多维导向·高效提升
——“双减”背景下初中科学作业的设计与实践探索

范益龙

一、 初中科学作业布置现状分析

科学学科注重学生的全面发展，注重学生科学思维和实践探究能力的培养。而作业作为课堂教学的延续，可以夯实基础、促进思维，有效增强学生对知识的理解，抓住学生的兴趣所在，结合学习内容，设计相应的课后作业，更能够提高学生的学习兴趣。目前以升学为目的的传统作业理念，使得作业内容过于强调对概念的记忆和简单应用，机械性作业占比太多，同时缺乏对学情不同的学生的个性化作业设计，不利于学生综合能力的提升。

“双减”政策实行以来，一线教师切实践行作业减负政策，逐渐改变长期以来的作业布置现状，作业量的减少以及学校晚托工作的开展，让学生有更多的时间进行自主安排，学生的课余时间有了更多的选择，学生的学习负担明显地减轻。笔者通过对执教班级的90名学生进行了周末基本情况问卷调查(图1-a)。通过数据分析发现，学生的周末时间并没有进行合理有效的安排，存在很多学生沉迷于网络游戏的现象(图1-b)。另外，很多学生反映目前的作业形式仍以书面作业为主，而学生比较青睐的实验探究型、调查研究型等形式的作业布置占比较少(图1-c、图1-d)。

图1 《初中生周末作业情况调查表》及数据分析情况

由此可以发现，以重复性书面训练为主的作业布置无法满足当前“双减”时代背景下初中生的学习需求，而且由于初中阶段学生的自我管控能力不强，相比于学科内容、中高考压力、过多的作业，学生更容易沉溺于电子游戏、小说以及短视频中，在虚拟的世界里获得暂时的满足感。如何充分利用作业这一载体，依据学生的学龄特点进行作业的设计与优化，凸显作业的个性化和高效化，改善学生的作业质量，让学生在充足的课余时间加强对科学知识的理解和应用，真正做到“减负不减质”，是值得教育工作者思考的问题。

二、 初中科学作业优化策略研究

新课程标准中强调教育要立足学生的核心素养，提高学生的学习能力和创造能力。作业的合理安排可以有效提升学生的认知水平，加强其对知识的理解深度和知识迁移与应用，发展学生的高阶思维。高质量作业的布置为学生提供知识迁移应用的平台，并通过问题分析、方案设计、实践探究、多维评价等方式，可有效加深学生对知识的认知与掌握程度，促进学生深度学习。

立足学生的长远发展，关注学生的成长需求，从学生的兴趣点出发，根据知识内容并结合时代特点与学生特征进行合理设计与布置，科学合理地开发多元作业形式，不拘泥于传统的书面习题，可以降低学生的敌对情绪，真正减少作业负担，提高学生的学习主动性，提高作业的有效性。实践过程发现作业的设计与优化主要包括以下几种类型。

(一)生活化作业

科学是一门与生活紧密联系的学科，以课后作业为依托，将学科知识嵌入真实的生活场景中，可以让学生更真实地感受到知识的实用性，能够极大地激发学生的学习兴趣。

(二)趣味性作业

传统的习题练习等作业形式难以吸引学生的注意力，通过设置形式多样的开放性作业，结合当前信息时代的大背景，充分挖掘信息技术在作业设计中的应用，让学生在兴趣中积极钻研，帮助学生更好地提高和发展。

(三)层次性作业

不同时期的学生具有不同的特点，而每个学生作为独立的个体，具有各自的成长特征。以每位学生的学情为依据，着力于学生的“最近发展区”，有目的地进行作业分层设计，控制好作业的难度与量度，既能让学习能力强者产生更大的自我满足感，又能让基础相对薄弱者感受到学习的快乐与自身的进步。

(四)探索性作业

新课标注重对学生实践探究能力的培养，而且学生也反映出对实验的喜爱，渴望更多的动手实践机会，有限的课堂时间难以满足学生对自主实践操作的需求，而课后实践探索型作业的设置可以更好地满足学生的需求。

(五)综合性作业

综合性作业的设计是以培养学生的核心素养为目标，让学生真正体验从问题的提出到问题的解决这一实验探究的完整过程，着力于提高学生的问题解决、实践探索、小组合作等综合能力。

三、 初中科学作业设计与优化实践探索

(一)思维导图有序化

日常的课堂学习更多的是强调对每个新知识、新概念的学习，这就使得部分同学获得的很多知识是分散的，知识点之间的连贯性不强，影响学生的思维深度，进一步影响学生对所学知识的实际应用能力。单元思维导图作业的设计，可以给学生提供知识结构建构的平台，学生可以根据自己的理解建立起“单元知识树”，改变“点状散存”的知识状态，理清知识点之间的联系，对知识概念的理解更加深入，思维模式也逐渐从具象理解过渡到抽象思维。

例如，浙江版七年级上册《科学》的第2章依次介绍了常见的动物、植物等生物知识，对知识的考查主要是根据不同动植物的特征进行分类，传统的作业是进行大片知识点的填空，通过机械性的记忆让学生知道每种动植物的分类。这种大篇幅枯燥乏味的文字记忆严重削弱了学生对科学的学习兴趣，同时学生看不到知识点间的联系，无法在脑海里形成一个完整的知识网络体系，进一步增加了记忆难度。而在实际教学过程中可以发现对刚升入初中的七年级学生，大部分学生喜爱绘画，因此笔者将作业设计为制作《第2章思维导图手抄报》，让学生充分利用自己的绘画特长，对第2章的知识进行整合，并通过归纳总结，配上简洁的文字描述。相比于机械式的文字填写与记忆，更多学生喜欢自己动手整理绘制，这样就促使一幅幅美丽的思维导图生动地呈现了出来(图2)。通过班级评选，并对优秀的作业成品进行班级张贴展示，很容易激发学生的成就感，刺激更多学生认真对待作业，提高作业质量，真正掌握各种生物的特点。

图2 《第2章思维导图手抄报》

(二)模型建构可视化

模型建构是学习科学一种重要的思维方法，通过对复杂问题的简化与概括，进而找到问题的本质。模型构建可以让抽象知识可视化，使学生对问题的理解更直观化。

例如，力是一种抽象概念，对七年级的学生而言，在理解方面存在一定的难度。学生对“力能使物体发生形变”这一特征，尤其是对微小形变的理解不够完全。基于此，通过设计课后作业，“较小的力可以使较硬的物体发生形变吗？可以不用工具就能使玻璃、桌子等较硬的物体发生形变吗？请学生设计实验方案并实验证明”。通过让学生利用生活场景进行实验验证，加强学生对生活现象的思考，并掌握放大微小形变的方法(图3-a)。在此基础上，积极引导学生进行模型建构，通过绘制模型图，让学生逐渐学会对信息的筛选和对问题的简化，增强学生对力的概念的理解(图3-b)。

图3 《微小形变放大法》课后作业

在《摩擦力》章节的学习中，很多同学对生活中的具体场景难以判断。因此，笔者选用学生熟悉的自行车为例，通过设计相应的课后作业，让大家利用课下时间主动探究自行车上有关摩擦力的知识，将学过的摩擦力知识运用起来，如图4-a所示。基于生活场景的作业布置，让学生真实感受到知识与生活的联系，学生通过动手操作，认真观察之前忽略的生活现象，自主得出结论，部分同学能够进一步通过绘制不同情况下的轮胎受力分析图加以理解(图4-b)，思维深度不断提升。

图4 《摩擦力》课后作业

(三)分层作业个性化

有效设置分层作业，能够充分尊重每个学生的发展个性，依托不同学生的“最近发展区”的学习需求，使他们在原有基础上得到最优的发展，提高学生作业质量。有效的分层作业布置，首先要对学生进行分层，在充分照顾学生情绪的前提下，使学生明白分层的目的；其次，教师应该注意作业的分层，让学生切实在完成作业的过程中体会到学习科学的成就感。作业分层不是简单地让基础弱的同学删几个题目，以减轻他们的作业量。教师应该厘清各个层次的学生应该掌握的学习目标，针对学生该掌握的目标再进行作业分层，做到有的放矢。从而使学困生能够“吃得了”，优等生能够“吃得好”，都能体会学习科学的成就感。表1是以《光的直线传播》为例的学生知识分层目标，图5是以《光的直线传播》为例的作业分层设计，对不同层次的学生设置难度系数和作业量不同的任务。当然，分层作业设计实施过程中积极鼓励不同层级的学生挑战自我，激发学生的学习斗志，向更高层级努力。

表1 《光的直线传播》学生知识分层目标

图5 《光的直线传播》作业分层内容实例

(四)动手实践生活化

科学源自生活，生活是科学的第一阵地。将科学知识与生活相联系，不仅可以拉近学生与知识之间的距离，还可以让学生感受到知识的实用性，引发学生学习的主动性。例如在学习了水的浮力后，布置了“轮船的制作”科技创新比赛作业。通过利用生活中常见的材料，结合所学知识进行轮船制作，通过探究影响轮船承载量大小的因素，对制作的轮船加以改进和完善(图6)。实验是科学学习的重要环节，也是提高学生动手实践能力的关键。在轮船的制作实验过程中，学生的观察能力和发现问题的能力得以提升，并针对“在规定条件下，如何提高轮船的承载量”问题进行思考和研究，促进了学生自主创新能力的提高。

同样地，在学习了《大气压强》后布置了无动力喷泉科技制作，在学习了《动能与势能的转化》后布置了无动力小车的制作。用实验活动代替简单的习题计算，让学生留心真实生活情境中的现象，在真实的问题情境中思考、实践、探索。

图6 “轮船的制作”科技创新比赛作业及成果展示

(五)综合探究提升化

有效的学习不是单纯地模仿与记忆，而是将知识融会贯通、学以致用。科学是一门综合性较强的学科，多方面知识贯穿其中。通过布置综合性作业，有助于学生形成完整的立体式知识体系，对提高学生的综合素养具有重要意义。

例如，关于植物的介绍横跨初中三年，如种子的萌发、幼苗的生长、植物的向性运动、植物的光合作用、植物的繁殖、果实的营养等，而这部分内容实验涉及的时间较长，仅依靠课堂的时间无法展示具体的实验探究过程，如果只依靠简单的讲解和机械记忆，学生无法真正理解温度、水分和空气对种子萌发的意义，也无法体会阳光、肥料对植物生长的重要性。而且植物与我们的生活密切相关，学生的动手机会较多，因此，针对这部分内容，通过设置种植大豆的课后作业，让学生利用课后时间开展实地种植工作，并引导学生及时观察记录(图7)。

图7 《大豆的种植(一)》作业成果展示

大豆播种以后，学生便有了期盼，每天中午、傍晚吃完饭都会去菜地观察，希望能亲眼看见豆芽出土的那一刻，但两个星期过去了，大家依然没有等到豆芽的萌发。同学们焦急地来找笔者询问原因，经过仔细询问他们的播种情况，并查看他们的种植记录单，发现学生对土壤的处理是深耕深种，而忽略了大豆类植物的种植需要深耕浅种。通过实践，学生真实地感受到了种植环节中的学问，并且进一步进行实验，探究深度对大豆萌发的影响，最后种植出的大豆收获满满(图8)。

图8 《大豆的种植(二)》作业成果展示

大豆作为一种粮食作物，与我们的生活息息相关，豆制品具有极高的营养价值，那豆制品的制作过程是如何进行的呢？其中包含哪些科学知识呢？通过进一步开发课后作业——古法豆浆以及豆腐的制作，引导学生通过查阅资料，思考每个步骤的原因，并最后确定方案，动手实践制作豆浆和豆腐，让学生真实经历食物的获取过程，感受食物的来之不易，引导学生更加珍惜粮食(图9)。

图9 《豆浆、豆腐的制作》作业过程及成果展示

四、 总结与展望

“双减”背景下科学作业的设计与优化实践取得了一定成效，例如实践类作业《轮船的制作》科技创新比赛，综合性作业《大豆的种植》《豆浆、豆腐的制作》等已陆续被作为校本内容进行推广开展。并且，学生对自己亲自实践过的知识的理解程度和掌握情况远超过单纯的习题练习，学生对科学学科的兴趣与日俱增，学习氛围浓厚，形成良性循环。

新课标的实施更加注重对学生综合素质的培养，“双减”背景下迫切需要“提质减负”的落实，如何确保在减少书面作业的前提下增强每位学生对知识的巩固和理解，激发学生对科学知识的认知兴趣，提高思维深度，真正调动每位学生的学习内驱力，帮助更多学生取得更大发展，还需要后续更精准的评价与更多的实践探索。