86河南数秀敬师育。课堂内外 巧设探究作业，让科学学习更有效 -以《小小机械师》单元探究作业设计实施为例 ☐郑州师范学院附属小学贺红晓 D0t10.16586M.cnki.41-1033/g4.2023.11.022 《义务教育课程方案(2022年版)》明确提 二、注重作业设计，形成探究性作业设计案例 出，要“提高作业设计质量，增强针对性，丰富类 笔者以《科学)（大象出版社）小学五年级上 型。合理安排难度，有效减轻学生过重学业负 册第五单元（小小机械师》的单元探究作业设计 担”。作为“双减“的关键、“双新”的重点，作业设 为例进行说明。 计及实施尤其需要引起教师的关注。我们结合学 (一)学科核心素养细化 校实际，尝试进行基于学科关键能力的小学科学 学科学习要以落实核心素养为宗旨，义务教 探究性作业设计与实践研究。 有科学课程的核心素养主要包括科学观念，科学 一加强作业机制形成探性作业设计框 用维探穷实我科学态度木单元学习里标的动 基于学生身心发展特点，我们变革小学科学 应要求：知道完成某些任务需要特定的工具，知 作业，以单元为基本单位，设计引导学生探究的 道杠杆，滑轮、轮轴、斜面等是常见的简单机械 作业形式与评价样式。通过探究性作业，努力推 使用杠杆、滑轮、轮轴，斜面等简单机械解决生活 动学校科学课堂教学提质增效，实现从作业管理 中的实际问题根据现实的需要设计简单器其 变革到促进学生思维发落实学生核心素养发 生产物品或完成任务。 展的目标，培养具有好思想，好品行好习惯的郑 (二)单元大概念架 师附小“三好少年”。 结合课标主要概念，提炼本单元大概念为 (一》设计流程 “简单机械是一种物化的技术，其结构和功能蕴 通过实我打磨和反思改进我们初非形成了 含着科学原理人们利用篇单机械解决生活中的 指向核心素养的科学探究性单元作业设计实施 实际问题”。本单元的主要学习内容隶属于技术 基本流程。（见图1） 与工程领域，共5课，时间逻辑线索是“总一分 体化 总“。知识结构架构见图2： 玉有说汽衣精内用标装家 小小机核局 工具的妙用 图1探究性单元作业设计基本流程 (二)基本解读 单元探究性作业设计强调作业设计与实锥 馨的陪名西 的专业性。单元作业设计要始终指向学科核心素 养，围绕单元教学目标，将学情作为作业设计的 图2单元知识结构架枸图 出发点，将单元作为作业设计的基本单位，将真 (三)作业具体内容设计 实情境作为作业设计的基础，以项目式实践规划 我们紧跟时代热点，以神舟十三号载人飞船 单元作业，按照一致性原则设计真情境、重实践 “火箭发射”这一情境引人，增强学生的民族自赛 的大任务作业。 感：从如何模拟火箭组装、怎样选择运载车路线 (C)1994-2023 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.enki.ne
教师教育 2 0 2 3 . 11 ＞ 《义务 教 育 课 程 方 案 （2022 年 版 ）》明 确 提 出，要“提高作业设计质量，增强针对性，丰富类 型， 合理安排难度， 有效减轻学生过重学业负 担”。 作为“双减”的关键、“双新”的重点，作业设 计及实施尤其需要引起教师的关注。 我们结合学 校实际，尝试进行基于学科关键能力的小学科学 探究性作业设计与实践研究。 一、加强作业机制，形成探究性作业设计框架 基于学生身心发展特点，我们变革小学科学 作业，以单元为基本单位，设计引导学生探究的 作业形式与评价样式。 通过探究性作业，努力推 动学校科学课堂教学提质增效，实现从作业管理 变革到促进学生思维发展、落实学生核心素养发 展的目标，培养具有好思想、好品行、好习惯的郑 师附小“三好少年”。 （一）设计流程 通过实践打磨和反思改进，我们初步形成了 指向核心素养的科学探究性单元作业设计实施 基本流程。 （见图 1） （二）基本解读 单元探究性作业设计强调作业设计与实施 的专业性。 单元作业设计要始终指向学科核心素 养，围绕单元教学目标，将学情作为作业设计的 出发点，将单元作为作业设计的基本单位，将真 实情境作为作业设计的基础，以项目式实践规划 单元作业，按照一致性原则设计真情境、重实践 的大任务作业。 二、注重作业设计，形成探究性作业设计案例 笔者以《科学》（大象出版社）小学五年级上 册第五单元《小小机械师》的单元探究作业设计 为例进行说明。 （一）学科核心素养细化 学科学习要以落实核心素养为宗旨，义务教 育科学课程的核心素养主要包括科学观念、科学 思维、探究实践、科学态度。 本单元学习课标的对 应要求：知道完成某些任务需要特定的工具，知 道杠杆、滑轮、轮轴、斜面等是常见的简单机械， 使用杠杆、滑轮、轮轴、斜面等简单机械解决生活 中的实际问题，根据现实的需要设计简单器具、 生产物品或完成任务。 （二）单元大概念架构 结合课标主要概念， 提炼本单元大概念为 “简单机械是一种物化的技术， 其结构和功能蕴 含着科学原理，人们利用简单机械解决生活中的 实际问题”。 本单元的主要学习内容隶属于技术 与工程领域，共 5 课，时间逻辑线索是“总—分— 总”。 知识结构架构见图 2： （三）作业具体内容设计 我们紧跟时代热点，以神舟十三号载人飞船 “火箭发射”这一情境引入，增强学生的民族自豪 感；从如何模拟火箭组装、怎样选择运载车路线、 巧设探究作业，让科学学习更有效 ——以《小小机械师》单元探究作业设计实施为例 □郑州师范学院附属小学 贺红晓 图 1 探究性单元作业设计基本流程 图 2 单元知识结构架构图 教师教育 课堂内外 2 0 2 3 . 11 ＞ 小小机械师 工具的妙用 轴带轮 概念 常用机械 改变力 杠杆 滑轮 轮轴 斜面 大小 方向 省力 费力 定滑轮 动滑轮 省力 费力 省力 改变方向 不省力 不改方 向省力 轮带轴 86 DOI:10.16586/j.cnki.41-1033/g4.2023.11.022
课堂内外。河南投秀数师教首87 如何装进发射高台三个大任务出发，设计项目式 查学生相关探究能力。) 探究性作业，全面考查学生学生综合运用知识的 第三关：火箭发射台 能力。作业马现如下， 火箭抵达甘肃酒泉发射中心，怎样才能将火 2021年10月16日0时23分搭找种年+ 箭运上发射台呢， 三号我人飞船的长框二号F十三运我大箭，在 你认为用什么方法能够解决这个问题？请选 酒泉卫星发射中心按照预定时间点火发射，约 择一个简单机械或者组合机械，画出设计图。 582秒后，神身十三号我人飞船与火箭成功分 (设计竞图：创设把火箭运到高台的任务，考 离赫入质定缺黄顺利痒捉末，利王亚单叶光 查学生利用简单机械知识解决实际问题的能力，期 富3名航天员送入太空，飞行乘组状态良好，发 望学生利用所学知识对机械选行创新设计。) 射取得圆满成功 (四)作业质量效采评估 看到这则新闻，科学小组跃跃狱试，他们计 我们针对两个班级进行作业实施，学生送 划倍助自己的火箭模型和实验器材来一次趣味 择以自主探究或小组合作的形式完成，共收到 火探索之益 右效作业样本63份。以第三关为保进行简要分 第一关：组装运输车模型 地点：北京（中国航天科技工业公司）。火箭 第三关作业评价标准如下：有多种解决方 各部分制作完成后，需要放入特制运输车运往位 案，选择的简单机械与给出的方案合理无误的 于甘肃的酒泉卫是发射中心。 为正确答案：做出选择，没有介绍方案或设计图 组装火箭运输车模型需要哪些工具？请在工 的，为一般答案：做出一种选择，并介绍出简单合 具箱中选取你委用的工具，并介绍其作用。 理的方案或画出设计图的，为良好答案；综合 (设计意图：创设学生感兴趣的火箭发射场 用至少两种简单机械，写出设计方案或画出设计 景，提供工具箱和各工具的名称由学生自主选 图，给出合理标注的，为优秀答案。部分学生能够 择。考查学生是香认识生话中常用的工具，能否 综合运用两到三种简单机域画出设计图给出合 通过生活经验或根据其外部结构推测其功能。 理标注，结合生活实际且具有创意，作业达到优 第二关：火箭运输 秀级别：大部分学生选择一种简单机械，说明 恭喜，装车完毕，运输车辆整装待发。导航发 案或画出设计图，作业为良好级别：少部分学生 现，有三条路线可以选择：第一条路线需要经过 未完成本题。 坡度为60的盘山路，第二条路线需要经过坡度 通过研学生作业情汉知0%以上的学 为45°的盘山路，第三条路线需要经过坡度为20 生可在30分钟内完成作业。第一关中，60%的学 的盘山路。 生只选择了工具，没有对工具用途进行分析：第 猜想假设：()路线更安全和省力。 二关学生完成率较高，85%的学生达到优秀水 为了更加安全和省力科学小组进行了拟 平.第三关中大部分学生能正确洗择简单机械 实验：大家准备3块木板和1个木块，模拟搭建3 但是在方案制订上有闲难，学生普遍反映较 个不同角度的斜面，再沿斜面提拉同一木块，得到 也有部分学生的设计图创新性强。 以下数据：斜面1.测力计读数(N)3.4:斜面2，测 因此，在以后的教学中，学科教师要创设自 力计读数(N)2.7:斜面3，测力计读数(N)2.5。 实情境，为学生提供利用工具解决问题的机会 分析数据斜面1是搭建( )路线的盘山 加强学生对工具结构及功能的认识，在创意方案 路。请说出理由。有同学认为斜面2是搭建第 制订方面对学生进行针对性指导，激励 创亲 条路线上的盘山路，你同意吗？说出理由。如果白 买线。 接提拉木块，所用的力最接近1ON,4N还是2N (本文系2022年度河南省基础授育数学研为 根据实验结果，可以得出的结论：( 项日“·双减·背景下小学科学核心素养拜价的校本 (设计意图：本题承上启下提出问题，从猜想 化实研究"成.课题编号：JCYC22220100057) 设、实验设计、处理信息和得出结论的角度考 (责编韩玉兵侯心雨》 (C)1994-2023 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
教师教育 2 0 2 3 . 11 ＞ 如何装进发射高台三个大任务出发，设计项目式 探究性作业，全面考查学生学生综合运用知识的 能力。 作业呈现如下： 2021 年 10 月 16 日 0 时 23 分， 搭载神舟十 三号载人飞船的长征二号 F 遥十三运载火箭，在 酒泉卫星发射中心按照预定时间点火发射，约 582 秒后， 神舟十三号载人飞船与火箭成功分 离，进入预定轨道，顺利将翟志刚、王亚平、叶光 富 3 名航天员送入太空， 飞行乘组状态良好，发 射取得圆满成功！ 看到这则新闻，科学小组跃跃欲试，他们计 划借助自己的火箭模型和实验器材来一次趣味 火箭探索之旅。 第一关：组装运输车模型 地点：北京（中国航天科技工业公司）。 火箭 各部分制作完成后，需要放入特制运输车运往位 于甘肃的酒泉卫星发射中心。 组装火箭运输车模型需要哪些工具？ 请在工 具箱中选取你要用的工具，并介绍其作用。 （设计意图： 创设学生感兴趣的火箭发射场 景， 提供工具箱和各工具的名称由学生自主选 择。 考查学生是否认识生活中常用的工具，能否 通过生活经验或根据其外部结构推测其功能。 ） 第二关：火箭运输 恭喜，装车完毕，运输车辆整装待发。 导航发 现，有三条路线可以选择：第一条路线需要经过 坡度为 60°的盘山路， 第二条路线需要经过坡度 为 45°的盘山路，第三条路线需要经过坡度为20° 的盘山路。 猜想假设：（ ）路线更安全和省力。 为了更加安全和省力， 科学小组进行了模拟 实验：大家准备 3 块木板和 1 个木块，模拟搭建 3 个不同角度的斜面，再沿斜面提拉同一木块，得到 以下数据：斜面 1，测力计读数（N）3.4；斜面 2，测 力计读数（N）2.7；斜面 3，测力计读数（N）2.5。 分析数据，斜面 1 是搭建（ ）路线的盘山 路。 请说出理由。 有同学认为斜面 2 是搭建第三 条路线上的盘山路，你同意吗？说出理由。如果直 接提拉木块，所用的力最接近 10N、4N 还是 2N？ 根据实验结果，可以得出的结论：（ ）。 （设计意图：本题承上启下提出问题，从猜想 假设、实验设计、处理信息和得出结论的角度考 查学生相关探究能力。 ） 第三关：火箭发射台 火箭抵达甘肃酒泉发射中心，怎样才能将火 箭运上发射台呢？ 你认为用什么方法能够解决这个问题？ 请选 择一个简单机械或者组合机械，画出设计图。 （设计意图：创设把火箭运到高台的任务，考 查学生利用简单机械知识解决实际问题的能力，期 望学生利用所学知识对机械进行创新设计。 ) （四）作业质量效果评估 我们针对两个班级进行作业实施，学生选 择以自主探究或小组合作的形式完成，共收到 有效作业样本 63 份。 以第三关为例进行简要分 析。 第三关作业评价标准如下： 有多种解决方 案， 选择的简单机械与给出的方案合理无误的， 为正确答案；做出选择，没有介绍方案或设计图 的，为一般答案；做出一种选择，并介绍出简单合 理的方案或画出设计图的，为良好答案；综合运 用至少两种简单机械，写出设计方案或画出设计 图，给出合理标注的，为优秀答案。 部分学生能够 综合运用两到三种简单机械画出设计图，给出合 理标注，结合生活实际且具有创意，作业达到优 秀级别；大部分学生选择一种简单机械，说明方 案或画出设计图，作业为良好级别；少部分学生 未完成本题。 通过调研学生作业情况可知，90%以上的学 生可在 30 分钟内完成作业。 第一关中，60%的学 生只选择了工具， 没有对工具用途进行分析；第 二关学生完成率较高，85%的学生达到优秀水 平；第三关中，大部分学生能正确选择简单机械， 但是在方案制订上有困难， 学生普遍反映较难， 也有部分学生的设计图创新性强。 因此，在以后的教学中，学科教师要创设真 实情境， 为学生提供利用工具解决问题的机会， 加强学生对工具结构及功能的认识，在创意方案 制订方面对学生进行针对性指导，激励学生创新 实践。 （本文系 2022 年度河南省基础教育教学研究 项目“‘双减’背景下小学科学核心素养评价的校本 化实践研究”成果。课题编号：JCJYC22220100057） （责编 韩玉兵 侯心雨） 课堂内外 87