◇路虹劍 劉 帥（北京：北京市東城區(qū)教育科學(xué)研究院 北京市東城區(qū)板廠小學(xué)）

從教學(xué)層面說(shuō)，作業(yè)設(shè)計(jì)的研究是重中之重，如何設(shè)計(jì)作業(yè)是廣大科學(xué)教師關(guān)注的問(wèn)題，也是教研員教研工作中重點(diǎn)研究的內(nèi)容。

一、小學(xué)科學(xué)課作業(yè)的界定

作業(yè)是教學(xué)的基本內(nèi)容之一，是反饋、調(diào)控教學(xué)過(guò)程的實(shí)踐活動(dòng)，也是在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生獨(dú)立運(yùn)用和親自體驗(yàn)知識(shí)、技能的學(xué)習(xí)過(guò)程。它不僅可以加深學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解，而且有助于學(xué)生形成熟練的技能，發(fā)展思維能力。

小學(xué)科學(xué)課以探究實(shí)踐為主要學(xué)習(xí)方式，在探究實(shí)踐中構(gòu)建科學(xué)概念、提升科學(xué)觀念并發(fā)展科學(xué)思維、態(tài)度責(zé)任等科學(xué)素養(yǎng)。可見(jiàn)，科學(xué)概念的學(xué)習(xí)是基礎(chǔ)，而有效的科學(xué)概念的學(xué)習(xí)必須讓學(xué)生經(jīng)歷認(rèn)知沖突、抽象概括和遷移應(yīng)用三個(gè)基本環(huán)節(jié)。而遷移應(yīng)用更大的價(jià)值在于，學(xué)生將已學(xué)概念置于新的情境中，開展解釋、應(yīng)用等新的學(xué)習(xí)活動(dòng)，檢驗(yàn)已學(xué)概念并鞏固強(qiáng)化概念，將短時(shí)記憶轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)時(shí)記憶。遷移應(yīng)用這一學(xué)習(xí)階段是否可以與作業(yè)活動(dòng)融合呢？

東城科學(xué)團(tuán)隊(duì)追求在不增加學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，提升教學(xué)質(zhì)量。因此，遷移應(yīng)用作為課堂教學(xué)的一個(gè)環(huán)節(jié)，就成為我們一項(xiàng)重點(diǎn)研究的內(nèi)容。這種作業(yè)以學(xué)生發(fā)展為本，兼顧知識(shí)的鞏固和思維能力的持續(xù)發(fā)展。學(xué)生在這樣的作業(yè)中會(huì)產(chǎn)生主動(dòng)的遷移行為，且能夠在新情境下，動(dòng)態(tài)調(diào)控已學(xué)概念，實(shí)現(xiàn)認(rèn)知的不斷發(fā)展。

因此，這樣的作業(yè)是在科學(xué)課所學(xué)知識(shí)和生活之間架起一座橋梁，它不僅實(shí)現(xiàn)了作業(yè)傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)功能，更能看到學(xué)生自我調(diào)控的表現(xiàn)，且在創(chuàng)新思維發(fā)展中不斷在“作業(yè)”中創(chuàng)造，并獲得滿足、愉悅和成功的體驗(yàn)。

二、指向高階思維的創(chuàng)造性作業(yè)設(shè)計(jì)

（一）秉持“學(xué)以致用”理念

在“十三五”期間，東城科學(xué)團(tuán)隊(duì)立項(xiàng)了市規(guī)課題“創(chuàng)設(shè)科學(xué)創(chuàng)客教學(xué)模式，實(shí)施小學(xué)科學(xué)教學(xué)的研究”，并在“十四五”期間繼續(xù)立項(xiàng)市學(xué)會(huì)課題，進(jìn)行深入研究。該課題的核心理念就是“學(xué)以致用”，讓學(xué)生將所學(xué)科學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生活、服務(wù)于生活，并創(chuàng)造生活。

為實(shí)現(xiàn)這一理念所創(chuàng)設(shè)的教學(xué)模式，即科學(xué)創(chuàng)客教學(xué)模式，具體流程為：體驗(yàn)（Experience）、探究(Explore)、創(chuàng)造(Creat)。簡(jiǎn)稱EEC 教學(xué)模式。體驗(yàn)，重在給學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)充滿趣味并貼近生活的活動(dòng)，注重學(xué)生多感官的參與，獲得多方面的感知，由此形成問(wèn)題，并針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行思考并做出合理的假設(shè)。探究，是科學(xué)課堂學(xué)習(xí)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，包括獲取證據(jù)、處理信息、交流表達(dá)，從而形成科學(xué)認(rèn)知，構(gòu)建科學(xué)概念。創(chuàng)造，則是將之前的探究結(jié)果聯(lián)系生活進(jìn)行拓展應(yīng)用，力爭(zhēng)把學(xué)生基于事實(shí)性概念或方法的學(xué)習(xí)引向高階思維。

該模式借鑒了創(chuàng)客教育中的一些思想、做法，并支撐學(xué)生的探究學(xué)習(xí)，且最終將學(xué)生的學(xué)習(xí)引向創(chuàng)造的層面。這個(gè)創(chuàng)造更多的是一種杜威所闡述的個(gè)人層面上的創(chuàng)新創(chuàng)造，同時(shí)突出了用科學(xué)知識(shí)解決學(xué)生生活中的真實(shí)問(wèn)題，可以很好地將學(xué)生的學(xué)習(xí)引向布魯姆的高階思維中創(chuàng)造的水平，即把各部分要素重新整合為新的樣式或結(jié)構(gòu)，以形成一個(gè)連貫的或功能完整的整體，進(jìn)而摸索出事物的規(guī)律，綜合創(chuàng)造性地解決問(wèn)題。

可以說(shuō)，科學(xué)創(chuàng)客教學(xué)模式中的“創(chuàng)造”就是一種遷移應(yīng)用的拓展活動(dòng)，是貫徹“雙減”要求，創(chuàng)新實(shí)踐小學(xué)科學(xué)作業(yè)設(shè)計(jì)的特色研究?jī)?nèi)容。當(dāng)然，要實(shí)現(xiàn)高階思維的創(chuàng)造，還要夯實(shí)低階思維階段的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。科學(xué)創(chuàng)客教學(xué)模式中的體驗(yàn)、探究?jī)纱蟓h(huán)節(jié)也十分重要。

（二）以《昆蟲》一課為例闡述創(chuàng)造性作業(yè)設(shè)計(jì)

《昆蟲》是湘科版科學(xué)教材三年級(jí)上冊(cè)“各種各樣的動(dòng)物”單元中的一課。在這節(jié)課的設(shè)計(jì)里，體驗(yàn)和探究環(huán)節(jié)是基礎(chǔ)學(xué)習(xí)階段，是從低階思維起始逐步走向高階思維水平，使學(xué)生完成最后的創(chuàng)造活動(dòng)。因此，這里先簡(jiǎn)單介紹一下這兩個(gè)環(huán)節(jié)是如何開展的，再重點(diǎn)介紹“創(chuàng)造”環(huán)節(jié)如何指向高階思維的創(chuàng)造性作業(yè)設(shè)計(jì)。

1.體驗(yàn)環(huán)節(jié)

螞蟻是學(xué)生日常生活中常見(jiàn)的一種動(dòng)物，有的學(xué)生還有過(guò)飼養(yǎng)螞蟻、觀察其如何生活的經(jīng)驗(yàn)?；诖耍竟?jié)課以螞蟻為觀察對(duì)象開展探究活動(dòng)。

首先，教師在VR（或PPT）中設(shè)置了森林家園的情境畫面。學(xué)生描述從中看到的小動(dòng)物，通過(guò)對(duì)動(dòng)物的簡(jiǎn)單描述，初步感受生物的多樣性。隨后教師提出任務(wù)：“小螞蟻也想搬進(jìn)這個(gè)家園來(lái)，但需要為小螞蟻畫一張身份證上面的證件照?！庇纱诉M(jìn)入“畫螞蟻”環(huán)節(jié)。此環(huán)節(jié)調(diào)動(dòng)學(xué)生已有認(rèn)知，在記憶層面進(jìn)行繪畫，暴露學(xué)生對(duì)于螞蟻身體結(jié)構(gòu)的前概念。

接下來(lái)，教師引導(dǎo)學(xué)生按照由整體到局部的順序，介紹自己所畫螞蟻的身體結(jié)構(gòu)，并與他人所畫地進(jìn)行對(duì)比，尋找異同點(diǎn)，從而制造認(rèn)知沖突，形成科學(xué)問(wèn)題：螞蟻的身體結(jié)構(gòu)究竟是什么樣的？而通過(guò)之前的對(duì)比，也使接下來(lái)觀察、認(rèn)識(shí)螞蟻結(jié)構(gòu)更具有目的性。

2.探究環(huán)節(jié)

要想確定螞蟻的身體結(jié)構(gòu)特征，需要對(duì)螞蟻進(jìn)行觀察。在本環(huán)節(jié)教學(xué)過(guò)程中，教師既給學(xué)生提供了真實(shí)的螞蟻，也利用信息技術(shù)手段，在VR中呈現(xiàn)數(shù)字化的昆蟲樣本，以便于學(xué)生全方位進(jìn)行觀察。

學(xué)生觀察典型昆蟲——螞蟻，在典型歸納中認(rèn)識(shí)昆蟲的身體結(jié)構(gòu)特征。接著，新的任務(wù)是將螞蚱、蜘蛛、兔子與螞蟻進(jìn)行比較，找出與螞蟻身體結(jié)構(gòu)相同的動(dòng)物，將學(xué)習(xí)從記憶發(fā)展到理解和應(yīng)用水平。為了讓學(xué)生更好地掌握昆蟲的特點(diǎn)，教師還設(shè)計(jì)了“昆蟲運(yùn)動(dòng)會(huì)”這一環(huán)節(jié)，提出任務(wù)：觀察圖中出示的動(dòng)物，幫助小螞蟻找到它的昆蟲隊(duì)友。主要的設(shè)計(jì)意圖是讓學(xué)生在觀察比較中分類，不斷地鞏固對(duì)昆蟲身體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的這一認(rèn)知概念。

3.創(chuàng)造環(huán)節(jié)

此環(huán)節(jié)是東城特色的作業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)低階思維走向高階思維水平的教學(xué)。教師以舉辦運(yùn)動(dòng)會(huì)開幕儀式為情境，設(shè)計(jì)拓展作業(yè)活動(dòng)，提出任務(wù)：如果將螞蟻化裝成蝴蝶、蜜蜂等其他種類的昆蟲，你要怎么做呢？通過(guò)之前兩個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生在頭腦中已經(jīng)形成了對(duì)昆蟲身體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的認(rèn)知，給螞蟻化裝的過(guò)程，是演繹思維的呈現(xiàn)。學(xué)生在操作的過(guò)程中就會(huì)思考：化裝改變的是什么？不會(huì)改變的又是什么？

有的學(xué)生將螞蟻化裝成美麗的蝴蝶。這些學(xué)生觀察到蝴蝶和螞蟻都有頭、胸、腹三大部分，胸上三對(duì)足，頭上有觸角，但它們腹部有明顯區(qū)別，螞蟻的腹部看起來(lái)又短又寬，蝴蝶的腹部則是細(xì)長(zhǎng)的。于是，他們便利用超輕黏土，將螞蟻的腹部加長(zhǎng)變細(xì)，并裝上翅膀，使之像蝴蝶。還有的學(xué)生觀察仔細(xì)，注意到螞蟻和蝴蝶的口器、觸角也存在差異。教師借機(jī)向?qū)W生拓展了新知：蝴蝶口器的特點(diǎn)與取食的食物有關(guān)系。滲透了生物間的多樣性，使學(xué)習(xí)更有深度，朝著重要概念進(jìn)一步發(fā)展。也有學(xué)生將螞蟻化裝成螞蚱，展示的時(shí)候，他說(shuō)：螞蟻和螞蚱太像了，我只是給螞蟻披上綠色的外衣（翅膀），最后一對(duì)足變成了彈跳足，就完成了。還有學(xué)生展示的是螳螂，他說(shuō)：螳螂的特點(diǎn)很多，三角形的腦袋，特別是胸部很長(zhǎng)，而且還有一對(duì)刀一樣的足部用來(lái)捕捉獵物。還有的學(xué)生將螞蟻化裝成蜜蜂、蜻蜓、甲蟲等等。在這個(gè)拓展性作業(yè)活動(dòng)中，無(wú)論學(xué)生將螞蟻化裝成何種昆蟲，他們都發(fā)現(xiàn)并不需要改變螞蟻的身體結(jié)構(gòu)，只需要改變某個(gè)結(jié)構(gòu)的局部特點(diǎn)。這就使學(xué)生將對(duì)于昆蟲的新知識(shí)與頭腦中貯存的關(guān)于其他物種的知識(shí)進(jìn)行重組演繹，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)的增值。

這些作業(yè)的完成，說(shuō)明學(xué)生已經(jīng)掌握了昆蟲身體結(jié)構(gòu)的主要特征，并能與各個(gè)部分的局部特征進(jìn)行區(qū)分，體現(xiàn)在創(chuàng)造性的應(yīng)用活動(dòng)中。學(xué)生的思維也由此活躍起來(lái)，曾有個(gè)學(xué)生拿來(lái)捏好的一只蚯蚓，說(shuō)要把它變成螞蟻，也參加昆蟲運(yùn)動(dòng)會(huì)。教師順勢(shì)增加新的任務(wù)：將蚯蚓、蜘蛛這些不是昆蟲的物種化裝成昆蟲。學(xué)生有的給蚯蚓安上了頭、胸、腹、一對(duì)觸角、三對(duì)足，使它變成了小螞蟻；還有學(xué)生將蜘蛛的一對(duì)足隱藏起來(lái)……

學(xué)生頭腦中已經(jīng)建立了一個(gè)昆蟲特征的抽象模型，在操作時(shí)就會(huì)按照這個(gè)模型對(duì)物種的身體結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變。這已經(jīng)是布魯姆所劃分的創(chuàng)造水平下的高階思維。

（三）更多案例研究

在不同領(lǐng)域的科學(xué)學(xué)習(xí)中，東城科學(xué)教師都紛紛做著創(chuàng)造性作業(yè)設(shè)計(jì)的研究。如《點(diǎn)亮小燈泡》一課，出示分層作業(yè)：制作簡(jiǎn)易小臺(tái)燈、設(shè)計(jì)教室里的照明電路，讓學(xué)生在構(gòu)建閉合回路概念和了解串并聯(lián)連法后，開展設(shè)計(jì)與制作的創(chuàng)造性活動(dòng)；《小蘇打與白醋》一課，學(xué)生用紫甘藍(lán)汁檢測(cè)酸性和堿性物質(zhì)，最終用化學(xué)反應(yīng)變色的現(xiàn)象，設(shè)計(jì)變色的睡蓮花和玫瑰花，創(chuàng)意生活；《太陽(yáng)光下影子的變化》一課，學(xué)生通過(guò)實(shí)地觀察和模擬實(shí)驗(yàn)，探究一天中影子變化的規(guī)律，并用獲得的規(guī)律解釋“坐對(duì)當(dāng)窗木，看移三面陰”中的自然現(xiàn)象，并為此句詩(shī)制作定格動(dòng)畫。

在大主題單元課程設(shè)計(jì)下，東城科學(xué)團(tuán)隊(duì)還基于物質(zhì)領(lǐng)域、生命領(lǐng)域、地球與宇宙領(lǐng)域的部分知識(shí)的學(xué)習(xí)，為蟋蟀設(shè)計(jì)封閉的生態(tài)箱……

三、創(chuàng)造性作業(yè)設(shè)計(jì)的價(jià)值

科學(xué)創(chuàng)客教學(xué)模式中的創(chuàng)造環(huán)節(jié)，目的就是由體驗(yàn)到探究，最終在演繹思維下實(shí)現(xiàn)發(fā)展創(chuàng)新思維的過(guò)程。因此，創(chuàng)造性作業(yè)設(shè)計(jì)就是概念構(gòu)建的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是用演繹思維，實(shí)現(xiàn)概念的鞏固，將短時(shí)記憶轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)時(shí)記憶的一個(gè)有效手段。只有學(xué)生應(yīng)用概念解決了實(shí)際問(wèn)題，才有可能對(duì)知識(shí)終身不忘。而在這樣的過(guò)程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)不會(huì)停留在低階思維水平上，他們會(huì)在鞏固記憶、理解層面的認(rèn)知后，逐漸經(jīng)歷應(yīng)用、分析、評(píng)估，最終走向創(chuàng)造。

《昆蟲》一課的創(chuàng)造性作業(yè)設(shè)計(jì)，實(shí)際上是一個(gè)連續(xù)的、一體化的學(xué)習(xí)過(guò)程。它連接著體驗(yàn)環(huán)節(jié)，畫螞蟻暴露前概念，在探究環(huán)節(jié)，觀察螞蟻?zhàn)隼L圖記錄，并在求同歸納中建構(gòu)昆蟲的身體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，完成報(bào)告冊(cè)的昆蟲結(jié)構(gòu)圖的繪制。因此，創(chuàng)造環(huán)節(jié)不是獨(dú)立的，它是與體驗(yàn)和探究環(huán)節(jié)融為一體的。創(chuàng)造性作業(yè)設(shè)計(jì)也不是獨(dú)立的，它與體驗(yàn)中的畫圖作業(yè)、探究中的記錄單、報(bào)告冊(cè)作業(yè)構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)性作業(yè)，這樣才能使學(xué)生完成低階向高階思維水平的學(xué)習(xí)。

在評(píng)價(jià)層面，創(chuàng)造性作業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)習(xí)成果的一種可視化體現(xiàn)，在各種作品中表現(xiàn)了學(xué)生對(duì)概念的理解，甚至包含概念的模型；而在設(shè)計(jì)過(guò)程中，教師也可以看到學(xué)生思維的可視化表現(xiàn)，對(duì)于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的水平做出判斷；最重要的是，教師可以在創(chuàng)造性作業(yè)完成過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)中的問(wèn)題，并及時(shí)采取措施，提高教學(xué)質(zhì)量。

此外，科學(xué)創(chuàng)客教學(xué)模式的創(chuàng)造理念是服務(wù)于生活，所以作業(yè)設(shè)計(jì)僅停留在概念的構(gòu)建層面是不夠的，它還要架起從科學(xué)課回歸生活的橋梁。對(duì)于《昆蟲》一課的學(xué)習(xí)，學(xué)生走出課堂后，通過(guò)課上對(duì)于昆蟲的認(rèn)識(shí)，可以在旅游的時(shí)候，尋找更多、更奇特的昆蟲。有興趣的學(xué)生還可以對(duì)找到的物種進(jìn)行進(jìn)一步了解，豐富自己的知識(shí)。對(duì)生物感興趣的學(xué)生也可以走進(jìn)博物館進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，或者進(jìn)行昆蟲飼養(yǎng)，寫昆蟲日記，還可以制作一些標(biāo)本，建立自己的昆蟲博物館，向伙伴們展示。

其他幾個(gè)課例，同樣使學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)服務(wù)于生活，讓自己的生活更精彩。學(xué)生學(xué)習(xí)電路開關(guān)內(nèi)容后，為房頂太陽(yáng)能熱水器設(shè)計(jì)上水報(bào)警器、研究熱空氣上升后制作自己的孔明燈、學(xué)習(xí)紙張吸水性后創(chuàng)意設(shè)計(jì)生日晚餐中的睡蓮花燈等，都能很好地將所學(xué)科學(xué)知識(shí)為生活服務(wù)。而“生態(tài)箱”這類的大項(xiàng)目，則使學(xué)生從服務(wù)自己生活的意識(shí)向服務(wù)他人的意識(shí)發(fā)展，努力從個(gè)人生活走向社會(huì)生活。這就是科學(xué)創(chuàng)客教學(xué)模式下創(chuàng)造性作業(yè)設(shè)計(jì)的重要意義和價(jià)值。