【专题报告】思维进阶视角下小学科学作业的设计策略研究 [复制链接]

自2021年7月起，中共中央、国务院办公厅以及教育部相继出台多个文件。有“双减”政策、作业管理的文件，还有新课标。在“双减”政策落地与新课标实施的大背景下，如何聚焦作业改革创新，实现高质量作业的设计、实施与评估，已然成为各界关注的焦点。

我们回溯教育的本源，来审视作业的功能与价值：作业是学校育人的关键环节，是教师教学的重要部分，是学生学习力提升的主要方式，更是家校联系的必要纽带，作业改革始终是我们教育领域的重要命题。

学生作业量过多，一直是家长们常挂在嘴边的话题。看着家长们的困扰，学校的困境，不禁令人思索：如何在保证教学质量不减的前提下，把老百姓口碑中的“多”变为“少”，我们究竟能做些什么，又该采取哪些具体的措施？在政策引导与现实问题的双重推动下，我们决定以“一本作业本”改革作为切入点，探寻作业减量增效的有效途径。我们把“一本作业本”定义为：每门学科只允许配备一本与教学进度相配套的课堂作业本，所有学科一律不得统一征订配套作业本以外的教辅资料。

为实现“一本作业本”的效益最大化，深入探究如何充分发挥其作用，我们主要采用了以下三条路径。

我们的改革初期，便引发了广泛关注：上虞日报、浙江新闻等媒体先后报道改革实践。上级教育部门的认可与媒体的深度传播，不仅扩大了改革的影响力，更成为推动我们持续探索的重要动力，让团队在作业减量增效的道路上信心倍增。

实践成果也随着改革推进次第显现：2022年10月、12月，我们学校先后获评上虞区、绍兴市“作业管理示范化学校”，标志着区域教育部门对改革阶段性成效的专业认可；2024年6月，我们的案例《“双减”背景下“一本作业本”改革的实践与探索》入选浙江省“双减”优秀实践案例，同年 9 月，相关研究论文荣获绍兴市一等奖，实现从实践经验到理论成果的转化提升；2024年12月，相关课题成功立项绍兴市教科规划课题，推动改革向专业化、体系化研究纵深发展。这些荣誉既是对过往探索的阶段性总结，更是新征程的起点——促使我们以更严谨的学术态度、更创新的实践路径，持续破解“双减”背景下作业改革的深层命题。

基于前期“一本作业本”改革实践积累的丰富经验，以及对提升学生思维能力的不懈追求，近期我将研究视角锁定在思维进阶理念上，并紧密围绕新课标要求，深入探索科学作业的优化设计策略。3月17日，在滨江小学举办的四区市小学科学联合教研活动中，我执教五上《设计我们的小船》一课。课堂上，我尝试运用预学单、辅学单与拓学单，为学生搭建起助力学习过程的“脚手架”，试图通过精心设计作业引导学生深入思考，推动其思维持续发展，相关课程详情已发布在科学论坛的五年级资源板块，期待各位老师留言，提出宝贵意见。我希望通过此次研究，能够引导学生掌握分析与综合、抽象与概括、归纳与演绎等基本的思维方法，助力学生在完成作业的过程中，逐步实现思维能力的提升与拓展。

以皮亚杰为代表的认知发展理论和以维果茨基为代表的社会文化理论，均关注学习过程中儿童思维的本质变化，主张思维的进阶式培养。因为，学习在本质上可以被视为一个从直觉思维向科学思维不断发展的进阶过程。

基于学生思维能力的结构模型，掌握思维方法是形成思维能力的前提。所以，《新课标》将科学思维的总目标确定为：掌握基本的思维方法，具有初步的科学思维能力。具体而言，学生需要掌握分析与综合、抽象与概括、归纳与演绎等基本的思维方法，并了解这些方法在科学领域中的具体运用。

《新课标》第122页关于作业的描述主要有两点：作业难度要体现适切性、作业形式应丰富多样，已阐述得十分详尽。

围绕学生的思维进阶路径，深入探究如何精心设计小学科学作业，从而有效推动学生在多种思维能力上实现良好发展，可从以下四条策略出发。

策略一、分析与综合：从局部到整体的思维形成

分析是将复杂事物拆解为各部分深入研究，综合则是整合各部分成果形成整体认知。低年级学生侧重初步区分观点与事实，中年级学生开始深入分析，剖析事物特征与结构并建立事实与观点的联系，而高年级学生进一步通过分析抓住简单事物本质特征，全面考量问题的各种影响因素。

（一）基于生活现象，引导深度分析

以三上《冰融化了》一课为例，可以设置贴合生活的专项实践作业：让学生观察从冰箱拿出的冰块在室温下的变化过程，并将作业分解成让学生记录冰块开始融化以及完全融化的时间、观察冰块周围是否有雾气产生、观察放置冰块的容器外壁是否有水珠等，引导学生开展深度分析。

学生记录冰块开始融化、完全融化的时间，本身就是将冰融化这个整体过程，按照时间节点进行分解。通过两个时间点的记录，学生能够初步感知冰融化是一个需要时间的过程，进而思考温度对冰融化速度的影响。学生在观察到冰块周围有雾气后，需要分析雾气产生的原因，思考冰与周围空气之间的相互作用。观察到容器外壁有水珠，同样需要学生将容器与周围环境的关系进行单独分析，琢磨出现水珠的原因，并进一步设计实验开展探究。

通过对冰融化现象多维度的深度分析，学生能够逐步理解热量传递对物态变化的影响，有效提升分析能力。

（二）多元任务驱动，构建综合认知

以四下《种子长出了根》一课为例，可借助多元任务驱动，有效培养学生的综合思维。

学生在课中已直观感受到根的初始形态，对根的特征和功能有了一定了解。然而，部分植物的根形态独特，还有些植物的茎与根极为相似，极易导致学生形成错误的认知观念。为此，教师可以设计一系列具有针对性的作业。在长度探究任务中，学生测量不同植物根的长度，记录数据并对比分析，探寻根的长短与植物生长环境、植株大小的关系，思考为何沙漠植物根长，而水生植物根相对较短。形状分析任务里，学生描绘直根系、须根系等不同根的轮廓，归纳形状特点，推测其形成原因，如直根系多扎根深，利于固定植株，须根系则多在浅层土壤吸收养分。颜色观察任务要求学生留意根在不同环境下颜色变化，像土壤中根颜色较深，暴露在空气变色，分析这与吸收养分、光照等因素的关联。完成上述观察后，学生开展比较任务。观察土豆和番薯的外部特征，结合生长位置与功能，在韦恩图记录异同，清晰区分根与茎。最后，学生综合所有观察结果，绘制植物根结构与功能图，图中详细标注根的外部特征、功能及与其他器官的关系。

通过这一系列多元任务，学生把零散观察整合，构建起对植物根全面、系统的认知，综合思维得到有效培养，真正掌握综合分析事物的方法。

策略二、比较与分类：从差异到共性的思维提炼

比较是辨别事物异同点的思维过程，分类则是依据事物的共性与差异将其归为不同类别的思维活动。从低年级对事物外在特征的直观比较，到高年级对本质属性的深度分类，学生的思维逐步从零散的差异辨析走向系统的逻辑建构。

（一）设计趣味活动，驱动比较思维

以一年级下册《认识物体的形状》为例，设计“物体滚动与叠放实验大挑战” 趣味活动，助力学生比较能力发展。

课前准备球体（皮球）、圆柱体（塑料笔筒）、正方体（积木块）、长方体（小纸盒）等不同形状物体，以及斜面、平面等材料。课中开展两项趣味活动：①滚动实验，将物体置于斜面，观察滚动情况并两两比较，比如对比皮球与笔筒的滚动速度、方向差异，用语言描述 “皮球滚得快且灵活，笔筒直线滚动”，直观感受球体与圆柱体的滚动特性；②叠放实验，学生尝试叠放各类物体，发现正方体、长方体易平稳叠放，球体难以支撑，圆柱体侧放时稳定性差，引导学生从形状特征深度分析成因。实验后组织小组交流与全班汇报，教师引导完善表达，强化对物体特性差异的认知。

一年级学生以直观形象思维为主，此活动能让学生在实验操作中，从运动状态和稳定性角度，主动观察、思考并比较物体的形状，逐步提升比较能力。

（二）依托教材实验，优化分类逻辑

以四年级上册《声音是怎样产生的》为例，通过教材实验优化学生分类逻辑，提升分类能力。

课前备齐橡皮筋、钢尺、鼓、音叉等发声物体及鼓面纸屑、音叉水槽等材料。课中设置双重分类任务：①现象层分类，学生分组操作橡皮筋，发现拉伸/按压/揉搓时无声音产生，轻弹/拉动时能听到声音，据此将操作分为“发声组”与“不发声组”，并结合记录单提炼分类依据，培养学生从现象差异中提取分类标准的意识；②原理层分类，学生通过钢尺振动、鼓面纸屑跳动、音叉击水等实验，揭示“发声源于物体振动”的本质，此时引导学生突破初始分类框架，以“是否振动”为统一标准，将所有发声体归为一类，并迁移至生活场景，拓展分类的应用维度。实验后组织学生对比“操作方式”与“振动原理”两种分类逻辑，引导学生总结“现象分类便于初步观察，本质分类更具科学普适性”，并通过“敲桌子发声属于哪类？如何验证？”等问题，强化学生“依原理、凭证据”的分类思维，提升学生科学方法认知的系统性。

学生在亲历“分类标准从表面到本质、分类逻辑从零散到系统”的优化过程中，不仅帮助学生建构“声音由振动产生”的核心概念，更使其掌握“基于科学本质特征分类”的思维方法。这种从现象到原理的分类逻辑进阶，有效提升了学生思维的科学性与深刻性。

三、抽象与概括：从具体到本质的思维升华

抽象是从具体事物表象中抽离本质属性的思维过程，概括则是通过对比归纳凝练共同特征的思维活动。中低年级学生依赖具体实例，而高年级学生则崭露抽象思维，不再局限于事物外在，转而关注其结构、功能、变化及相互关系。

（一）创设项目情境，开启抽象思维

以五上《水的作用》一课为例，教师可以创设“校园花坛保护计划”的项目情境，为学生开启抽象思维的大门。​

项目启动之际，教师引领学生前往校园花坛开展实地观察，发现花坛里的土壤状况不佳，有些地方出现沟壑，有些地方土壤干裂。教师顺势引导学生思考原因，激发他们解决问题的积极性。为圆满完成校园花坛保护计划，学生自主查阅资料，并在不同天气条件下持续观察花坛动态。他们发现，下雨天时，由于花坛地势较低且排水不畅，雨水汇聚导致土壤被冲刷，形成沟壑，冲倒了花草；而在晴天，长时间的日晒加上花坛周边没有足够的植被涵养水分，土壤水分快速蒸发，导致干裂，花草缺水枯萎。

基于上述观察与发现，学生充分运用所学知识着手设计保护方案。他们提出，在花坛周边种植根系发达的草本植物，借助植物根系稳固土壤，减少雨水冲刷；在花坛角落挖掘小型蓄水池，下雨时收集雨水，干旱时用于灌溉，改善土壤水分条件；重新规划花坛排水系统，确保雨水能顺畅排出，避免积水问题。在整个项目推进过程中，学生以校园花坛这一熟悉的具体情境为起点，历经观察、分析、设计等关键步骤，逐步从具体现象中抽象出地球表面的地形、植被、水分等因素相互作用，影响土壤和植物状态的科学原理，成功建立起不同因素之间的内在联系，顺利开启抽象思维。如此一来，学生们不仅理解了单元中的抽象知识，还切实掌握了将知识运用到解决校园实际问题的能力。

（二）策划深度对比，提升概括能力

以六上《电能与磁能》一课为例，可以精心策划一场电磁铁与各种永磁铁的深度对比作业，以提升学生的概括能力。

课初，教师便向学生清晰阐述探究核心任务：以小组为单位，对电磁铁与某一种永磁铁展开全方位对比，深入探究它们在磁能变化、磁极特性、能量转换等关键方面的异同。磁能变化对比：学生动手制作电磁铁，闭合开关，电磁铁吸起大头针；断开开关，大头针掉落，直观感受电磁铁的磁能变化。与之相比，永磁铁能稳定地保持磁能。磁极特性对比：学生借助小磁针确定电磁铁存在磁极，并改变电流方向或线圈缠绕方向，发现电磁铁的磁极随之改变。反观永磁铁，磁极固定不变。能量转换对比：学生回顾实验过程，深入思考其中的能量转换情况。完成各维度深度对比后，引导学生进行全面梳理，学生就能概括出电磁铁与永磁铁的共性与特性。

通过这场深度对比，学生从具体实验中凝练共性与特性，概括能力得到显著提升，实现从具体事物的认知到一类事物本质特征的抽象概括的思维提升。

四、归纳与演绎：从个体到通理的思维跃迁

归纳是从具体现象或事例中找出共有特征与规律、概括出一般性结论的思维过程；演绎则是依据已确立的一般性原理，通过逻辑推导得出具体情境结论的思维方式。高年级学生开始尝试从大量个别事例中洞察共性，运用归纳构建普适性概念与规律，同时演绎推理逐步融入其思维体系。

（一）善用图表归集，赋能归纳规律

以五上《摆的快慢》一课为例，学生分组探究摆的快慢与摆锤质量、摆绳长短的关联后，可巧妙运用图表归集法，将各组数据汇总整合，引导学生挖掘规律，有效赋能归纳能力的提升。

分组实验结束后，将全班各小组的数据填入同一张表格，再利用Excel自动生成折线图，这一过程能极大地提升学生的归纳能力。从数据表格来看，学生可以直观地看到不同摆锤质量和摆绳长度对应的摆动次数数据。通过对表格数据的初步观察，学生能够发现数据之间的差异，而折线图的呈现则更加直观形象，摆锤质量变化时，对应的折线趋势能清晰地展示出摆动次数是否随着质量改变而发生变化；摆绳长度变化时，折线的起伏也能一目了然地呈现出摆绳长短与摆动次数之间的关系。

在观察图表时，学生会主动探寻数据变化的共性特征，会发现摆的快慢与摆锤质量、摆绳长度的关系。基于这些直观发现，学生能从具体的实验数据中，归纳出关于摆的快慢的一般性结论，顺利实现从个体数据到普适性结论的思维跃迁，归纳能力得到有效提升。

（二）依据原理演绎，强化实践应用​

以六下《厨房里的物质与变化》一课为例，为进一步提升学生演绎应用能力，可布置拓展作业，让学生持续观察“厨房里的变化”。

厨房是物质变化频繁发生的场景，为学生提供了丰富的演绎素材。以烘焙面包为例，学生依据已掌握的化学变化原理展开分析。在烘焙前期，面团在搅拌过程中，面粉、水、酵母等原料相互混合，这一阶段主要是物理混合过程，各物质本质未发生改变。随着面团进入烤箱受热，酵母中的酶促使面团中的糖类发酵产生二氧化碳气体，面团开始膨胀变大，这是化学变化的开端。同时，面团中的淀粉在高温下发生糊化反应，面包表皮逐渐上色变褐，产生了新的风味物质与色泽，这一系列现象完全符合化学变化产生新物质的显著特征。学生通过对烘焙面包这一现象的剖析，将抽象的化学变化原理具象化，清晰地区分同一过程中的物理与化学变化，这正是演绎应用的生动实践。

学生将课堂中掌握的化学变化原理应用于厨房实例，这一演绎过程成效显著。从抽象原理到具体场景的迁移，架起了知识与实践的桥梁。面对厨房中的各类变化，学生能借助所学主动分析，强化演绎推理能力，逐步实现举一反三，将原理灵活运用于生活场景，提升解决实际问题的演绎应用能力。

未来，我们仍将持续深耕作业设计领域，深入钻研、不断探寻更契合学生思维进阶需求的教学策略，力求让学生在科学学习的旅程中，既能扎实掌握知识要点，又能在分析、综合、归纳等思维历练中，全方位提升思维能力，实现知识与思维发展的同频共振。

一本作业本，减量不减质。感谢卫老师非常详细的分享。我非常赞同卫老师的观点，课后作业要精减，课堂时间就首先要利用好。卫老师在课堂上，运用预学单、辅学单与拓学单等，为学生搭建起助力学习过程的“脚手架”，这些扎实的教学举措，让学生在课堂上充分消化好，课后的时间自然而然的能够得以减少。当然，课后的作业肯定是精中选优，能充分体现扎实基础和思维进阶同步作业，期待卫老师接下来更多的分享。

哇，感谢老师这么细致的分享

感谢卫老师无私的分享。我非常赞同卫老师的观点，课后作业要精减，课堂时间就首先要利用好。加精！

感谢分享

整理整理一篇论文出来了！