落实科学教育加法探索大单元实践作业

［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践性、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，还要考虑材料的适切性。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。