科学写作在作业设计中的应用

李真真　郑柳萍

摘要： 分析当前作业设计存在的问题，提出科学写作作业的价值。从教师活动和学生活动两方面展示科学写作作业的实施过程，以“金属的腐蚀与防护”内容为例阐述科学写作作业的设计、实施与评价，通过访谈和测试分析写作效果。结果表明，将科学写作应用于作业设计，能促进学生对知识的结构化整合，转变学习方法；帮助教师诊断教学，增进师生交流。

关键词： 科学写作； 作业设计； 金属的腐蚀与防护； 西气东输； 酸雨形成

文章编号： 10056629（2023）08007707中图分类号： G633.8文献标识码： B

1 问题的提出

化学作业作为课堂教学的补充，是教学反馈与评价的重要形式，同时也兼具培养学生科学思维、知识综合运用能力等功能。但由于受传统课程观、应试教育等的束缚，化学作业模式相对比较传统、单一，已经不能满足素质教育的育人需求，需要对作业设计进行新的探索。

1.1 作业设计现状

通过对中学师生的访谈和实际教学的观察，发现当前作业设计过程中存在一些问题，主要如下：

作业的题型、功能单一。囿于个人能力因素或安于现状，不少教师不能积极探索新的作业形式和内容，现行化学作业主要还是选择题、填空题、探究题等客观题型，以书面作业为主；学生单纯地对教师布置的课后作业进行机械训练，只注重对学科知识的练习，而忽视了对学生发现问题、解决问题能力的培养。

机械训练、强调记忆。教师更重知识点的掌握而轻方法传授，对作业的布置重“量”而轻“质”，希望学生通过海量的练习获取做题方法，在条文背诵中掌握知识点，但忽视了学生在作业中的思考、质疑和创新［1］。

缺乏整合、情境生硬。情境作为作业的载体，就是让学生在社会生活的大环境下，利用学科知识解决问题，得出结论。对现行作业进行分析可以发现，不同题型的作业在设问前总会涉及生活实际或社会热点情境，但这些情境大多与题目设问关系不大，抑或是情境滥用使简单问题复杂化［2］，不利于学生学科核心素养的发展。

1.2 作业的优化是教育改革纵深发展的需求

国务院办公厅《关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见》指出：“提高作业设计质量，精心设计基础性作业，适当增加探究性、实践性、综合性作业”［3］。这就需要教师积极探索作业新形式，对作业的价值重新“赋能”。作业设计需要以考试评价和课程标准要求为导向，在促进学生知识掌握的同时能够培养学生的综合能力和学科思维方法。《深化新时代教育评价改革总体方案》中关于深化考试招生制度改革要求中提到：“改变相对固化的试题形式，增强试题开放性，减少死记硬背和机械刷题现象”［4］。要求探索新的考试题型，增加开放性试题，将考试的功能从传统的以“知识立意”为导向转变为以“能力立意”为基础［5］。这就指明了作业设计的新方向：以提高学生的综合能力为核心，设计开放性、综合性作业。《普通高中化学课程标准》（2017年版2020年修订）（简称“课程标准”）在教学策略、学业要求中多次提及“让学生能够基于所学知识，通过寻求相关证据去参与到社会性议题的讨论、分析和评价中，通过对信息的加工处理去发展逻辑推理和归纳论证能力，强调情境问题与学科知识的融合以提升学生对所学知识的运用水平”［6］。

作业优化设计需要结合基础知识，以发展学生发现、分析和解决问题的自主学习能力，并能在解答中体现出独立思考的思维过程［7］。将科学写作方法融入到作业设计中，将契合新课程改革所强调的作业设计理念。

2 科学写作概述

科学写作是指学习者通过解释、组织、回顾、反思或连结科学知识的书写与记录等形式，经过整合建构的学习方式以理解和掌握科学知识的过程［8］。

与语文学科中的写作不同，科学写作更注重让学生调动已有认知，通过与新知识点的整合，对在一定情境下的问题进行分析与解决。学生在写作过程中最重要的不是思考修辞方法或华丽辞藻的运用，而是能够根据科学知识的运用、科学概念的解释去完整地、逻辑清晰地将自己的思维过程外显化，写作的目的指向问题解决。这种新型学习方式在国外应用比较广泛，而在国内还未形成对科学写作的系统研究。

科学写作过程中需要对知识点进行整合巩固，对信息进行提取和加工，经常涉及到多学科知识的运用，有益于对学生核心素养的培养，改变知识碎片化学习、学而不知其用的困惑。将科学写作应用在作业设计中，能较好地克服传统作业存在的问题。科学写作以新型的作业呈现方式、开放型问题设置，改变作业题型单一的现状；写作要求学生经过理论论证，将解决问题的思维过程外显化，促进学生综合思维的提升，以学科知识为载体去支撑问题的解决，利用问题设置达到学生对新旧知识整合的目的，解决作业机械记忆、功能价值单一的问题；创设与学科知识关联的真实情境，问题在情境中衍生，对情境与设问割裂的问题进行纠正。

3 科学写作在作业设计中的应用

图1展示的是科学写作的构建和呈现过程，教师精心设计融合知识巩固应用、科学理论论证、培养问题解决能力的写作作业，以期学生在写作活动后能够逐渐构建科学思维。

3.1 精选写作内容，创建写作任务

教师在设计写作作业时首先要精心筛选适合于写作的课题，然后基于整节课的教学目标设计写作任务，利用写作作业补充和整合课堂知识，同时确定在写作过后学生能够在知识巩固或科学思维能力的哪些方面得到提升，这也是整个科学写作设计的基础；真实的情境创设让学生能够基于决策者、建设者、研究人员等的角度，体验参与到社会问题解决的快乐，情境可以從社会热点实事问题、科研成果、科学史等进行选择；写作问题是整个写作的核心，教师要能够用问题将一个课时乃至一个章节所涉及的知识点串联起来，让学生在解决问题过程中梳理知识点的同时，提升科学素养；教师需要对在问题解决中的思考方向、写作要点和组织结构等方面进行标准制定，作为诊断学生写作水平和知识掌握运用水平的基准，并在教学实践中根据学生的反馈对写作作业进行修订。

3.2 写作信息整合，科学语言表达

学生在进入写作前应优先确定写作目的，能够保证学生的写作不会偏离主题；通过联系已有知识以及资料查阅获得辅助写作的信息，但这些信息需要经过选择筛查和整理加工，最后保留下能够解决问题的关键点；科学表达是整个写作部分的核心，学生要能够通过科学概念和科学语言的运用，条理清晰地将自己的思维过程表达出来；对同学写作进行评价能够让学生拓宽看问题的角度，针对他人的评价意见以及在评价他人写作时得到启发以更好地对自己的写作进行修改。

3.3 制定寫作标准，即时作业反馈

在完成写作任务后，需要即时对作业质量进行反馈，以发现诊断学生学习过程中的知识掌握程度，以便及时调整后续的教学进程；同时，实行同伴互评的交互式评价模式，让学生在评价他人作品时能够对自己提出的建议给出具体详细的说明，能够指出文章中的错误或所缺失的术语概念，帮助学生在阅读他人作品时重新组织建构和再次巩固现有知识，促进元认知发展：学生在自己的写作过程中已经深入思考构建了较完整的问题解决模型，在阅读他人作品时，就更加能注意到同学作品中的优劣，结合自己的想法提供实质性的、可操作性的意见，还能为教师提供反馈和借鉴，减轻教师评价负担；并且，当学生在互评后重新审视自己的作品时，将会有新的体会和收获。

4 科学写作作业设计——“金属的腐蚀与防护”

“金属的腐蚀与防护”位于苏教版选择性必修1专题1第三单元。该学习内容与学生的生活联系紧密，学生对相关内容比较熟悉，写作素材获取的渠道也比较广泛、容易。同时，该内容又是高考考查的重点，写作作业有助于深化学科理解，适合作为科学写作的课题。

4.1 作业设计理念

“课程标准”对本节课的要求可以归纳为：通过真实情境创设，了解金属发生电化学腐蚀的本质和危害，了解防止金属腐蚀的措施，并能利用电化学原理解释金属腐蚀现象，选择并设计防腐措施。本节课学习前，学生已经深入掌握了电化学的相关知识，建立了能量转化的观念。而本节课是对学生已学知识的综合应用，是化学反应与能量转化观念应用的直观体现。

作业设计应以课程目标为导向，本节课的教学目标为：运用电化学的相关知识对真实情境下的金属腐蚀问题进行分析，认识金属腐蚀的本质并能够结合实际提出金属的防护办法；能够利用宏微符三重表征解释金属的腐蚀过程，探讨金属腐蚀的本质；形成利用学科知识解决问题的意识和思路，提高“证据推理与模型认知”“科学态度与社会责任”的化学学科核心素养。在科学写作作业中，学生需要通过对在真实情境下的具体问题进行分析，寻找证据支撑的观点，整合并建立金属腐蚀与防护、酸雨形成等知识框架，也增强了学生的社会参与意识；同时，学生需要借助各类化学符号进行表征，在完成作业的过程中逐渐深化对金属腐蚀与防护的理解。可以看出，科学写作作业从不同的角度切入同时也促进了教学目标的达成。

4.2 设计与实施

呈现给学生的写作作业应该包括写作情境、写作试题和写作指南。基于教学目标分析，本节课作业设计了如下作业环节和内容（见表1）。作业要求学生运用金属的电化学腐蚀、化学腐蚀、酸雨成因以及地理学科知识去对每个问题提出观点并使用科学又浅显的语言进行合理论证，在这一过程中帮助学生理清金属腐蚀过程中的化学本质；硫及其化合物的相关知识以及从地理学科视角参与工程的建设，对碎片化、不同学科的知识点通过一个情境进行整合，让学生体会所学知识在生活中的应用；同时，让学生代入工程师的角色去对大众进行原因说明，使情境具体化；受众选择使学生在写作过程中能更好进行角色定位，对科学问题进行详尽地解释，可能还会注意到一些学习时被忽视的知识点，增强学生对问题的全面认识和社会认同感。

4.3 写作评价标准制定

刘翠等学者从主题、想法、组织结构和语言表达四个方面为教师提供了一个科学写作评价模板［9］。在这个模板的基础上，笔者又加入了对写作中的“要点”评价阐述，结合作业内容得到了教师评价的标准，见表2。同时，参考Solaire A. Finkenstaedt-Quinn学者对同行评审的评价标准描述，制定了如表3所示的学生互评的评价标准［10］。

4.4 学生写作实例与效果分析

4.4.1 写作实例

该作业适用于科目选择为“化学+地理”的学生，给符合这一条件的高二年级学生布置写作任务，回收得到的部分写作成果内容节选如图2所示。

4.4.2 实施效果

通过对学生访谈及测评分析，发现科学写作实施取得较好成效。

4.4.2.1 科学写作帮助学生构建结构化知识体系，转变学习方法

科学写作以其独特的作业形式，在不同的情境背景下，让学生充分运用证据推理去支撑科学表达，从而促进学生对知识点的整合，拓展学习方法，形成问题意识，培养科学素养。

将陌生情境与现有知识点建立联系。对学生的写作成果进行分析可以看出，学生以已学课程概念为基础，在情境与内容之间建立联系。这一过程中，就需要学生调动已有概念，结合查阅的资料进行筛选，寻找思路、构建模型、组织文本、检查和修改等一系列元认知活动，有目的地使用文字去表述和转化学生的已有认知，这也是科学探究中思考得出结论的流程，同时由于情境与内容的联系，使得学生对写作所涉及的知识点无需生硬记忆就能加深印象。

促进知识结构化，建立跨学科知识联系。该写作任务通过西气东输工程的一个具体情境将金属的腐蚀与防护、硫及其化合物以及地理线路设计的相关知识联系起来（如图3），实现知识内容结构化，考查学生对所学知识的综合运用，通过不同学科的结合，让学生在更广阔的学科视角下参与到社会事物的处理中。

丰富知识面，促进学习方式转变。该写作任务的一个意外收获是，学生在解决写作问题之余，能对存疑部分主动查阅资料解答（如图2b），了解“脱硫”的工艺流程。目前考试形式倾向于选择从学生不熟悉的真实情境中设问，但如果能在平时加以扩展相关内容，拓展学生思维，也能对考试形成一定帮助。同时，通过写作任务能够让学生转变已有的学习方式，应对陌生情境时学会思考和提问，通过知识迁移、探究学习去建构问题解决的办法。

4.4.2.2 科学写作帮助教师诊断教学，增进师生交流

教学评价是课堂教学中的一个重要环节。在课后，教师需要评价课堂教学效果，学生的知识掌握情况以及能够全方位地了解学生的特点，做到因材施教。而通过科学写作的模式，可以同时满足以上三种评价机制，形成一个简洁而高效的评价体系。

诊断知识掌握情况，及时调整教学。写作中反映出来的是学生解决问题的思路以及学生对知识点的掌握情况，從写作中可以反映出学生在某些知识、思维上的偏差，这些通过传统作业形式是无法表达出来的。通过学生的写作成果分析能够有效促进“教、学、评”一体化，以便有针对性地开展下一阶段的教学。

丰富过程性评价内容，拓展评价方法。“课程标准”中提到，要丰富过程性评价方法，推动化学日常学习评价。科学写作就是日常学习评价的一种有效途径。写作是学生认识思路、核心素养、科学思维等多种能力的综合体现，再通过生生互评和教师评价，充分发挥评价机制的指导功能。

改变传统育人观，促进师生互动。传统的育人观以成绩作为评判学生优劣的标准，这也间接决定了传统作业的形式为统一的客观答案，非对即错，与现行新课改下“培养全面发展的人”的理念相悖。科学写作可以同时呈现学生完成作业的过程和结果，有些学生可能无法很好地利用所学知识解决问题，但从写作中可以看出他们对待学习的态度，让教师不再单一地依赖作业结果去评价学生；通过科学写作，教师除了可以发现学生在知识掌握、思维逻辑方面的不足，从中还能展示出学生的个性特点，是勤思考还是擅表达，是沉稳内敛还是活泼开朗……科学写作促进教师对学生的了解，拉近师生间的距离，形成对学生全方位的认识［11］。

5 科学写作实施建议

科学写作是一个知识应用、理论论证和问题解决的思维构建过程，能很好地锻炼学生的科学表达能力、逻辑思维能力，发展科学素养。学生在写作过程中不断提出问题、分析问题、解决问题，不仅能使所学知识得到整合巩固，而且还能够发展学生的证据推理和质疑批判精神，培养科学思维。

在实际教学中实施科学写作作业时，教师还应该注意：（1）学生首次接触科学写作这一作业形式时，教师在发布写作任务前需要向学生详细介绍科学写作的概念，呈现一些写作实例供学生参考。必要时，在学生进行写作活动前针对写作题目给予一些写作要点的提示；（2）刚开始布置写作作业时，选择一些相对容易的题目，给予学生适应新形式作业的空间，写作字数也不宜太多，写作题目应该由浅入深，循序渐进；（3）学生在进行写作时需要查阅筛选资料、科学语言表达、与同伴互评后进行修改等一系列过程，相比于传统的作业形式，写作需要的时间周期更长，所以教师在布置写作任务时应该充分考虑时间和频次。通常选择在完成一个章节的教学后设计科学写作，让学生对整个章节的知识点进行整合，形成完整的知识链，同时要给学生充裕的时间去完成写作。

参考文献：

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［2］吕天恩， 占小红， 林美凤. 高中化学情境化作业设计研究——以“烃的衍生物”单元作业为例［J］. 化学教育（中英文）， 2022， 43（5）： 62～67.

［3］国务院办公厅关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见［J］. 西藏教育， 2019， （11）： 3～6.

［4］中共中央国务院印发深化新时代教育评价改革总体方案［J］. 云南教育（视界时政版）， 2020， （11）： 24～28.

［5］卢羡文， 乐洪勇. 新课程改革下的高考命题“能力立意”的探索与实践［J］. 中国考试（研究版）， 2008， （5）： 33～40.

［6］中华人民共和国教育部制定. 普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）［S］. 北京： 人民教育出版社， 2020.

［7］毋丹丹， 黄爱华. “双减”背景下义务教育阶段学科作业设计的五个关键［J］. 课程·教材·教法， 2022， 42（6）： 98～103.

［8］张洪洋， 张会端. 科学写作： 一个亟待重视的科学教育领域［J］. 外国中小学教育， 2009， （2）： 46～51.

［9］刘翠， 庄启亚， 陆青， 贠潇. 科学写作评价在中学科学学习中的应用［J］. 教育测量与评价（理论版）， 2013， （8）： 41～46.

［10］Finkenstaedt Quinn Solaire A.， Petterson Michael， Gere Anne， Shultz Ginger. Praxis of Writing-to-Learn： A Model for the Design and Propagation of Writing-to-Learn in STEM ［J］. Journal of Chemical Education， 2021， 98（5）： 1548～1555.

［11］吴瑾娟. 新教育视野下的初中化学写作实践研究［D］. 苏州：苏州大学硕士学位论文， 2019： 69～70.