部分，是培養學生核心素養的重要途徑?！?022 版課標》在核心素養的表述中明確提到了“科學思維”的培育目標，對科學思維的定義表述為“科學思維是從科學的視角對客觀事物的本質屬性、內在規律及相互關系的認識方式，主要包括模型建構、推理論證、創新思維等?！保?］可見，從教育改革趨勢來看，課堂教學的目標正在從知識傳授到思維發展的培養轉變。

指向科學思維的作業設計，需要通過研讀課程標準，梳理單元目標與課時目標的關系。明確作業設計考查學生的核心知識與思維水平，再依托真實情境的設計，通過階梯式的問題來考查學生的知識掌握情況和思維發展水平。作業中思維發展水平的評價可以通過SOLO 學習質量評價表的設計和實施來考查。教師通過學生作業完成質量反饋來改進教學和作業設計。作業設計流程如圖1 所示。

圖1 作業設計流程

三、指向科學思維的科學作業設計

（一）依據課標，明確科學思維培養目標

《2022 版課標》提出的總目標中對科學思維的培養要求是：“掌握基本的思維方法，具有初步的科學思維能力”。因此，教師在作業設計時要基于初中學生思維發展的特點，并要符合學生思維進階的年齡段要求。教師在進行作業設計時，需要思考作業中不同年齡段要求，選擇符合學生思維發展水平的分析與綜合、比較與分類、抽象與概括等基本的科學思維方法，以及符合學生思維發展水平的模型建構、推理論證、創新思維等科學思維能力來進行可觀察的檢測。［4］

（二）依據課標，明確單元核心知識

初中《科學》（上海牛津版）共4 冊，有15 個單元。教師在設計作業時需要對每一個單元依據《2022 版課標》要求先梳理單元核心大概念，再梳理單元核心知識，最后設計作業目標。下文以第14 單元“海洋與海洋開發”的各課時作業目標設計為例（見表1）。

表1 “海洋與海洋開發”單元各課時作業目標設計

單元各課時作業目標設計好后，教師需要對課時作業目標的達成與具體題型和題量進行對應分解，這需要教師專業的目標理解能力和作業題設計能力。這對大多數教師來說是極富挑戰的專業要求。

（三）創設真實情境，依據目標設計作業

高質量的作業設計需要依據培養目標，創設真實情境進行設計（包括改編和創編）?；谡鎸嵡榫?，創設能夠引發學生科學思維表現的真實問題（任務）。教師可通過新聞報刊、網絡信息等搜集素材，依據作業目標對素材進行編輯，依托復雜的、開放性的真實生活情境，對情境材料做適當的整理與簡化，并貼近學生生活以及與學生學習的內容相匹配，在此基礎上進行設計，達到作業目標的要求。

為高效進行真實情境的科學作業設計，教師需在日常收集一些常用的情境，以便在作業設計時選用或改編。我們可以參考2018 年PISA 測試中的科學學科測試，基于學生生活經驗和社會熱點，將各種常用情境進行分類整理，方便作業設計時調用不同情境來考查學生的科學能力（見表2）。

表2 科學學科情境設計一覽表［5］

真實情境是作業設計的載體，是科學知識與實際生活的聯結點。教師從真實情境出發設計作業，使學生體會到知識與生活是緊密聯系的，明白科學知識產生于生活，并服務于生活。作業設計的問題要簡潔、明確，確保學生在答題時不會因為曲解教師的作業設計意圖而答非所問。

現以“海洋與海洋開發”單元中第三次作業的一道分析與綜合題作業設計為例。首先，根據確定的作業核心知識目標與科學思維目標按情境分類尋找情境素材。以“世界海洋日”“保護海洋”“海洋資源”等為關鍵詞，通過網絡查找情境資料，并進行設計與組題。

案例：分析與綜合題設計

2022 年6 月8 日是第14 個“世界海洋日”，主題為“保護海洋生態系統，人與自然和諧共生”。中華民族是世界上最早開發利用海洋資源的民族之一。春秋時齊人得東?！皾O鹽之利”，后來又有以中國為起點的海上絲綢之路。我國依托豐富的海洋資源，海洋經濟發展迅速。圖2 為海洋資源示意圖和2021 年中國海洋水產品構成圖。讀圖2，完成下面小題。

圖2 海洋資源示意圖和2021 年中國海洋水產品構成圖

1. 春秋時齊人得東?！皾O鹽之利”，指當時已能夠從海洋中獲取_________________________________資源和____________________________________資源。

2. 我國海洋生物資源豐富，從2021 年中國海洋水產品構成圖中可以看出，所占比重最大的是（ ）。

A. 海洋微生物資源 B. 海洋植物資源

C. 海洋動物資源 D. 海洋貝類資源

3. 讀海洋資源示意圖，圖中展示了海洋為人類提供的（ ）。

①空間資源；②森林資源；③礦產資源；④海洋能源

A. ①②③ B. ②③④

C. ①②④ D. ①③④

4. 為“保護海洋生態系統，人與自然和諧共生”，下列做法可取的是（ ）。

①大量砍伐紅樹林，發展水產養殖；

②工業污水達標處理再排放入海；

③大規模填海造陸，開展城市建設；

④休漁期禁止捕魚，修復魚類資源

A. ①② B. ③④

C. ②④ D. ①③

5.海洋蘊藏著豐富的資源，人們在生產與生活中，在利用海洋資源的同時，也可能對海洋造成破壞。比如過度捕撈會造成海洋生物的枯竭，甚至物種滅絕。請你再舉出兩個例子，并對你舉的例子提出防止破壞或污染的措施。_______________________________________。

（四）參考SOLO 評價標準，指向科學思維水平評價

作業評價標準主要包括參考答案和SOLO評價標準以及分數分配方案?？茖W合理的參考答案和評價標準（見表3 和表4）可以更準確地評價學生的學習水平，不僅能體現學生的思維結果，還能夠通過可觀察的學習質量評價考查學生思維過程。通過分數分配方案對科學思維發展水平進行評價，讓不同能力水平的學生得到相應的分數體現。［6］

表3 分析與綜合題參考答案

表4 第5 小題論述題SOLO 分類評價表

三、總結與展望

減輕學生過重的作業負擔需要提升作業質量，而提高作業設計質量是提升作業質量的關鍵，但作業設計質量又受到教師作業設計能力的影響。本研究希望能為“雙減”背景下教師的作業設計提供創新與改革的研究經驗，提升教師的作業設計能力。通過指向科學思維的科學作業設計研究，可以看出好的作業設計是系統的、結構化的設計。好的作業設計是關注學生科學概念和科學思維發展的。當然，好的作業設計還需要教師在日常作業設計的過程中不斷積累、不斷修改、不斷迭代更新。