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单元整体教学视域下小学科学主题式作业

设计策略的研究——以苏教版科学五年级

上册“热传递”单元教学为例

第一章 研究背景与问题提出

一、研究背景

（一）国家政策导向与课程改革需求

1.新课标对核心素养与科学教育的强调

当前，中国教育正处于深化改革的关键时期，2022 年版义务教

育课程方案和课程标准（以下简称“新课标”）的颁布，标志着我

国基础教育进入了以核心素养为导向的全面育人新阶段。新课标强

调，教育的根本任务是立德树人，培养德智体美劳全面发展的社会

主义建设者和接班人。在科学教育领域，新课标特别注重培养学生

的科学精神、创新意识、实践能力以及对科学知识的理解和应用能

力，旨在全面提升学生的科学素养。科学素养不再仅仅局限于对科

学知识的掌握，更侧重于学生在真实情境中运用科学方法解决问题

的能力、批判性思维能力以及对科学、技术、社会与环境之间关系

的理解。这要求小学科学教学不仅要传授基础知识，更要创设丰富

的学习情境，引导学生主动探究，将科学教育从“知识本位”转向

“素养本位”。在此背景下，作为教学重要环节的作业，其设计理

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念和方式也必须随之革新，以更好地承载科学素养培养的重任。

2.单元整体教学理念的推行与挑战

单元整体教学是当前课程改革背景下，为实现核心素养目标而

倡导的一种重要教学组织模式。它超越了传统“单课时”的碎片化

教学观念，强调从整体视角审视课程内容，以学习主题或核心概念

为线索，对单元内的知识、技能、情感态度价值观进行系统规划和

整合。在小学科学教学中，单元整体教学旨在帮助学生构建结构化

的科学认知体系，而非零散地获取知识点。例如，苏教版科学五年

级上册“热传递”单元，如果采用单元整体教学， 则 需要教 师围绕

“热 量 如 何 传递”这一核心概念，将“热 胀冷缩 ”、“传热方式”、

“ 保持温 度” 等分 散的课时内容 有机 地 联 系 起来 ， 形成 一 个完 整的

学习 路径 。单元整体教学的推行 并 非 没有 挑战。如 何 在 宏 观的单元

目标下， 有效衔 接不 同 课时内容， 并 设计出 既 能 巩固 知识 又 能 促 进

深度学习的作业，是当前教 师 面 临 的 普遍难 题。传统的、以碎片化

知识点 检测 为主的作业模式， 显然难 以 满足 单元整体教学对学生 综

合能力和科学探究 过 程的 考查 需求。

3 .作业育人 功 能的新认识与实践要求

长 期以 来 ，作业在教育中 扮演 着 巩固 知识、 检查 学习 效 果的角

色 。随着教育理念的更新，作业的育人 功 能 被赋予 了更为丰富的内

涵 。它不再仅仅是“学业 负担 ”，更是 促 进学生 自 主学习、 拓 展思

维、提升实践能力、培养创新精神的重要载体。教育 部 在 《 关于 加

强和改进中小学作业 管 理的 通 知 》等文件 中 明确 提出，要 严格控制

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作业 总量 和时 长 ，提升作业设计 质量 ，强调作业的 个 性化、 多样 化

和实践性。这意 味 着作业设计应从单 纯 的“ 量 ”的 堆积 转向“ 质 ”

的提升，从“应 试驱 动”转向“素养导向”。小学科学作为一 门 重

在实践和探究的学科，其作业设计更应 打破 传统 书 面 练 习的单一模

式， 鼓励 学生 通过 观 察 、实 验 、 制 作、调 查等多 种 形 式，将 所 学知

识应用于实 际 情境，从而 激 发其学习 兴趣 ，培养科学探究精神和创

新能力。如 何 将这 些 新的要求 融 入 到具 体的作业设计实践中， 尤 其

是与单元整体教学理念 相 结合，是本研究关注的 焦 点。

（ 二 ）小学科学教学实践中的 困 境与 反 思

1.传统作业模式的局限性

当前小学科学教学中，传统的作业模式 仍占据 主导地位。这 些

作业 往往 以课 后练 习题、概念 填空 、 选择 判 断等形 式出现，内容 多

是对课 堂 知识的简单重 复 或 机械记忆 的 考查 。这种作业模式 虽然 在

一 定 程度上能 够巩固 基础知识， 但 其 弊端 也 日益凸显 。它 难 以 有效

考查 学生的科学探究 过 程、科学思维和创新能力，导 致 作业与科学

核心素养培养的目标 脱 节。单一、重 复 的作业 形 式容 易使 学生感 到

枯燥 ， 挫伤 其学习科学的 兴趣 和 积极 性。再者，传统作业 往往缺乏

情境性和 综 合性， 难 以将单元内 各个 知识点 有机 整合，也 难 以引导

学生将科学知识应用于解决实 际 问题，从而限 制 了学生知识 迁移 能

力的培养。

2.学生科学探究能力与科学素养发展的不 足

受 传统教学观念和作业模式的 影响 ， 部分 小学科学课 堂仍然 以

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教 师讲 授、学生 听记 为主，学生 缺乏亲身参 与科学探究的 机 会。 反

映到 作业 层 面，学生 完成 的作业 多 是“标准 答 案式”的， 缺乏自 主

设计实 验 、 收集数据 、 分析 解 释 、 得 出结 论等 探究环节。 长 此以 往 ，

学生的科学探究能力、观 察 能力、 分析 问题和解决问题的能力 得 不

到充分锻炼 ，科学思维的深度和 广 度也 受到 限 制 。 尽管 新课标强调

要培养学生的科学素养， 但 在实 际 教学中，如果作业设计 未 能 有效

支撑 这一目标，学生科学素养的发展 便 会 受到阻碍 。例如，在“热

传递”单元，如果作业仅仅是 让 学生 记住 “传导、对 流 、 辐射 ”的

概念，而 没有 设计 让他们亲自 动 手 设计实 验 、感 受 不 同物质 的导热

性、或观 察 生 活 中热传递现 象 的作业， 那么 学生的科学素养培养将

流 于 形 式。

3 .教学 评 价与作业设计 脱 节问题

有效 的教学 评 价是 促 进学生学习和教 师 改进教学的关键环节。

在小学科学教学实践中，教学 评 价与作业设计之间 常常存 在 脱 节现

象 。一方面，一 些 教 师 的作业设计主要目的是为了应 付检查 或单 纯

的知识 检测 ， 并未 将其视为教学 反馈 和学生发展的 有效评 价 工具 。

作业 评 价 往往停留 于“对 错 ”的 层 面， 缺乏 对学生探究 过 程、思维

品质 、情感态度的 细致考量 和 反馈 。 另 一方面，单元整体教学要求

从 宏 观上对学生的学习 过 程和结果进行 综 合性 评 价，而传统的碎片

化作业 评 价 难 以 支撑 这种整体性 评 价。当作业设计 未 能与单元教学

目标、 评 价标准 紧密 结合时，作业的育人 功 能 便大打折扣 ， 既无 法

准 确反映 学生的真实学习 状况 ，也 难 以 有效 引导教 师 调整教学策 略 。

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探索如 何 在单元整体教学视域下， 通过 主题式作业设计 来 更好地实

现教学与 评 价的统一，是当前小学科学教学 亟待 解决的问题。

二 、核心概念 界定

（一）单元整体教学

1.理 论 内 涵 与特 征

单元整体教学（ UnitIntegratedTeaching ）是一种以学习主题

或核心概念为组织 逻辑 ，对一 定 时期内的教学内容进行系统规划、

整合和实 施 的教学模式。其理 论 基础 植 根于整体性学习理 论 、建构

主义学习理 论 以及 加涅 的 信息加工 理 论 ，强调学习的 完 整性和知识

的结构化。单元整体教学的核心内 涵 在于 打破 传统课程的碎片化，

通过 设 定明确 的单元 大 概念或主题，将 分 散的知识点、技能 训练 、

情感体 验 以及 多 元 评 价 融 会 贯通 ， 形成 一 个有机 整体。其主要特 征

包括： 目标整体性， 即围绕 单元核心目标设 定具 体的 子 目标， 且子

目标 服 务于核心目标 ； 内容结构化， 即 将单元内容进行 逻辑 重组，

形成 知识 网络 而非 孤 立知识点 ；过 程情境化，强调在真实或 半 真实

情境中进行学习， 促 进知识的意义建构 ；评 价 多 元化，采用 形成 性

评 价与 总 结性 评 价 相 结合，关注学习 过 程和结果 ； 作业主题化，作

业设计 围绕 单元核心概念或主题，强调 综 合性和探究性。

2.在小学科学教学中的意义

在小学科学教学中推行单元整体教学 具有 深 远 意义。它 有 助于

学生构建更为 完 整、系统的科学概念， 避免 知识的碎片化。例如，

在“热传递”单元，学生 通过 整体学习，能 够清 晰 地理解热 量 的 产

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生、传递方式（传导、对 流 、 辐射 ）及其在生 活 中的应用， 形成 关

于“热”的整体认知。单元整体教学能 够 更好地 促 进学生科学探究

能力的培养。它为学生提 供 了更 长 时间、更深入的探究 项 目，而非

短 期的、 孤 立的实 验活 动。学生 可 以在单元内 多 次 接 触 、深化 同 一

主题， 通过 设计实 验 、 收集数据 、 分析 现 象 、解 释 结 论等 环节， 逐

步 提升科学探究能力。再者，它 有 利 于培养学生的科学思维， 通过

将不 同 知识点关 联起来 ，引导学生 形成 系统的科学观念和方法 论 。

单元整体教学为教 师 提 供 了 宏 观的教学设计视角， 促使 教 师 深入 挖

掘 课程内容的核心价值，提升教学的整体性和 有效 性。

（ 二 ）主题式作业

1.概念 界定 与 类型

主题式作业（ The m atic Hom e wo r k ）是 指 围绕 特 定 的学习主题、

核心概念或真实问题情境而设计的， 具有综 合性、实践性和探究性

的作业 形 式。它 有 别于传统的、以知识点为导向的单一 练 习，强调

在 宏 观主题下，引导学生进行 多 学科知识整合、 多 感 官 参 与和 多 技

能运用的深度学习。主题式作业的理 论 基础主要 来 源 于 项 目式学习、

探究式学习 等 教育理念，旨在 通过 富 有 挑战性和 趣味 性的任务， 激

发学生的学习内 驱 力。其主要 类型 包括： 项 目研究 类 作业，如“探

究不 同 材料 的导热性” ； 实践 操 作 类 作业，如“ 制 作一 个 小 型 的 保

温 容 器 ” ； 情境应用 类 作业，如“设计一 个 节 约 能 源 的家 庭 方案” ；

创作 表达类 作业，如“ 绘 制 热传递 过 程 示 意 图 并 撰写说 明 ” ； 调 查

报告类 作业，如“调 查日常 生 活 中热传递的应用”。这 些 作业 类型

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往往相 互交叉 ， 共 同 指 向单元核心主题的深化理解和应用。

2. 功 能与价值

主题式作业的 功 能与价值体现在 多个层 面。 促 进知识的深度理

解与 迁移 。 通过围绕 主题进行 多 角度的探究和实践，学生能 够 将零

散的知识点 融 会 贯通 ， 形成 更为 牢 固 的认知结构， 并 能 灵 活 应用于

新情境中。培养学生的 综 合能力。主题式作业 往往 需要学生运用 阅

读 、 写 作、观 察 、实 验 、合作 交 流 、 信息 处理 等多 方面的能力，从

而全面提升其 综 合素养。第 三 ， 激 发学习 兴趣 与 自 主性。 相 较 于 机

械 重 复 的 练 习，主题式作业 通常具有 更强的 趣味 性和挑战性，能 有

效激 发学生的好 奇 心和探究 欲望 ，培养其 自 主学习的习 惯 。第 四 ，

实现 个 性化学习。主题式作业 往往 允许 学生根 据自 己 的 兴趣 和能力

选择 探究方向或 表 现 形 式， 有 利 于发 挥 学生的特 长 ， 满足 差异 化学

习需求。 有效支撑 单元整体教学目标。主题式作业的设计 紧密围绕

单元 大 概念，能 够有效 整合单元内容，实现对学生整体学习 效 果的

评 价， 弥 合教学与 评 价之间的 鸿沟 。

（ 三 ）科学素养

1.核心要素与 表 现

科学素养（ S cienti f ic L iterac y ）是现 代公民 必 备 的核心素养

之一，它不仅仅是对科学知识的掌握，更是一种理解和 参 与科学 文

化、运用科学方法解决问题、 做 出 负 责 任决 定 的 综 合能力。根 据 我

国新课标的 阐 释 和国 际 P I SA 测试 对科学素养的 定 义，其核心要素 通

常包括： 科学知识的理解（理解科学概念、 原 理、 事 实），科学探

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究的能力（提出问题、设计实 验 、获取 证 据 、 分析论 证 、 得 出结

论 ），科学思维的运用（批判性思维、 逻辑 推理、求 证 意识），科

学态度与价值观（对科学的好 奇 心、求真务实、 尊 重 证 据 、合作精

神、 责 任感），以及理解科学、技术、社会与环境的关系。在小学

阶段，科学素养的 具 体 表 现 包括： 对 自然 现 象保持 好 奇 心 ； 能提出

简单的科学问题 ； 能设计 并完成 简单的观 察 和实 验； 能用 图 文等 方

式 记 录 和 描述 观 察到 的现 象； 能 初步 解 释 一 些 简单的科学现 象； 能

认识 到 科学与生 活 的 紧密联 系 ； 乐 于 参 与科学探究 活 动。

2.与作业设计的关 联

科学素养的培养与作业设计 密 切 相 关。 高 质量 的作业设计是培

养学生科学素养的重要 途 径 。作业应能 检测 和 巩固 科学知识的理解，

但 更重要的是，它应能提 供 实践科学探究的 机 会。 通过 设计探究性、

实 验 性、调 查 性的主题式作业，学生能 够 在实践中体 验 科学研究的

过 程，从而提升 他们 的科学探究能力。作业应能引导学生运用科学

思维。例如， 通过 设计 开放 性问题或要求学生对现 象 进行解 释 和 论

证 的作业， 可 以 锻炼 学生的批判性思维和 逻辑 推理能力。再者，作

业应能 激 发学生的科学态度和价值观。当作业内容 充满趣味 性和挑

战性， 且 与生 活 实 际紧密相 连 时，学生更容 易 产 生对科学的 兴趣 ，

培养求真务实、 勇 于探索的科学精神。作业设计应 鼓励 学生思 考 科

学与社会、环境的 联 系， 使他们 认识 到 科学的社会价值和 伦 理 责 任。

在单元整体教学视域下设计主题式作业，其核心目标之一 便 是全面

提升小学生的科学素养。

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三 、研究的必要性与意义

（一）理 论 意义

1.丰富单元整体教学的实践理 论

本研究 致 力于在小学科学“热传递”单元的 语 境下，探索主题

式作业的设计策 略 。这不仅是对单元整体教学理念在 具 体学科和 具

体内容 层 面的一 次 深化实践，更是对其 操 作 路径 和 有效 性的一 次 理

论检验 与 拓 展。 通过 提 炼 和 总 结主题式作业的设计 原 则 、方法和 评

价体系，本研究 有 望 为单元整体教学的实践理 论 提 供 更为精 细 化、

可操 作性的 参考 框架 。它将 填 补 现 有 研究中单元整体教学与作业设

计结合的 细致 案例不 足 的 空 白 ，为 后 续 同 类 研究提 供 理 论支撑 和实

践 依 据 。

2. 拓 展主题式作业的设计研究

尽管 主题式作业的概念 已 在教育 界被广 泛 提及， 但 其在小学科

学领域的 具 体设计策 略 、实 施路径 以及对学生学习 成效 的 影响机制 ，

仍有待 深入研究。本研究 聚 焦 于“热传递”这一特 定 科学单元， 通

过 系统性地设计 并验 证 主题式作业的 有效 性，将 有 助于深化对主题

式作业内 涵 的理解， 拓 宽 其设计维度。研究 成 果将为 未来 其 他 学科、

其 他 学段的主题式作业设计提 供借鉴 ，推动主题式作业理 论 与实践

的进一 步 发展。

3 . 促 进科学教育理 论 与实践的 融 合

本研究 尝 试 将核心素养、单元整体教学、主题式作业 等 前 沿 教

育理 论 ， 有机融 合于小学科学“热传递”单元的教学实践中。这不

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仅 有 助于 检验 这 些 理 论 在真实课 堂 情境下的 适 用性和 有效 性，更能

够通过具 体的案例 分析 和策 略 提 炼 ， 促 进科学教育理 论 与一线教学

实践的 紧密 结合。 通过 研究，理 论 不再是 抽 象 的概念，而是 可 以 指

导教 师 进行 具 体教学改革的 工具 ，从而实现“以理 论 指 导实践，以

实践 反 哺 理 论 ”的 良 性 循 环。

（ 二 ）实践意义

1.为小学科学作业设计提 供 具 体策 略

本研究将 针 对苏教版科学五年级上册“热传递”单元，设计 并

实 施 一系 列 主题式作业， 并 对这 些 作业的设计理念、内容构 成 、实

施 方式和 评 价标准进行 详 细 阐述 。研究 成 果将为一线小学科学教 师

提 供 一 套 具 体、 可操 作的作业设计策 略 与 范 例，帮助 他们 摆 脱 传统

作业的 束缚 ，设计出更 具 科学性、探究性和 趣味 性的作业， 有效 应

对新课标和单元整体教学的挑战。

2.提升学生科学探究能力与科学思维

通过 实 施 本研究设计的主题式作业，学生将 有机 会在真实的科

学情境中， 亲身参 与探究 活 动，例如设计实 验 、 收集数据 、 分析 现

象 、合作 交 流等 。这种实践导向的作业 形 式，将 有 助于 激 发学生对

科学的 兴趣 ，提升 他们 的科学探究能力、观 察 能力、动 手 操 作能力

以及解决实 际 问题的能力。在主题式作业引导下的深度思 考 和批判

性 分析 ，也将 促 进学生科学思维的发展，培养其 形成 证 据 意识和 严

谨 的科学态度。

3 .助力教 师 专 业发展与教学 质量 提升