长周期作业的设计与实践
《义务教育科学课程标准（2022年版）》指出：“科学教学要满足不同学生的需要，引导学生将课内学习与课外实践相结合，通过多种途径开展学习，并运用科学知识力所能及地解决实际问题。”在小学科学课中，长周期作业是一个重要的组成部分。这类作业依附于课堂教学，作为教学的一部分纳入学生的学习活动中，与课堂教学协同实现课程目标，其中又以长周期的观察实践活动为主。长周期作业一般以问题、项目或表现性任务为载体，具有内容丰富、持续时间长的特点，学生需要付出一番努力才能完成。在此过程中，难免会遇到挫折与考验，这使学生很容易产生畏难情绪和倦怠心理，甚至丧失自信心。然而，作为科学教师，更应该看到恰恰是这些特点，让长周期科学作业成为培养学生在坚持中勇于探究与表达的绝佳载体。
基于对长周期科学作业的上述理解，实现“科学教育加法”的有效途径，在于让这些依附于课堂教学的科学实践活动更高效地实现目标。笔者将以具体的教学课例为依托，尝试从生命科学、地球与宇宙科学、物质科学三个领域，分别阐述长周期作业的设计思路与实践过程，让学生完整经历长周期作业的各个环节，在实践活动中逐步形成坚持、探究与表达的科学品质。
在课程改革不断深入的过程中，教材结构都呈现出“大单元”的组织形式，课与课之间有着既定的概念、活动关联，这样的编排能更有效地体现大概念建构的连贯性和综合性，更好地呈现出科学探究中的思维和认知发展过程。在教科版科学一年级上册“植物”单元的教学里，部分学习目标在有限的课堂时间内难以高效实现。如“植物是有生命的”这一抽象概念，以及“培养实事求是的科学态度”这种需要长期实践养成的素养，仅靠课堂讲解远远不够。学生居家亲自种养植物，能直观看到植物发芽、长叶等生长过程与所需生长条件，为理解“植物是有生命的，属于生物”积累丰富经验、提供有力证据。同时，在“种植和养护植物”的实践过程中，学生的观察记录、表达描述等基础探究能力也能得到很好的锻炼。以下是“种植一棵植物”科学作业的设计与实践。
作业的目标：尝试亲自种植一棵植物，并用心“照顾”好它，体会种植的责任与乐趣；学会运用多种感官，如用眼睛看、用手摸、用鼻子闻等方式观察植物；能用画图或拍照的形式，记录植物生长过程中的点滴变化，留下成长印记。
内容与实施：考虑植物生长的周期性，教师选择了在一个月内能看到明显生长变化的大蒜作为种植对象，这还有助于学生了解营养繁殖。课堂上教师会向刚接触科学课的一年级学生演示种植的方法，便于他们回家后能实践操作。因活动周期长、学生年龄又小，教师通过编写《致家长的一封信》，说明实践活动的目的和参与方法，呼吁家长积极助力，共同强化科学教育效果。有了家长的陪伴与指导，学生在种植过程中遇到的问题能及时得到解决，也能更好地坚持完成任务。
评价与指标：根据大单元教学进度，学生在相应课程时段要把种植的大蒜带到课堂进行交流展示。评价从多维度展开：大蒜是否健康茁壮；记录是否完整，有没有遗漏关键的生长阶段；表达是否准确，能否清晰阐述自己的种植过程与观察发现。对于积极参与种植的学生，教师还会发表扬信给予肯定和鼓励。科学是以客观事实为基础来探索客观规律，“求实、客观”是培养科学过程技能的基础，更是科学精神的精髓。对一年级学生来说最基本的求实就是基于观察来表达自己的观点，最终形成对科学的理解。课堂上学生呈现观察过程中记录的大蒜的生长变化，并利用观察到的信息作为证据，形成个人看法，来表达对于植物是有生命的新的理解。
分析与反思：长周期科学作业就像一场充满未知与挑战的旅程。让稚嫩的孩子独自前行，显然困难重重。因此，教师要充分调动家长资源。通过《致家长的一封信》，提醒家长关注孩子的长周期实践活动，让家长参与其中。有了家长的陪伴与鼓励，学生在科学探索的道路上就走得更加稳健、更加长远。这样的亲子合作，不仅能提升学生的科学素养，还能增进亲子间的感情，为孩子的成长留下美好的回忆。
科学课程内容在年级设定方面是以学习进阶理论研究为基础的，这就使相关科学概念在不同年级的发展呈现出明显的进阶特征。也正因如此，教师在规划整体教学计划时，必须充分考虑不同年级在同一概念下的教学内容，以及课外实践活动的设计与安排，从而为小学阶段跨年级的概念发展创造条件。教科版科学三年级下册《阳光下物体的影子》与教科版科学六年级上册《影长的四季变化》以及教科版科学六年级上册《地球的公转与四季变化》即为跨年级的概念发展。以下是“测量阳光下物体的影子”科学作业的设计与实践。
作业的目标：观察记录一天中阳光下物体的影子，并写下观察后的发现；教师根据实际教学进度，适时布置“持续观察”的实践任务，鼓励学生保留观察记录成果，为5～6年级深入学习相关内容积累资料。
内容与实施：课上教师要先向学生详细讲解测量的方法和注意事项，对于学生观察记录的结果，教师可以借助信息技术手段，将其共享到班级相册或者云平台上，以此激发更多同学参与实践活动的积极性。在这一课教学中，学生通过观察发现，一天当中，同一物体的影子会自西向东移动，并且影子的长度会由长变短，之后又变长。同时，借助影子的这些变化，学生还了解到影子的变化与太阳的位置密切相关。此时，教师可顺势布置进一步的探究活动：每月选定一天，在同一时间对物体在阳光下的影子进行观察和记录。经过几个月的持续观察与测量，学生便能得到一组观测数据。如果这组观察数据能够不间断地持续记录一年，那么它不仅是《阳光下物体的影子》课后拓展作业的成果，还将成为六年级上册学习《影长的四季变化》的重要学习资料，以及学习《地球的公转与四季变化》的知识基础。
评价与指标：评价形式可以采用小组内展示和全班展示，另外，还可依据学生在云平台上的分享内容进行评价。评价指标主要包含观察记录的次数，以及记录内容的正确性等方面。
分析与反思：长周期科学作业具有时间跨度长的特点，这恰恰使其成为培育学生坚持不懈活动品质的绝佳载体。在长期的观察记录过程中，学生不仅能学到科学知识，更能在潜移默化中养成坚韧不拔的科学品质。
在实际教学过程中，为巩固与考查学生在单元学习中的基本操作技能和思维方法，同时检验学习成果，教师可根据教学内容和进度，精心设计适合学生在家开展的实践活动，这些活动就构成了长周期科学作业的重要部分。开展这类长周期作业时，可借助App软件，实现线上线下有机融合，同时引入等价评价机制，激发学生参与活动的兴趣，让他们满怀期待，进而获得积极的情感体验。以下是教科版科学三年级上册“影响溶解快慢的对比实验”科学作业的设计与实践。
作业的目标：考查对比实验思想，着重强化对比实验关键特点，即“一个条件不同，其他条件相同”的理解，帮助学生进一步巩固在实验中精准控制相同条件和不同条件的方法，确保学生能够在家熟练运用对比实验研究影响溶解快慢的因素。
内容与实施：三年级学生在“水”单元是第一次接触用对比的方法研究问题。课堂上学生虽然已经学习了对比实验的方法，并且以小组合作的方式进行了操作，但学生个体的掌握情况还需要进一步检验。所以在单元学习结束后，布置了这次基础性科学作业，既能考查学生的学习成果，又能为学生提供巩固与强化基本技能的机会。在布置作业前，教师要向学生详细说明考查的标准。虽然本次作业重点考查对比实验能力，但当学生经历整个探究过程时，他们展现出来的就不仅仅是实验操作技能，语言表达、思维逻辑等方面的能力也会得以体现，并在这个过程中得到锻炼。学生需将作业的整个完成过程录制成视频，上传App软件进行共享。由此，学生间不仅能互相学习，还能营造浓厚的学习氛围。
评价与指标：评价可从实验过程的完整性、实验操作方法的正确性、语言表达的准确性、思维逻辑的合理性等指标进行。在布置这项实践作业前，教师提前将评价标准告知于学生，事实证明，把活动的具体要求和评价标准呈现得越清晰明确，后期的评价工作就越客观、越易操作，这也充分体现了实践作业要为评价做铺垫的重要性。尽管等级评价标准是统一的，但在实际评价时，教师会根据每个学生的整体表现，给出有针对性的具体点评。这样的评价充满个性，让学生真切感受到自己被关注、被重视，让他们由衷觉得“为这次实践付出努力是值得的”。
分析与反思：著名教育家苏霍姆林斯基曾说：“没有欢欣鼓舞的心情，没有学习兴趣，学习就会成为学生的负担。”在设计“影响溶解快慢的对比实验”实践作业时，教师充分调动学生的学习兴趣，采用了等级评价方式，让学生自主居家独立完成实验。这不仅是对学生能力的一次全面考查，还极大地增加了他们对自己完成情况的期待感。每一个上传的视频，都记录着学生在实践过程中的成长与收获。而教师及时的评价和指导反馈，又进一步激发了他们表达的热情，让学生真切感受到“我能行”，从而获得积极的情感体验。
从上面的案例分析不难发现，小学科学长周期作业多和课堂教学内容紧密相连，二者并驾齐驱，共同助力课程目标的实现。当然，由于长周期实践作业的特点，学生在完成中会面对各种挫折和意外，对学生的坚持性品格有一定的挑战，一旦学生退缩，长周期实践活动试图让学生进行探究、表达的特点就难以彰显。在这个过程中，教师的设计与评价就显得尤为关键，巧妙的设计、合理的评价，就像给学生的“助推器”和“搀扶手”。当学生遇到困境时，它们能引导学生从多个角度去反思问题，让学生在解决问题的过程中，不断提升探究问题的能力，真正提升学生的科学素养。