刘德华 杨昕萌 |美国小学科学课本作业设计的特点与借鉴——以田纳西州SACL版课本为例

作业设计是小学科学课本的重要构成要素。2022年教育部发布的《义务教育课程方案》的一个变化是“研制了学业质量标准”，学业质量标准是以核心素养为主要维度，结合课程内容，对学生学业成就具体表现特征的整体刻画。“各课程标准根据核心素养发展水平，结合课程内容，整体刻画不同学段学生学业成就的具体表现特征，形成学业质量标准……”学业质量是学生在完成课程阶段性学习后的学业成就表现，反映核心素养要求。《义务教育科学课程标准（2022年版）》分1～2、3～4、5～6和7～9年级四个阶段描述了学业质量标准。为了准确把握和合理达成学业质量标准，需要借鉴国际科学教育课本中的作业设计，美国田纳西州小学科学“SCIENCE A CLOSER LOOK”（后文缩写为SACL）课本的作业设计值得分析并加以借鉴。

美国田纳西州小学科学SACL版课本主要包括“技术教育”“生命科学”“地球与空间科学”“物质科学”四个主题领域，参见表1。

表1 SACL教科书（G1-G6）内容主题表

一至六年级共有六册，每个年级有6～8个章节，如图1所示。SACL版课本以田纳西州课程框架为基准进行编写，在正式科学学习之前设置“成为科学家”（Be a Scientist），这一章节系统介绍了科学家的研究过程，说明了研究方法，为进一步培养学生系统严谨的科学思维打下了坚实的基础，之后围绕四个主题领域分章节编排。

图1 SACL 版小学科学课本的内容结构

需要指出的是，该课本在每个模块之前，都从田纳西州概况（Tennessee：a Closer Look）出发，围绕模块的主题介绍田纳西州的地理环境、生物与非生物资源、历史背景、重要建筑等，如四年级课本的生命科学模块则介绍了田纳西河峡谷及其周围环境，这有助于学生了解自身所处环境，发现身边科学并提高运用所学解决实际问题的意识。

图1SACL版小学科学课本的内容结构每个章节内都设置了丰富的实验板块，如“探索活动”（Explore Activities）、“简易实验室”（Quick Lab）、“技能聚焦”（Focus on Skills）等。课中穿插着不同形式的提示性边框来标明注意事项、指导学习方法、引导学生积极思考，课后还安排有专门的“节后复习与作业”（Lesson Review）以及“章后复习与作业”（Chapter Review）。

置于每个大单元之后的“单元作品”（Unit Literature）和“科学事业”（Careers in Science）则以故事的形式向师生展示科学的魅力和科学家的个人天赋与努力，旨在让学生认识科学家和科学事业。

总体而言，SACL版课本内容丰富，图文并茂，特色是渗透了多学科领域的知识技能，学习内容与学习活动融合在一起，这些学习活动在某种意义上都是作业，但是在此只讨论节后的作业和章后的作业。

SACL版课本每节后设置本节复习作业（Lesson Review），每章后设置本章复习作业（Chapter Review），二者共同构成了课本的作业系统。节与章作业的具体题型如表2所示。

表2 节与章作业题结构表

（一）SACL版作业题型的设计

1.节复习中的作业设计

节复习作业主要是为了总结课文的主要内容，帮助学生及时回顾本节的重难点，它包括“视觉摘要”（Visual Summary）、“整理学习要点”（Make a Study Guide）、“想一想，说一说，写一写”（Think，Talk and Write）、“相关链接”（Art/Math/Write/Social Studies/Health Link）和“模拟试题”（Test Prep）五个类型的作业，每个类型作业的主要内容和考核方向有所不同，如表3所示。

表3 节复习作业设计（SACL版）

需要注意的是，SACL版小学科学课本在一年级和二年级不设置节复习作业，自三年级开始设置，且作业类型并不固定。

三年级第一章第一节“视觉摘要”作业总结了本节的三个重要概念，每个概念以课文中出现过的图片为依据，并将其中所包含的重要科学词汇以粗体字的形式引起关注，让学生通过阅读及时回顾课文主要内容，巩固对科学词汇的记忆，强调精确性和基础性。这有点类似于我们常说的“知识一览表”。这一节的“视觉摘要”内容如下：

“视觉摘要”作业题

1.大多数的植物拥有根（roots）、茎（stems）、叶（leaves）。

2.叶子是植物制造养料的地方，它通过阳光、二氧化碳和水加以制造。

3.植物有可食用的部分，如一些根、茎和叶可以吃。

“整理学习要点”作业往往需要学生自己总结本节要点，整理成学习笔记。学习要点有多种形式，如制作三折书（trifold book）、三栏本（three-tab book），三折表（trifold chart）等，该作业主要是引导学生对知识进行分类整理以便巩固。

例如，三年级第三章第一节的“整理学习要点”作业要求学生按示例制作三折书，总结关于沙漠、森林、海洋和湿地环境的知识（如图2）。从图中可以看出，三折书指的是把一页纸分为三个栏目的作业，即主要观念、学到了什么、知识要点。

图2 整理学习要点”作业题

“想一想，说一说，写一写”作业一般设置3~4道题对学生进行考查，在每道题目之前标识关键词，来说明题目的考查维度。以三年级第三章第一节为例说明：

“想一想，说一说，写一写”作业题

1.主要思想（main idea）：不同的陆地环境有哪些不同之处？

2.词汇（vocabulary）：什么是湿地？

3.比较与对照（compare and contrast）：森林和沙漠有何异同？

4.批判性思考（critical thinking）：你有一株植物，需要给它找适宜的环境，那么在你决定它所属环境之前需要知道这株植物的哪些信息？

第三章第一节的“想一想，说一说，写一写”作业首先以问答的形式考查了本节的主要思想和词汇，需要注意的是，这两类题目有时也会以填空题的形式出现，以了解学生对重点词语的理解程度，如四年级出现的词汇理解题目为：A(n) ____ is how long an organism can usually live in the wild.（____是指一个有机体在野外通常可以存活的时间）。

其次，学生通过对本节知识点进行分类和比较，分析事物之间的关系，有助于加深学生对科学概念的认识。最后是培养学生批判性思考的能力，这部分问题通常联系生活，需要学生结合自身经验来思考作答。

除了上述例子中出现的指令，在其他的节复习作业中还出现了要求学生总结（summarize）、分析原因和影响（cause and effect）等作业题。总之，这类作业题旨在通过复习本节知识点进行分类、比较和总结，分析事物的因果关系，加深学生对科学概念的认识。

“模拟试题”作业以选择题的形式出现，其右下角的标识（SPI 0407.5.1）链接到课本开头的“田纳西州科学课程框架”（Tennessee Science Curriculum Framework）中的标准，体现了二者之间的关联（如图3）。从功能看，“考前准备”作业题类似于我国的模拟测试题。

图3“模拟试题”

最后每一节作业中的“相关链接”题一般从数学、艺术、写作、社会学习和健康领域中任选两道题目作为拓展，体现了科学学习和其他学科学习之间的融合，渗透了跨学科学习的教育理念。思考这类题目，学生需要联系生活经验，具备一定的计算能力，搜集、分析、整合信息的能力，设计和制作海报的能力以及基本的写作能力。

2.章复习中的作业设计

章复习作业是对章内每一节核心内容的总结与考查，相比于节复习作业而言，题量增多、类型丰富，具体包括视觉摘要、整理学习要点、单词填空（Vocabulary）、技能和概念（Skills and Concepts）、表现评估（Performance Assessment）、田纳西州活动（Tennessee Activity）、大概念（The Big Idea）和模拟试题八个类型的作业，每章会选择其中部分作业进行排列组合，多方面考查学生的知识理解与应用能力。

章复习作业的“视觉摘要”和节复习作业中的类似，是对每一节的核心思想的提炼，例如四年级第三章的“视觉摘要”作业要求结合图片依次将节内容梳理为：

（1）第一节：动物的适应能力使它们在环境中得以生存；

（2）第二节：植物可以对环境中的刺激做出反应，植物还具有其他的适应能力；

（3）第三节：生态系统发生变化时，部分生物可以存活下来。

章复习作业的“整理学习要点”则是要求将之前每节的学习要点整合成完整的笔记，作为学生的复习资料。在帮助学生梳理和巩固知识的同时，也有助于培养学生良好的学习习惯。下面分析几类题型的作业，具体如下：

“单词填空”作业。该类作业的设计有助于复习每章节的基本科学词汇，它要求学生在列出的单词中选择最佳选项填入对应句子之中，并在每个单词旁都标明了页码以供学生查阅。这类题目主要是为了考查学生对科学术语的理解，对单词的记忆要求较低，只要能认识这些词汇即可。四年级的一个“单词填空”作业实例如图4所示。

图4“单词填空”

作业实例“技能和概念”作业。该类作业主要以问答题的形式出现，每道题都与“田纳西州科学课程框架”联系，都强调一种科学方法或科学技能，例如预测（Predict）、形成假设（Form a Hypothesis）、推理（Infer）、批判性思考（Critical Thinking）、描叙性写作（Descriptive Writing）、解释性写作（Expository Writing）、解读数据（Interpret Data）、分类（Classify）、运用数字（Use Numbers）、总结（Summarize）、得出结论（Draw a Conclusion）、比较与对照（Compare and Contrast）、排序（Pull Things in Order）、观察（Observe）、主要观点和细节（Main Idea and Details）、个人叙述（Personal Narrative）、事实与意见（Fact and Opinion）等具体的指导。

“预测”作为科学探究过程的一个技能旨在让学生运用科学方法分析问题，引导学生按科学思路展开思维活动。在第三章第二节曾学习过“植物对光照、水、温度、化学物质等有趋向性，趋向是适应的过程”，上述题目则是对这个概念的考查，需要学生运用所学知识、先前经验来解决问题。

“表现评估”作业。该类作业都有一个主题，并分点说明作业要求。以三、六年级实例说明：

  三年级“制作生命周期的海报”

(1)以上提供了蝴蝶、粉虱、青蛙和植物的图片，请借助课本和其他资源了解它们的生命周期。

(2)海报需要展示每个有机体的生命周期。结合图片，用文字阐释它们生命周期经历的每个阶段。

(3)这些有机体的生命周期有何异同？请在海报上展示。

 六年级“制作我的食物网”

目标：通过观察和研究了解你所在的食物网。

做什么：

(1)列出一周内你的食物清单。

(2)确定你的食物来自哪些动植物。例如汉堡是用牛肉做的，面包用小麦做的。

(3)制作一个食物网，呈现出其他生物也依赖于这些为你提供食物的动植物。

分析数据：

你的饮食是如何影响其他生物的？如果你只吃一种食物，会如何影响其他生物？解释你是如何得到这个结论的？

上述题目围绕主题，按照由易到难的顺序给学生提出要求，需要学生以课本为主，结合日常经验，适当查阅有关资料完成。这既是复习，又是拓展。同时本作业具有生活性和综合性的特点，如海报的设计和排版综合考查了学生的艺术素养，食物网的制作引导学生将科学学习与日常生活联系起来。

“大概念”在章节开头和章复习作业都有出现。前者作为导入，让学生了解本章学习主要是为了解决什么问题，后者是总结，需要学生基于对本章内容的理解进行归纳整合。例如三年级第三单元中“大概念”提出的问题如下：

大概念：物种是如何在环境中生存下来的？

第一节：地球上有不同的环境，每个环境中都有不同的动物和植物。

第二节：植物和动物具有在环境中自我生存的特质。

第三节：植物和动物会受其所处环境变化的影响。

第四节：物种可以分为蓬勃发展、受到威胁和濒临灭绝三种状态。

回答这个问题既需要考虑外部环境因素，也要考虑动植物自身因素。学生需要在理解上述课本内容的前提下，用文字加以组织，分点作答。

章复习和节复习中“模拟试题”的编写逻辑基本一致，只是在题量上有所增加，这里不再赘述。

（二）SACL版作业题的数量统计

参考布卢姆新分类框架中的认知维度，对作业进行分类（如表3）。第一层面——记忆，强调积累，“视觉摘要”和“整理学习要点”都可以在课文中直接提取，“单词填空”的句子大多是对课文原句的同义转换，以上作业要求学生通过复习能准确记忆。第二层面——理解，需要围绕问题自行总结作答。第三层面——运用，需要在特定情境中解决问题，如“表现评估”和“田纳西州活动”的设计来源于生活，需要对课本上的知识进行迁移和应用。第四层面——分析，需要明确题目要求后作答，在分析题干的基础上，对症下药。第五层面——评价，强调标准，“模拟试题”则是以考试要求为标准进行设计。最后创造层面体现在“相关链接”，需综合各方面能力解决问题，注重思维的发散性。

表3 SACL版课本作业分类

根据上述分类，本文选择G1、G3、G5课本对不同认知维度的作业数量进行统计，统计结果如下（见表4）：

表4 SACL版课本作业类型统计表

据表4可知，SACL版课本（G1、G3、G5）的作业题总数为369，平均每个年级有123个作业题。从布卢姆的教育目标分类学理论来看，每个层次的学习内容都设置了相应的作业题。SACL版小学科学课本中记忆水平的作业占50.4%，主要是为了帮助学生巩固科学基础知识，可见美国的小学科学课本并没有忽视知识的学习与记忆。

但是，需要注意的是，知识学习与记忆的作业题并不是机械识记，记忆的难度也不大。“模拟试题”的测试题在三个年级作业总数中占比达17.89%，可见美国的小学科学作业也重视为考试作准备。

从节复习作业题与章复习作业题的设计来看，SACL版课本作业设计具有如下特点：

第一，节复习作业题具有多样性和结构性。每一节的作业量差不多是一页的内容，分为五个部分。Visual Summary部分重视结合图片来复习重点内容；Make a Study Guide部分是学习后的总结；Think，Talk and Write部分把思考、对话与写作联系起来；Test Prep部分是模拟试题；Art/Math/Write/Social Studies/Health Link部分重在拓展，具有跨学科性。作业题的内容比较丰富，同时作业量适当。

第二，章复习作业题具有整体性和综合性。所谓整体性是指作业内容包括了本章的学习要点；所谓综合性是指作业包括了学生利用五官去完成，超越了机械性的记忆。如三年级的章复习作业题有三页的内容，包括如下部分：Visual Summary部分对本章各节的内容加以总结，通过观察图片和文字，理解本章的重点内容；Make a Study Guide部分是通过举例的形式，要求学生总结各节的内容，旨在强调比较和对照；Vocabulary部分提供重要的词汇让学生选择填空，这些词汇都是科学知识中的重要术语，不需要学生死记硬背；Skills and Concepts部分则涉及比较与对照、描述性写作、交流、批判性思维、解释等科学技能和观念；Tennessee Activity部分是一个科学探究活动；Test Prep部分是四选一的测试题。

第三，题目的表达很清晰，图表与文字结合。小学生的语言表达能力有限，设计的题目配以图片或图画或表格，非常直观，加以适当的语言解释，降低了作业的难度，有利于提高做作业的兴趣。科学中的交流活动需要借助图片、图表和文字，且需要在图表与文字之间进行切换。

第四，作业的设计既依据课本，又适当地超越课本。大部分作业是在课本上可以找到相关的内容，特别是一些与科学术语有关的填空题，但是一些活动性的内容需要走向生活世界去探究，就会超越课本。科学技能题有的与知识相关，有的与探究活动相关，前者可以在课本上找到答案，后者需要在探究的活动中完成。

第五，作业题依据课程标准与课本内容来设计。田纳西州的科学课程框架在每一年级的课本里都有详细的介绍。三年级的课本里有14页的内容是介绍课程框架的，这一框架包括探究、技术与工程、各章节的主题等，每一个主题之下包括预期目标（expectation）和反映这些目标的课本内容及详细页码。如三年级第一章第一节10个术语的作业旁边就提示了作业内容在课本的哪些页码出现过，便于学生查阅。

第六，作业设计反映了科学家的生活方式。就三年级而言，Be a Scientist不仅是课本的独立部分，有14页的内容，而且也是很多章的一个有机部分，在目录中，有四章内容出现了该标题。Be a Scientist不能简单地理解为“成为一个科学家”，或“培养一个科学家”，而是强调学生要像科学家一样生存或生活，重要的是像科学家一样思考。很多作业题的内容就与科学家的生活有关，如分类（Classify）是科学探究技能，课本中就有学习分类（learn it）、尝试分类（try it），应用分类（apply it）三个活动，作业题中也有相应的题目。

综上所述，美国田纳西州SACL版作业设计可以给我们有益的启示。首先，我国小学科学教育的改革应该重视科学课本的作业设计。提升学生的科学素养，重视科学探究与科学实践，无疑具有方向上的合理性，但是，学生核心素养的提升需要学生做适当的作业，课本应该重视作业的设计。

其次，作业的设计需要小学科学教师的参与，也需要大学教师和其他相关人士的参与。田纳西州课本的设计，以15位大学教师和专职研究人员为主，还包括10位科学内容方面的顾问，把好内容关，更有10位中小学科学教师参与。

再次，作业的设计要与义务教育课程标准中的学业质量标准、课本内容关联起来。如果作业设计恰当，科学知识的学习与掌握并不必然加重学业负担。如，提供10个词汇让学生选择填空，或提供图画来设计作业题，学生的记忆负担就不会加重。

最后，题目设计的内容与题型要多样化，从复习内容到术语的理解，从科学技能到模拟试题，从科学中的数学到科学写作；从课本知识学习到超越课本的探究，从知识到技能，从科学家的生存方式到科学家的探究能力，从科学内在的思维到科学外在的社会问题，都需要设计适当数量的题目。