义务教育科学课程是一门体现科学本质的综合性基础课程，具有鲜明的实践性
［1］。在教学中，通过探究实践活动得出概念、规律、原理和结论，已成为广大科学教师的共识，因为这是帮助学生理解科学本质的有效手段。当前，教学与作业相互脱节的倾向，决定了教学难以有效承载《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称《新课标》）所倡导的科学观念、科学思维、探究实践、态度责任等核心素养的培养目标。为扭转这一局面，教师必须秉持先进的育人理念，深刻研究并领会课程与教材的编写意图，对教学内容进行整体性、结构化的整合与设计。基于此，教师在备课时应侧重利用教材中的素材设计课堂教学。但现实却是，在作业设计时，部分教师常常脱离教材，只是根据配套作业本布置书面作业，存在作业类型单一、功能弱等缺点。长此以往，学生必然承受较大的作业压力，易产生厌学情绪，欠缺解决实际问题的能力，从而难以提升核心素养。当然，我们也要看到，教材栏目的设置较为丰富，有较高的灵活性，如华师大版7～9年级《科学》教材（以下简称“教材”），就有“活动”“阅读”“练习”“学生实验”“探究课题”“思考与讨论”等栏目，根据栏目内容可以设计多种类型且富有层次的探究实践性作业，从而丰富作业的类型，增强作业与课堂教学的关联，便于一线教师设计和实施，从而推动学生核心素养的协同发展，增强解决真实情境问题的能力。
1 探究实践性作业导引
初中科学课堂教学的主体内容，是概念的形成，原理的理解，规律、结论的得出，以及在此过程中获得的各种素养。根据“教—学—评”一致性
［2］的内涵可知，探究实践性作业是对课堂教学主体内容的互补和评价，可以设置在课前、课中、课后。课前，体验性的探究实践性作业可以激发学生探究新知的欲望，有助于学生带着已知的现象、结论和明确的问题走进课堂；课中，增加探究实践性的思考，可以促进学生深度理解科学问题的本质；课后，对教材探究活动的拓展，可以促进学生思维的发展，立足教材，形成新的问题，即它可与课堂教学内容形成互补。探究实践性作业也是一种重要的评价方式，学生的实践展示能体现出科学思维和探究实践能力水平。基于教材开发的探究实践性作业，可以是课堂上难以完成的活动，如需要连续观察和记录的实践活动；可以是对教材活动或其他栏目的拓展；可以是与课堂知识相关的科技制作；可以是某一重要实验活动的设计与评价；还可以是课后对书面作业的实践化；等等。对学生探究实践性作业的要求应包含观察、设计、制作、实验、解释、评价等内容。
2 探究实践性作业的内涵与要求
2.1 作业的内容与素养
科学课程的总目标是培养学生的核心素养，为学生的终身发展奠定基础
［1］。《新课标》明确提出了科学观念、科学思维、探究实践、态度责任4个方面的核心素养，这些核心素养的培育不是孤立进行的，而是伴随着人的发展得到共同提升。探究实践性作业提升了人的实践能力，可实现多素养的协同发展
［3］。作业中的实践与书面问题相辅相成，即对问题的设置要合理，对问题的解释要科学，对实践中的成败剖析要深刻，对有疑惑的问题要提供质疑创新的机会。作业内容要能推动创新思维的发展，形成再猜想、再设计、再探究的过程，帮助学生科学地认识问题的本质，提升其解决实际问题的能力，并在问题解决与实践的过程中实现素养的协同发展。
2.2 作业的形式与层次
基于教材的探究实践性作业，要立足教材，研究教材意图，用好教材栏目。理解教材在某课时设置某栏目的意图是什么，即：是先让学生进行体验性活动，以便更好地带着问题进入课堂，还是让学生对课时内容进行迁移应用；是留有缺口让教师进行更灵活的设计，还是对学生某些素养进行评价。《新课标》在作业评价中提出：作业的形式要多样，如书面作业、动手操作类作业、主题学习的考查类作业、调查类作业等
［1］。各种形式的作业又可以进一步分解成若干形式，故而利用教材栏目，可设计不同类型的探究实践性作业。例如：“观察豆类种子的发芽及幼苗生长对光的适应”“观竿测影”等，属于动手操作类作业中的观察实践与记录类；“制作生态瓶”“制作小孔成像观察仪”等，属于动手操作类作业中的科学设计与制作类；“探究氢氧化钠与二氧化碳的反应”等，属于动手操作类作业中的实验设计与探究类。教材中的部分课后练习，能将实践与书面作业结合起来；教材中的“活动”“探究课题”等栏目，有些甚至直接给出了主题学习的考查类作业、调查类作业，如“参观生态村”“调查当地水体的污染和治理情况”等活动，以及探究课题“大气压强在生活中的应用”等。《新课标》在作业评价中还提出：作业的难度要体现适切性，可以将作业分成理解性、应用性、综合性、探究性和创新性等不同的层次。
3 探究实践性作业的设计
3.1 组织教材活动
教材所安排的一些“活动”“学生实验”和“探究课题”等，需要较长的观察周期，其中部分适合学生与家长一起观察、记录、设计和制作，这些都可以设计成探究实践性作业。而实践的过程既可以增强学生学习科学的兴趣，又能帮助学生养成爱观察、勤思考的科学习惯，引导学生亲身经历与主题教学相关的内容，引发问题并展开思考，同时有助于提升学生的探究实践、科学思维等核心素养，增加亲子交流机会，以增进家校联系。
（1） 观察实践与记录。
观察和实验是探索自然的重要方法。根据学生的年龄和认知特点，7年级教材安排了较大比重的观察、记录类活动。以“观察豆类种子的发芽及幼苗生长对光的适应”为例，该活动需要较长的观察周期，并且萌发条件的不同，会导致其生长状态有差异，非常适合将其设计成探究实践性作业。探究实践的基本步骤可以参照教材。为使观察具有一定的指向性，在进行作业设计时要明确基本的观察、记录要求，同时鼓励学生记录观察到的不同内容，其基本观察记录内容见
表1。另外，提倡学生用多种方式记录自己的观察所得，如照片、延时视频、绘图等，并在新课教学中进行展示。从效果看，这些实验数据较为丰富，展示形式多样，具有真实性，有利于新课的教学。
教师在设计长周期观察类作业、调查类作业时，要有规划。为了使作业更好地融合教学，教师要预估完成作业的时间，设定布置作业的日期，以提升作业的实效性。
（2） 科学设计与制作。
《新课标》提出的探究实践素养包含了技术与工程实践能力，在《新课标》的附录4中给出了7～9年级学生必做的探究实践活动，如制作水火箭、动植物细胞模型等
［1］。从教材活动的特点看，部分活动不适合在课堂上完成，而适合将其设计成课后的探究实践性作业。
以活动“制作小孔成像观察仪”为例，其实验器材的选择性较大，结合作品的实际效果进行修改，并不断迭代升级，非常适合作为课后探究实践性作业。该作业的完成情况，可以作为评价学生的设计、制作、解释等探究实践素养的重要依据。教材建议的器材有空的易拉罐、硬卡纸、半透明薄纸
［4］。空易拉罐需要剪去顶部有拉环的圆面，并在底部中央钻一小孔，该过程有一定的安全隐患，且剪切处在后续制作过程中会带来割伤手的风险，因此易拉罐显然不是合适的选择。在家中，可以选择薯片筒、羽毛球筒、新鞋的半透明包装纸等物品进行制作，不仅确保实验安全，而且提高了家中闲置物品的利用率。返校时，对该项作业进行展评，分享工程设计、制作成败的经验，有助于提升学生的探究实践素养。
教师在设计科学设计与制作类作业时，应做到：器材选择应首先服务于《新课标》和教学目标，在理解教材意图的基础上，鼓励学生根据实际情况灵活选用、改造或自制器材，增强作品实效；要反复调试作品的实际效果，探寻作品缺陷，逐步加以优化；对于涉及的安全与材料、技术问题，要求家长协助学生一起完成作业，形成合力。
3.2 重构教学内容
教材中的一些教学内容，并没有安排针对性的实验活动；有些活动，解释现象的角度片面，存在科学性问题；有些活动，学生的表达与交流不足。对于这些教学内容，教师完全可以重构出有价值的探究实践性作业，如对实验现象、结论的质疑，对活动的再设计、再探究，这对学生科学思维的培育具有重要的意义。
（1） 实验设计和探究。
《新课标》提出：探究实践主要指在了解和探索自然、获得科学知识、解决科学问题，以及技术与工程实践过程中，形成的科学探究能力、技术与工程实践能力和自主学习能力
［1］。实验设计又是科学探究的重要素养，基于此重构教学内容，适时地让学生参与教材缺失的实验设计与探究，坚持证据与逻辑原则，以期提升学生的推理论证等科学思维素养。
例如，在学习碱能与某些非金属氧化物反应时，教材建议的实验内容是“向一定量的氢氧化钠溶液和澄清石灰水中分别通入二氧化碳气体”
［5］。实验时，学生发现澄清石灰水通入二氧化碳后会变浑浊，而氢氧化钠无明显现象，遂得出结论：澄清石灰水能与二氧化碳反应，氢氧化钠不能。该结论显然是错误的，为消除错误的认识，教师可引导学生做如下实验：用一矿泉水瓶制取一瓶二氧化碳气体，然后迅速倒入一定浓度的氢氧化钠溶液，盖紧瓶盖，手握瓶盖上下振荡矿泉水瓶，使液体与气体充分接触，很快发现矿泉水瓶逐渐变瘪。随即，学生默认氢氧化钠能与二氧化碳反应。学生的解释是：“氢氧化钠与二氧化碳发生反应，使瓶内气压小于瓶外气压，所以瓶子被压瘪。”对于该解释，多数学生缺乏质疑，教师对该实验的教学也常止步于此。事实上，上述说法是片面的，教师可以借此机会设计探究实践性作业，因之前已经学习过二氧化碳与水的作用，故引导学生思考：“可能是二氧化碳与水作用的结果。”随后，布置探究实践性作业：“探究氢氧化钠与二氧化碳的反应”，并引导学生设计水与二氧化碳反应的对照实验，比较其实验现象（
图1），得知用等量的水代替氢氧化钠溶液，也能使矿泉水瓶变瘪，但是其变瘪的程度很小。这一作业能发展学生的质疑、批判的思维能力，提升其基于证据与逻辑的推理论证素养。
为重构教学内容，教师需要做到：从更高的视角俯瞰教学，引导学生质疑教材实验过程的可行性，实验结论的可靠性；基于教材的基本内容，进行拓展、外延；对问题再审视，对实验再设计、再探究，以此实现学生的科学思维和探究实践素养的协同发展。
（2） 实验表达和交流。
表达和交流，是科学探究的重要素养。重构教学活动内容，并通过探究实践性作业，引导学生对活动进行反思、再表达与再交流，能促使学生深刻理解科学本质，提升表达与交流能力。
例如，在学习惯性知识时，教材安排了“观察惯性现象”实验
［6］。教材没有给出明确的表达与交流的内容，倾向于采取体验性活动。为增强活动的效度，教师可设计如下探究实践性作业：在抽出纸条的过程中，为了使文具盒仍保持原来的静止状态，请你从实验器材的选择和操作两方面，至少提出3条合理化建议。教师应引导学生展开以下探究：对探究实践进行反思，理解实验成败的关键。围绕器材的选择进行分析——铅笔盒的质量要重一些，与桌面接触部分尽量粗糙；纸张韧性要好，表面光滑、较薄、较窄；桌面尽量粗糙。从操作角度进行分析——抽出纸条的速度尽可能快；铅笔盒要平放；尽可能减少纸与铅笔盒的接触面积；纸条留在桌面的长度适当短一些。实践证明，结合器材和操作进行整合性反思，有助于培养学生的观察、思考习惯，形成惯性的初步概念，并为学生提供更多的交流机会。
为重构教学内容，教师除了要关注实践过程和结果的表达与交流外，还要注重对实践活动的理解与反思的表达与交流。挖掘教材实验活动，设计探究实践性作业，交流对话实践过程的体会和结果的反思，不仅能提高学生的表达与交流能力，更能帮助学生深刻理解科学本质。
3.3 开发教材练习
教材在每节内容后都布置了相应的练习，这些练习既有单纯的书面作业，也有结合探究实践过程的书面作业，一方面可评价学生的新课学习效果，另一方面可提升学生解决新情境问题的能力。处理好这些课后探究实践性作业，能巩固教学内容，拓展教学应用，评价学习效果。
以练习“在某一实验中需要50 g水，请你用烧杯准备好所需要的水。想一想应当怎样测量？”
［2］为例，称量一定质量的液体，对刚进入初中的学生来说有一定难度，这是对称量固体物质方法的迁移，应先有方法，再有实践。对此，可让学生根据现有的器材说出不同的称量方法——利用学校的托盘天平如何称量？利用家中常用的电子秤如何称量？再让学生尝试着称量。这一从理论到实践的过程，有助于学生融合科学思维并发展探究实践素养。
例如，练习“制作吸管喷雾器”
［6］（
图2），常被教师改为演示实验，让学生套用科学原理进行解释，但教师对该练习的定位不清晰，未认识到学生参与实践的意义。其制作材料简单，在家中容易完成，但需要一定的制作和使用技巧，而这些成败的经验都需要学生在实践中才能积累。先有实践的过程，再用科学的原理解释，更能体现其价值。因此，教师可为学生搭建实践展示的平台，让学生在解释现象的同时，对作品进行自评和互评。
对于教材的课后练习，教师切不可当作单纯的书面作业处理，要让学生先有实践体会，再尝试解释，这样既能避免单一书面作业的枯燥特点，又能增强实践过程的体会，丰富作业形式，并在提高学习兴趣的同时，提升实践技能。从结果看，该作业设计符合新课程理念。
基于教材设计探究实践性作业，是实现“教—学—评”一体化的重要途径，它以素养为目标，以教材为蓝本，以问题为导向，以实践为过程，不仅易于教师探索与实践，更能构建起一种问题与实践相结合，既符合新课程理念又深受学生喜爱的作业模式。
2023年度浙江省教育科学规划一般规划课题“初中科学差异化探究教学的策略研究”(2023SC184)
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