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摘 要： 本课题调查了初中八年级学生科学作业的现状，分析了作业无效的原因，初步探索得出：初中科学有效作业设计的原则、初中科学有效作业的标准、优化科学作业的具体方法及有效科学作业的常用形式，从而提高初中科学作业的有效性，提高学生的学习兴趣，切实减轻学生过重的课业负担，培养学生学习能力，为素质教育的有效落实打下坚实基础。
关键词： 有效作业 科学作业 作业设计 有效性
一、问题的提出
长期以来，应试教育背景下孕育的作业模式，以其传统的作业内容，统一的作业形式、作业要求，出现作业分量过重、时间过长，机械重复多，实践应用少；统一任务多，自主选择少；死记硬背多，理解活用少的现状。这样的作业过多地强调模式化、统一化、答案标准化，缺少因材施教，否定群体差异，个体的智慧、情感、态度、创造和实践等重要的成长元素被冷落。激不起学生的学习兴趣，不同层次的学生得不到不同發展，束缚了学生思维，挫伤了学生学习的积极性，使学生产生厌学、厌做作业情绪，大大加重了学生的课业负担，这些机械、滞后、封闭的作业模式，缺乏与社会生活的实际联系，无法使学生积极地、主动地、创造性地进行学习，阻碍了素质教育的发展。
鉴于此，我们确立了“作业设计有方法，效率提高激兴趣——提高初中科学作业设计的有效性实践研究”这一课题。
二、文献综述
关于有效科学作业设计或优化科学作业设计的文章多见诸网络、报刊、杂志等，我在网上浏览了几十篇相关资料，研读了二十余篇论文。概括起来，以往围绕这一课题研究的主要内容有：（1）科学作业设计必须遵循的原则；（2）有效科学作业具备的特点；（3）初中科学作业的类型；（4）优化科学作业设计的策略、技巧等，这些文章中的研究经验为本课题的研究提供了宝贵经验。
目前有关初中科学作业设计的研究有以下特点与态势：
（一）在我国推进素质教育的背景下，优化科学作业设计，提高科学作业的有效性，从而实施有效教学，减轻学生负担，提高教学效率，这一课题越来越备受关注。
（二）“提高科学作业的有效性”更关注的是通过教师怎样“设计”作业、怎样“优化”作业，而不是通过学生怎样努力做海量的作业提高科学作业的有效性。
因此，在开展这项课题研究时，自始至终追求的是：通过改变教师的教学理念、设计作业理念，提高科学作业的有效性，促进学生学习状况与学习质量的改善。研究的着眼点始终在学生，教改的着力点始终在教师。基于上述认识，用“作业设计有方法，效率提高激兴趣——提高初中科学作业设计的有效性实践研究”浓缩和概括这一课题想解决的主要问题与基本观点。
三、理论依据
（一）建构主义学习理论
建构主义的教学更注重教与学的过程中学生分析问题、解决问题和创造性思维的培养。建构主义教学应该通过设计一项重大任务或问题，以支撑学习者积极的学习活动，帮助学习者成为学习过程的主体，如创设真实、复杂、具有挑战性的开放的学习环境与问题情境，诱发、驱动并支撑学习者同时对学习的内容和过程进行反思与调控。在建构主义教室里，教师设计问题，引导讨论，从旁激发，支持并适时介入学生学习。在形成及转化知识的过程中，学生不再是通过记忆被动接受的机械学习，也不是无结构状态的盲目探寻，并完全忽视概念在理解中的作用的自由放任的学习，而是在与老师和同学的多边互动中，把建构发展成一种态度，探索新情境的态度，建构认知（如知识理解、认知策略）和情感（学习信念、自我概念），鼓励、提倡积极参与、主动地建构知识进行探索。
（二）有效教学理论
有效教学指教师遵循教学活动的客观规律，以尽少的时间、精力和物力投入，实现教学目标和学生的个性培养与全面发展，取得尽可能好的教学效果。有效教学核心：学生参与包括行为参与、认知参与和情感参与三个方面，学生的情感参与和认知参与成正比。由于学生的广泛参与使得其自身在学习过程中不断得到启发与激励从而优化知识结构，乃至有所发现、有所创造。
（三）《新课程标准》的基本理论
《新课程标准》的基本理念是：面向全体学生，注意素质教育；整体设计目标，体现灵活开放；突出学生主体，尊重个体差异；采用活动途径，倡导体验参与；注重过程评价，促进学生发展；开发课程资源，拓展学用渠道。作业是巩固所学知识，提高学习成效，培养学生的实践能力和创造能力的重要手段；作业也是给教师提供教学反馈，调整教学方法，合理安排教学内容和教学任务的重要方法。在新课程理念下，教师设计科学作业应以学生的发展为目标，设计形式多样、异彩纷呈、学生乐于接受的科学作业。科学合理的作业设计既能提高学生的学习兴趣、减轻学生的学习负担，又能进一步提高学生的学习能力。
四、主要概念的界定
（一）有效
主要是指通过教师在一段时间的教学后，学生所获得的具体进步或发展。教学有没有效果，并不是指教师有没有教完内容或教得认不认真，而是指学生有没有学到什么或学生学得好不好。如果学生不想学或者学了没有收获，或者学生学得很辛苦，又没有得到应有的发展，则都是无效或低效教学。因此，学生有无进步或发展是教学有没有效果的唯一指标。
（二）科学作业
科学作业涵盖的范围有课堂练习、课后作业、章节测验、期中期末测验等，还有课堂动手操作、课后生活实践等。
五、研究过程
（一）初中生科学作业的现状研究
为了增强实验研究的针对性和实效性，课题组对初中学生科学作业现状进行了广泛的调查研究，2013年9月对我校八年级的480多名初中学生的有关“科学作业”进行了问卷调查和座谈，同时对全体科学老师做了一次问卷调查和访问。
在调查和访问中，我们看到了许多教师对布置作业充满无奈，为学生拖欠作业甚至不完成作业苦恼不堪，我们也听到部分学生对当前老师布置的作业不满意、完成得有点勉强的心里话。 再来看问卷调查情况，从学生角度看：学生能独立完成家庭作业的，仅占总人数的29%，基本能独立的也只有40%，而基本不能独立完成的和完全不能独立完成作业的高达21%和10%。从这两组数据我们不难得出这样的结论，学生的学习习惯欠佳，学习的自觉性不强。从教师角度看：首先，90%以上的教师在布置科学作业方面都是以书面作业为主，使作业沦为考试的“演练”工具，成了挣高分的手段，钻进了“死学”“死练”、模仿解题的死胡同。其次，作业设计没有做到分人、分层，批改作业更是按照统一的参考答案评价学生。作业的内容、格式要求、完成时间、完成形式更是统一的。教师不顾学生之间的实际差异而布置完全相同的作业，实际的效果只不过是省下了一点看作业的时间，而作业的实际意义却被教师有意无意地忽略了。另外，我们感受到长期以来，作业就只在教师与学生、学校与家庭之间以“四点两线”的方式存在。
面对这样的现状，只有进行作业改革，才能真正做到面向全体学生，全面提高教学质量，所以在课题研究的过程中，感到必须改变教师的教学观念，重新全面认识初中科学作业的意义，并赋予它新的价值。
附调查问卷一：
初中科学教师调查问卷
1.您的学生愿意做科学作业吗？
A.愿意 B.不愿意
2.您除了注重教材教法之外，学生作业的布置会成为您研究的一个范畴吗？
A.是 B.否 C.没注意
3.您的作业设计会因人而异分层次吗？
A.会 B.不会 C.偶尔会
4.您按统一参考答案来批改科学作业吗？
A.是 B.不是
5.您对目前的科学作业有何想法？
调查问卷二：
初中生科学作业现状调查表
同学们：
你们好！为了进一步了解大家的科学学习情况，也为了更好地与同学们交流.沟通，达到促进师生共同成长的目的，故做此调查，希望大家实事求是地回答，谢谢合作！
由表格数据分析，可归纳出初中科学传统作业设计存在如下弊端。
1.作业（问题）提出的单向性
在传统的作业中，问题都是课本（或教师）提供的，而不是学生自选的，这样的作业在训练学生“提出问题能力”方面无所作为。而面对不同水平的学生实施无差异的作业设计，讲究“齐步走”、“一刀切”，这又导致学生“吃不饱”与“吃不了”现象的发生。
2.作业内容的重复机械性
在传统教育思想指导下，作业被视为“课堂教学的延伸和补充”，科学作业的设计往往局限在再现式的范畴内，作业内容大多是机械地重复套用，应试训练色彩浓厚。这严重地抑制了学生的学习兴趣，极大地限制了学生学习活动的空间和科学素养的提高，更重要的是制约了学生的个性化发展，使学生对科学学习、科学作业失去兴趣，成为一种“只有压力，没有魅力”的负担。
3.作业完成的封闭性
传统作业片面强调独立思考，从来不把“合作”“探究”当做一项必要的素质进行培养，唯一像“合作”“探究”的东西只限于偶尔的、非组织形式的课堂讨论。进一步审视传统教育就可以发现，作为一种重要沟通能力的“与人合作、探究”的能力的培养很少提及，即使提及也缺乏载体。
（二）初中科学作业设计的原则
为了从学生成长角度出发，关注学生内心需求，确立学生在学习中的主体地位，开发学生的多元智能，科学作业设计既要考虑学生的接受能力和操作方便，又要提高学生的探究能力，最终以让每个学生主动地、健康地发展为前提。因此，根据“初中科学新课程标准下作业设计的特点分析”，结合本校初中学生的实际情况，确定了作业的设计与实践应坚持以下原则：
1.开放性原则
使作业向学生已有的知识经验、生活实际拓展，并与社会生活、学科前沿知识、其他学科知识建立联系和渗透，使学生的作业由单一化向多样化转变。
例如：给你简易器材：一个圆柱形平底玻璃杯、一块硬纸片、若干个充了空气的气球、一块海绵和一桶水。利用一种或两种以上器材设计三个力学实验，并按下表要求填写。
分析：本题要求设计力学实验，自然想到的知识点：有浮力、压强、力、密度等。这样本题可提供这样一些答案：（1）一个圆柱形平底玻璃杯、一块海绵、一桶水；压力与压强的关系；将玻璃杯平放在海绵上，逐渐在杯中注水；海绵形变程度逐渐变大。（2）一个平底玻璃杯，水、硬纸片；大气压的存在；玻璃杯中装满水，用硬纸片盖住杯口，倒置过来；杯不漏水。（3）一个气球，一桶水；浮力；将气球压入水中后，松手；气球上浮。此题把学生置于一个动态、开放的学习环境中，为学生提供多元、综合学习的机会，让学生在无拘無束的环境中体现自主开放的学习过程。
2.主体性原则
作业要强调激发学生的主动探究意识，强调学生主体作用的发挥，发展学生的思维能力，调动自主参与的积极情感，引导学生进行深入探索。
例如：小明在他家的苹果园里，用所学知识测量苹果的密度。他所能利用的器材有：自制的弹簧测力计以及盛有水的水桶、塑料水瓢、塑料绳和塑料袋（质量不计）。请你写出他有可能采用的实验步骤及苹果密度表达式推导过程。
分析：该题测定苹果密度的情景贴近学生生活，所给的器材是学生常见的日常用品或自制的器材。要测定苹果的密度，必须测出苹果的质量和体积，质量可用天平直接测量，也可用测力计通过测量重力间接测量；体积因其形状不规范，可以用排水法测量。给出的器材只能直接测量苹果的质量，苹果的体积需要间接测量，所以不能用常规的实验方法通过直接测出苹果的m、v，然后根据公式：ρ=m/V求得苹果的密度。学生在完成作业的过程中，运用新知识、新理念去理解、解决各种实际问题，从中增加科学知识，增长科学才干。这样的作业无疑会调动学生自主参与的积极情感，对培养学生的创造性思维能力大有裨益。 3.实践性原则
强调积极变革单纯的书面性作业形式，倡导观察、实验、动手操作、搜集、调查等新的作业方式。鼓励学生以实物、图片、调查统计表、实验报告等各种形式完成作业，展示成果。
例如：可让学生制作针孔照相机、磨制冰透镜、橡皮筋测力计、水果电池、简易指南针等；也可调查学校周围噪声污染的情况并提出防治措施等。在此过程中，学生加深了对所学知识的理解，培养了动手能力，也培养了战胜困难、经受挫折的良好思维品质，在实践中获得的知识远比在课堂上得到的知识要鲜活得多、深刻得多。
4.创新性原则
科学作业设计，要求更多地注重培养学生的灵活运用能力，在运用中强化创新意识。注重培养思维的发散性、灵活性和应变性，使学生在用科学反映思维的活动过程中优化思维的创造性品质。
例如：举世瞩目的2008年奥运会落下帷幕，你最崇拜（喜欢）的运动员是谁？能否将他（她）在赛场上的表现，用所学的有关知识加以描述或解释？（以小论文的形式）学生热情高涨，恨不得立即就想完成，第二天交上来的作业令人惊喜。
5.趣味性原则
同种佳肴常食倒胃，时令鲜花令人赏心悦目。我们发现学生对千篇一律的作业形式感到厌倦，因此在作业设计上做了多样化的探索，作业设计要根据学生年龄特点，摆脱单调乏味的重复练习，增强趣味性，调动学生的学习积极性，使之产生一种内部的需求感，自觉主动地完成作业。在《运动和力》这一章的复习作业中有如下设计：例如：你知道吗？姚明，NBA的佼佼者。赛场上，姚明用力向前运球。运动过程中，力改变了球的运动状态，也改变了球的形状。当他用力拍打篮球，使篮球的运动状态发生改变的同时，为什么会感到手很痛？这是因为力的作用是相互的。姚明将球运到篮板前投篮，只见篮球在空中飞向篮板，球进了（若不考虑空气阻力，此时篮球只受到重力的作用。）。姚明微笑地向观众示意，站立在篮球场上的姚明受到相互平衡的两个力：重力和地面对他的支持力。这两个力的大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。
在NBA，每一位运动员都需要一双专用的运动鞋，我就是姚明专用鞋的首席设计师。看看我设计的运动鞋吧，它的底部有漂亮的花纹（增大接触面的粗糙程度来增大有益摩擦）。
如果篮球场上没有摩擦，则将会出现什么现象？场上的运动员将无法跑步，运动员滑倒在地上将很难再爬起来，篮球从运动员的手中滑落，运动员不能投球得分，任何篮球场都不可能造起来……
学生对作业是否感兴趣，很大程度上取决于作业形式与内容的趣味性与新鲜度。富有趣味情境的作业，能增强学生的探求欲望，将枯燥、单调的知识变换为一个生动场景，有效地激发学生的兴趣，鼓励学生在观察、思考、探究中自主发现问题与解决问题。
（三）初中科学有效的作业设计对策
好的作业设计，不仅可以巩固一堂课所要求掌握的知识，而且可以激发学习兴趣，开发智力，拓展知识面，点燃创造思维的火花，培养独立分析问题和解决问题的能力。认真研究作业设计的策略，优化作业设计的方法，使每一个学生的科学素养都得到良好发展。以下就是我们研究初中科学作业设计的几个对策：
1.差异性作业的设计
在作业布置上既要关注后进生和中等生，又要关注优秀生。要根据不同能力的学生布置不同层次的作业，供学生选择，让每位学生在适合自己的作业中都取得成功，获得认知经验和感性经验，从而使学生的学习积极性得到保护，不同学生的科学能力得到提高。
如：学完《声音的发生和传播》后，我给学生布置了这样三道有层次性作业。
1. 以下几个实验现象，能说明声音产生的原因的是（ ）
A.放在玻璃钟罩内的电铃正在发声，把玻璃罩内的空气抽去一些后，铃声明显减弱
B.把正在发声的收音机密封在塑料袋里，然后放入水中，人们仍然听到收音机发出的声音
C.拉小提琴时，琴弦的松紧程度不同，发出的声音不相同
D.拨动吉他的琴弦发出声音时，放在弦上的小纸片会被琴弦弹开
2. 2009年春晚的小品《不差钱》，赢得了全国观众的喜欢，小艳在现场听到“小沈阳”的声音是由？摇 ？摇产生的，靠？摇 ？摇传播过来的，“小沈阳”模仿“刀郎”的声音很逼真，是因为他们的？摇 ？摇相似。
3.下图是系有铃铛的烧瓶，李明用该装置按以下步骤探究声音的传播。
（1）用铁夹夹住橡皮管。摇动烧瓶，铃铛虽未碰及烧瓶，但仍能听到清晰的铃铛声。这一现象可作为固体和？摇 ？摇能够传声的证据。
（2）取下铁夹，并在烧瓶中倒入少量的水，然后加热使水沸腾，当瓶内的水风烧干时，立即停止加热，并用铁夹夹住橡皮管。过一会儿，给烧瓶浇水使其冷却，此时烧瓶内壁出现了一些小水珠，这些水珠是瓶内的水蒸气遇冷？摇 ？摇而形成的。
（3）再次摇动烧瓶，却听不到铃铛声，由此可推测烧瓶内？摇 ？摇（选填“充满空气”“充满水蒸气”“接近真空”） 。
（4）接着将烧瓶倒置于装有水的水槽中，如右图所示，拔除铁夹后，烧瓶内的水位将？摇 ？摇（选填“与水槽内水面相平”“上升到顶部”“略高于水槽内水面”） 。
（5）将烧瓶装满水，用铁夹夹住橡皮管，摇动烧瓶，又听到铃铛声，这一实验事实可证实？摇 ？摇可以传声（选填“水”“橡皮管”“水蒸气”） 。结果很多学生在完成第一道题后都盡力地去完成第二、三道题，表现出浓厚的兴趣和极大的好胜心，并在不知不觉中锻炼了自己的观察、分析、表达等方面的能力。
在差异性作业的设计方面，具体做法有：①作业量分层。对那些学有困难的学生，适当减少他们的作业量，减轻他们的课业负担。每课的基础性练习，必不可少，以扎实掌握基础知识和基本技能。至于教师结合课文内容设计的一些拓展性练习，他们可以选做或不做。适量的作业和练习要求，能有效地帮助学生体会成功的喜悦，培养自信心。②作业难度分层。针对学生科学能力有差异的客观事实，我们重视找准每类学生的最近发展区，为他们确定相应的目标，设计难易有别的作业。一般来说，确定为基础、发展、创造三级目标，要求一般学生能实现基础目标，努力实现发展目标；基础较好的学生努力实现创造目标。这样，让学生针对自身情况自主选择合适的作业，促使他们科学能力得到有效发展。③完成作业时间分层。科学课程必须关注学生个体差异，在完成作业时间上分层要求，有效保障后进生“吃得了”的问题。这样，保证了后进生的作业质量，使之扎实巩固所学知识，形成良性循环。由于分层作业的分量、难度适宜，选择自主，完成的时间灵活，不同层次的学生完成作业不再有困难，这无疑激发了学生完成作业的乐趣，学生在完成作业的同时既感到轻松愉快，又扎实掌握了知识技能。当然，教师还应鼓励学生向更高层次挑战。 2.实践性作业设计
突出实践性，是科学新课程的一大特色。学生通过实践活动，能初步获得一些科学活动的经验，了解科学在日常生活中的简单应用，加深对所学科学知识和方法的理解，初步学会与人合作交流，获得积极的科学学习情感。实践型作业的特点是突出科学活动的实践性，使学生不仅能在纸上做科学，而且能在动手、动口、动脑中学科学，能运用所学知识开展调查、收集、选择、分析、解释信息活动。设计实践作业的目的是使学生经历从实际问题中抽象出科学问题，建立科学模型，综合运用已有知识解决问题并预测事物发展过程，初步体会科学价值，同时能很好地落实情感、态度与价值观的教学目标。实践性作业一般取生活实际的现实问题作情境材料，设置具有社会参与性的实践问题。作业的方式一般有科学观察，检测、调查、资料的收集和整理，方案的设计和问题解决的建议和设想等。
例1：围绕“爱护水资源”这一主题，进行分组调查，写出报告：（1）我所知道的水；（2）水在自然界中的分布（可查找资料，也可看我们的教材，但最好不要只局限于教材）；（3）水的污染情况调查（可上网查询，也可参阅相关性的书籍、刊物和报纸，也可实地调查）；（4）家庭用水的污水排放情况，是否存在浪费水的地方；（5）有关海水的资料。
例2：我国古书《神仙传·麻姑》中就有有关沧海桑田的传说，说的是地球上沧海变成桑田，桑田又变成沧海。你认为在自然界可能发生吗？请查找有关资料，证明你的观点。
例3：让学生寻找周围的三种动物和三种植物，通过观察、调查、研究或查阅相关资料，在表格中填上生物相应的内容。
表格1
表格2
完成以上例题的过程，就是一次综合性社会实践活动的过程。在实践过程中，学生获得了综合实践所必需的一些方法，亲历了知识获得和知识在现实社会生活中应用的过程，体验了知识的有用性和真正的价值之所在，锻炼了学生的实践能力，培养了学生社会责任感。
总之，科学课重在实践，学生科学实践能力不是在课堂“言说”的过程中形成的，而是在学生亲自动手的实践过程中形成的。我们要以实践性作业为载体，构建一个开放的科学学习世界，打通课堂生活与社会生活联系的通道，以培养学生扎实的科学探究能力。
3.探究型作业设计
科学学习是充满观察、实验、分析、推理及探索性与挑战性的活动。探究型作业，可以是利用学生身边的学习用具、生活用品进行探究性实验，也可以是学生遇到的生活、学习、自然界中的科学问题进行探究，所布置的探究作业应着眼于学生发展，培养学生正确的科学方法、严谨的科学态度及良好的思维习惯，不仅学会从科学现象、科学规律中探究问题，而且从实际生活中不断发现问题、提出问题、研究问题、解决问题，形成完整严谨的科学思维品质和良好的行为习惯。探究性作业的功能在于让学生的学习从死记硬背，走向自主探索、积极思考。学生在独立思考、合作交流的基础上完成既有趣又有挑战性的作业，并能成为指引学生在科学学习中注重探究性学习的向导。
例1：同学们都有这样的体会，在公路上骑自行车时，速度越快，感觉空气的阻力越大，小红根据这个经验提出一个问题：空气阻力大小与速度的快慢有什么关系？针对这一问题，她提出如下猜想：
猜想1：也许空气的阻力大小与速度的快慢成正比。
猜想2：也许空气的阻力大小与速度快慢的平方成正比。
（1）究竟哪一个猜想正确？课后请你们每四位同学组成一组，设计实验方案，进行探究，写出探究过程与结果。
（2）回忆风雨天气你撑开雨伞迎风而走的场景，你提出空气的阻力还可能与什么有关？说说看。
例2：某同学以“绿豆种子的萌发与哪些因素有关”为课题进行实验探究。
提出问题：绿豆种子萌发与哪些因素有关？
已有信息：干燥的绿豆种子不能发芽，完全浸没在水中的绿豆种子也不能发芽，潮湿的种子在合适的温度下能发芽，发霉腐烂的种子不能发芽。请你根据以上信息作出合理假设，至少写出三个假设：
假设一：？摇 ？摇。
假设二：？摇 ？摇。
假设三：？摇 ？摇。
例3：小科在观看2009世界冰壶锦标赛时猜想：冰壶在冰面上的滑行距离，除了与离手时的速度、接触面的粗糙程度有关外，还可能与质量有关。
为了验证这一猜想，小科、小敏和小思做了如下实验（如图所示）：在木块上加放数量不等的钩码后，让木块从O点静止滑下，记录木块和钩码的总质量m和它在水平面的滑行距离S，记录数据如下（各组在A点时初速度均相同）：
（1）从上述数据分析，可以得到的结论是：在初速度和接触面粗糙程度相同的条件下，物体在水平面上滑行的距离与物体的质量大小？摇 ？摇。
（2）小敏认为：木块及钩码的质量越大，对水平面的压力越大，则滑行中受到的摩擦阻力也越大，滑行距离就会越短。因此，他认为数据有问题，于是对上表数据做了如下改动：
请你评判小敏的做法并阐述理由：？摇 ？摇。
（3）小思同学反思上述实验后认为：在初速度和所受到的摩擦阻力大小相同的条件下，物体的质量越大，在不平面上滑行的距离将越远，因为：？摇 ？摇。
以上例题都是以现实生活为背景材料，设置问题情境，引领学生学会用猜想验证的方法进行科学探究，激活了学生思维，锻炼了学生的思维品质。
新课程改革强调要开展探究性学习，非常适合情感教育的需求。探究性学习重在增强学生学习的主动性，培养学生的责任感，在探究过程中，学生体验复杂的情感历程，以情感为动力，解决问题，最后体验成功。在这种探究性的作业中，学生受到了教育，同时体验到作业的乐趣与价值，体验到学习科学的成功与自信，并蓄积起对作业的热情和经验。
4.教育型作业设计
教育型作业是通过创设具有思想品德教育意义的问题情境，达到潜移默化的德育效果。这类作业的情境材料一般是学生關注的社会热点问题，社会经济发展中的具有教育价值的问题，体现正确价值观导向的问题。这类作业的教育功能在于对学生进行引导，让学生懂得一个人既要有渊博的文化知识，更要有良好的道德修养。 例1：保护环境、节约能源要从我做起。下列做法中，需要改正的是（ ）
A.及时关掉未关紧的水龙头，养成节约用水的习惯；
B.尽可能用太阳能热水器代替电热水器；
C.及时将生活垃圾、废旧电池装在一起丢弃到垃圾箱中；
D.用洗脸水冲刷厕所，将废报纸、酒瓶等送到废品收购站。
例2：“环保”是一个永恒的话题，它是人类文明程度的显现，更是人类生存发展的基础。善待环境，人类的家园会更美好，生活会更幸福；漠视环境，人类将会受到无情的报复。某班同学举行了题为“我的环保行动”的综合性学习活动，请你踊跃参加。
（活动一：实地观察）留心观察学校周边的农村或社区环境，了解当地环境污染的状况，并把令你感受最深的情景，用简洁、精练的语言描绘出来。
镜头一：
镜头二：
（活动二：献计献策）请为解决当地环境保护问题献出你的锦囊妙计。（不少于两条）
我的计策一：
我的计策二：
（活动三：环保行动）环境保护是我们每一位青少年义不容辞的责任，你打算为保护当地的环境做点什么呢？请把你的想法写出来然后与全班同学一起交流。我的环保行动：
以上例题以当代社会的热点问题——环保教育为主题，将环保知识与环境道德融合，通过道德行为的选择，对学生进行环保意识的引导和教育。
5.阅读型作业设计
设计阅读型作业，取材要尽可能简洁精炼、典型，要适合学生的认知水平，内容上要注意科学性和思想性的统一。有目的、有计划地让学生带着问题阅读有关科普知识或科学著作，不仅能激发学生的学习兴趣，拓宽学生的知识视野，培养学生的自学能力、分析问题和解决问题的能力，而且能使学生从阅读中感悟科学家创造知识的人格魅力，领悟科学的思维方法，培养学生献身科学的情感意志。
例1.阅读下文：
新华网内蒙古四子王旗10月17日电（记者李宣良、黄明）因与大气的剧烈摩擦而被烧蚀成深褐色的神舟六号返回舱静静地躺在草原上，舱体上还带着上千度高温发热后的余温。着陆场系统总设计师侯鹰告诉新华社记者，飞船返回舱返回最大技术难点之一就是飞船的降温，必须给飞船穿上一件“隔热衣”。当返回舱在距离地面80公里-40公里的高度以数千米每秒的速度穿越稠密大气层时，返回舱表面温度会达到1000-2000摄氏度，如果不采取有效的防热降温措施，整个返回舱将会像陨石一样被烧为灰烬。这时必须给飞船穿上一层“防热衣”，使飞船内部的温度控制在航天员可以忍受的40摄氏度以下。侯鹰介绍，窗体顶端窗体底端神舟六号飞船的防热材料，就是从几十种材料中严格筛选出来的。为进一步将质量降下来，在材料的使用上采用了蜂窝格的设计，这种既有密度又有疏松的设计，保证了神舟飞船穿上的是轻薄的“防热衣”。直径2.5米的返回舱表面积为22.4平方米，目前使用的防热材料总质量约500千克。俄罗斯的“联盟”号飞船直径是2米，表面积是17平方米，而它的防热材料达700千克。侯鹰说：“可以看出，我国飞船的防热技术具备了世界先进水平。”
该资料中提到很多我们学过的科学量，请你至少指出其中三个，并说出相应的实验室测量工具。（1）？摇 ？摇、？摇 ？摇；（2）？摇 ？摇、？摇 ？摇；（3）？摇 ？摇、？摇 ？摇。
例2.阅读下文：
在美国科罗拉多州，有一天，有7个孩子突然病倒了，并伴有腹泻、胃痛、发烧、呕吐等症状。数日后，又有43人出现了相同的症状。化验结果显示，所有的患者都感染了一种能够通过感染菌的肉或蛋传播的细菌。那么孩子们是怎么感染上病菌的呢？为什么有些孩子感染了，而另一些孩子却没有？研究员认为这些细菌来自于某些感染菌的食物，他们对孩子们进行了询问，但孩子们说：他们没有在一起吃饭！那么孩子们一起参加过什么活动呢？调查发现：他们去动物园参观了一种蜥蜴展览。研究员经检查发现了一只蜥蜴是此病菌的携带者。但展览的动物是不许触摸的，又怎么会感染到孩子们身上呢？
于是，研究员仔细询问了孩子们在展区的活动，并将他们提供的信息与那些没有得病的孩子进行比较，发现洗过手的孩子没得病，而没洗手的孩子则病了。
对信息的进一步筛选和分析发现，凡是接触过木栅栏又没洗手的孩子都病了，而对木栅栏的检验的确发现了该病菌。原来孩子们得病的过程是这样的：他们爬上围护蜥蜴的木栅栏，没有洗手就直接吃了东西，病菌就由口腔进入了他们的体内。
研究员在研究上述病因时：
①提出的问题是？摇 ？摇
②建立的假设是？摇 ？摇
③收集的证据是？摇 ？摇
④采用的科学方法是？搖 ？摇
⑤读过这个小故事后，你有什么感想？请写下来，与你的老师、同学分享。
学生通过对文本材料的阅读，获得了一次很好的人文教育，使学生明白，任何科学发展都不是偶然的，都是建立在前人研究成果的基础上的，都需要经过坚持不懈的艰苦奋斗。这在开阔了学生的视野的同时，也是一次很好的意志品质的教育。
（四）研究成果
科学作业设计的实验与研究虽然只经历短短的一年多时间，但是教师感受到学生的作业兴趣和科学水平都有了明显提高，主要表现在以下几个方面：
1.激发了学生做作业的积极性与兴趣
由于作业的有效性提高，减轻了学生负担，学生做作业也认真多了，积极性提高了，由于作业评价的详细到位、及时，学生作业中弄虚作假的现象减少了很多，作业的正确率提高了，学生渐渐养成良好的学习习惯。
2.学生科学成绩都显著提高
通过优化作业设计，学生受益匪浅，我们采用对照班与实验班作对比，对照班用传统作业、实验班用优化作业进行实践，实验后单元测试的成绩有了明显差异（成绩见表1）。我所任教的初二年级（7、8）班尽管学生学习能力较差，其他学科成绩不理想，但科学学科一直保持年级中第一、二名、合格率几乎100%、优秀率也名列前茅的优异成绩（成绩见表2），更关键的是学生树立了学习科学的自信心，养成了乐学的优秀品质。 3.提高了自身教科研水平
首先，为提高课堂练习的有效性，备课组教师在上好每一堂课上下工夫，经常切磋，互相学习，备课、上课能力都有很大提高。其次，我们备课组根据不同的复习阶段编撰了每天少量作业、每周专题作业。通过锻炼，我们编写有效作业的能力大大提高，并积累了自己的经验。
4.“作业设计的研究”辐射作用不断凸显
自本课题实施以来，起初是从科学教师入手进行实践，如今其他学科也渐渐把我们的一些作业设计的模式应用到自己的教学之中，不仅优化了课堂教学，激发了学生学习的求知欲，提高了教学质量，而且使自主学习、主体性探究学习的学科教学模式得到了优化完善，使其更加科学，更具操作性，把实验研究引向纵深发展。
（五）讨论与思考
一年多的实验研究，取得了一定成果。但由于教学的系统性和学习过程的复杂性，加之研究者本身认识的局限性，课题研究还存在诸多待深入探究的问题。
1.客观因素方面
（1）本课题实验研究虽然取得较好的成效，但因课题涉及一个崭新的教育命题，所以受到教育的周期长、过程复杂与效果滞后和隐蔽等条件的制约，要精确作业设计会优化教育教学及对学生的综合素质水平的提高还是具有一定的难度。本课题实验目前只进行了第一轮实验研究，还有待于进一步论证，才能获得最佳实验效果和具有较高的应用价值，因此，课题组还将继续进行积极的思考和实践，发展此项实验研究。
（2）如何更好地吸引全体学生做科学作业的兴趣，尽管教师想方设法设计更有效的作业，但总有少部分人作业态度不够认真。有效科学作业的更准确的标准是什么，怎样的作业才更高效。如何更快、更细地反馈作业，这直接关系学生作业的积极性。在优化作业设计时，教师要付出大量时间精力，减轻教师负担。
2.主观因素方面
（1）在实施课题研究过程中，发现作业的积极作用还没有发挥出来，没有真正让作业成为建构课内外、校内外联系的桥梁，成为连接学校与家庭、社会的纽带。
（2）有些教师布置作业在量和质上都比较“随意”，缺少精心设计，布置作业图“量”不求“质”，使得一些开放性等作业给学生带来了盲目性，同时给教师自己的指导工作带来了新挑战。所以又设计了“巩固作业”，力求弥补不足。（附录）
“教者有心，学者得益”。作业是课堂教学的延伸，它的优化设计，可以最大限度地拓展学生的减负空间，让学生有更多时间自由支配，丰富课余生活，发展独特个性。在实施新课程标准的大背景下，科学作业观急需转变，科学教师要以新课程标準精神为依据，确立以学生为本、面向全体、重视学以致用的新颖多样的科学作业观，要树立起新的科学作业设计理念，使学生个性在这里得到张扬，使学生人格在这里得到尊重，使学生情感在这里得到体验，使学生生命在这里得到发展。我们进行的作业设计改革才刚刚起步，它的完善与成功，有待于大家共同深入探索和研究。
参考文献：
[1]宋秋前.有效教学的理念与实施策略[M].浙江大学出版社.
[2]胡梦娇，刘熠，邱莹.例谈物理习题设计与创造性思维的培养.2009，（12）.
[3]中华人民共和国教育部.科学（7-9年级）课程标准（实验稿）[S].北京师范大学出版社.
附录： “生活中的水”课后作业
关键词： 有效作业 科学作业 作业设计 有效性
一、问题的提出
长期以来，应试教育背景下孕育的作业模式，以其传统的作业内容，统一的作业形式、作业要求，出现作业分量过重、时间过长，机械重复多，实践应用少；统一任务多，自主选择少；死记硬背多，理解活用少的现状。这样的作业过多地强调模式化、统一化、答案标准化，缺少因材施教，否定群体差异，个体的智慧、情感、态度、创造和实践等重要的成长元素被冷落。激不起学生的学习兴趣，不同层次的学生得不到不同發展，束缚了学生思维，挫伤了学生学习的积极性，使学生产生厌学、厌做作业情绪，大大加重了学生的课业负担，这些机械、滞后、封闭的作业模式，缺乏与社会生活的实际联系，无法使学生积极地、主动地、创造性地进行学习，阻碍了素质教育的发展。
鉴于此，我们确立了“作业设计有方法，效率提高激兴趣——提高初中科学作业设计的有效性实践研究”这一课题。
二、文献综述
关于有效科学作业设计或优化科学作业设计的文章多见诸网络、报刊、杂志等，我在网上浏览了几十篇相关资料，研读了二十余篇论文。概括起来，以往围绕这一课题研究的主要内容有：（1）科学作业设计必须遵循的原则；（2）有效科学作业具备的特点；（3）初中科学作业的类型；（4）优化科学作业设计的策略、技巧等，这些文章中的研究经验为本课题的研究提供了宝贵经验。
目前有关初中科学作业设计的研究有以下特点与态势：
（一）在我国推进素质教育的背景下，优化科学作业设计，提高科学作业的有效性，从而实施有效教学，减轻学生负担，提高教学效率，这一课题越来越备受关注。
（二）“提高科学作业的有效性”更关注的是通过教师怎样“设计”作业、怎样“优化”作业，而不是通过学生怎样努力做海量的作业提高科学作业的有效性。
因此，在开展这项课题研究时，自始至终追求的是：通过改变教师的教学理念、设计作业理念，提高科学作业的有效性，促进学生学习状况与学习质量的改善。研究的着眼点始终在学生，教改的着力点始终在教师。基于上述认识，用“作业设计有方法，效率提高激兴趣——提高初中科学作业设计的有效性实践研究”浓缩和概括这一课题想解决的主要问题与基本观点。
三、理论依据
（一）建构主义学习理论
建构主义的教学更注重教与学的过程中学生分析问题、解决问题和创造性思维的培养。建构主义教学应该通过设计一项重大任务或问题，以支撑学习者积极的学习活动，帮助学习者成为学习过程的主体，如创设真实、复杂、具有挑战性的开放的学习环境与问题情境，诱发、驱动并支撑学习者同时对学习的内容和过程进行反思与调控。在建构主义教室里，教师设计问题，引导讨论，从旁激发，支持并适时介入学生学习。在形成及转化知识的过程中，学生不再是通过记忆被动接受的机械学习，也不是无结构状态的盲目探寻，并完全忽视概念在理解中的作用的自由放任的学习，而是在与老师和同学的多边互动中，把建构发展成一种态度，探索新情境的态度，建构认知（如知识理解、认知策略）和情感（学习信念、自我概念），鼓励、提倡积极参与、主动地建构知识进行探索。
（二）有效教学理论
有效教学指教师遵循教学活动的客观规律，以尽少的时间、精力和物力投入，实现教学目标和学生的个性培养与全面发展，取得尽可能好的教学效果。有效教学核心：学生参与包括行为参与、认知参与和情感参与三个方面，学生的情感参与和认知参与成正比。由于学生的广泛参与使得其自身在学习过程中不断得到启发与激励从而优化知识结构，乃至有所发现、有所创造。
（三）《新课程标准》的基本理论
《新课程标准》的基本理念是：面向全体学生，注意素质教育；整体设计目标，体现灵活开放；突出学生主体，尊重个体差异；采用活动途径，倡导体验参与；注重过程评价，促进学生发展；开发课程资源，拓展学用渠道。作业是巩固所学知识，提高学习成效，培养学生的实践能力和创造能力的重要手段；作业也是给教师提供教学反馈，调整教学方法，合理安排教学内容和教学任务的重要方法。在新课程理念下，教师设计科学作业应以学生的发展为目标，设计形式多样、异彩纷呈、学生乐于接受的科学作业。科学合理的作业设计既能提高学生的学习兴趣、减轻学生的学习负担，又能进一步提高学生的学习能力。
四、主要概念的界定
（一）有效
主要是指通过教师在一段时间的教学后，学生所获得的具体进步或发展。教学有没有效果，并不是指教师有没有教完内容或教得认不认真，而是指学生有没有学到什么或学生学得好不好。如果学生不想学或者学了没有收获，或者学生学得很辛苦，又没有得到应有的发展，则都是无效或低效教学。因此，学生有无进步或发展是教学有没有效果的唯一指标。
（二）科学作业
科学作业涵盖的范围有课堂练习、课后作业、章节测验、期中期末测验等，还有课堂动手操作、课后生活实践等。
五、研究过程
（一）初中生科学作业的现状研究
为了增强实验研究的针对性和实效性，课题组对初中学生科学作业现状进行了广泛的调查研究，2013年9月对我校八年级的480多名初中学生的有关“科学作业”进行了问卷调查和座谈，同时对全体科学老师做了一次问卷调查和访问。
在调查和访问中，我们看到了许多教师对布置作业充满无奈，为学生拖欠作业甚至不完成作业苦恼不堪，我们也听到部分学生对当前老师布置的作业不满意、完成得有点勉强的心里话。 再来看问卷调查情况，从学生角度看：学生能独立完成家庭作业的，仅占总人数的29%，基本能独立的也只有40%，而基本不能独立完成的和完全不能独立完成作业的高达21%和10%。从这两组数据我们不难得出这样的结论，学生的学习习惯欠佳，学习的自觉性不强。从教师角度看：首先，90%以上的教师在布置科学作业方面都是以书面作业为主，使作业沦为考试的“演练”工具，成了挣高分的手段，钻进了“死学”“死练”、模仿解题的死胡同。其次，作业设计没有做到分人、分层，批改作业更是按照统一的参考答案评价学生。作业的内容、格式要求、完成时间、完成形式更是统一的。教师不顾学生之间的实际差异而布置完全相同的作业，实际的效果只不过是省下了一点看作业的时间，而作业的实际意义却被教师有意无意地忽略了。另外，我们感受到长期以来，作业就只在教师与学生、学校与家庭之间以“四点两线”的方式存在。
面对这样的现状，只有进行作业改革，才能真正做到面向全体学生，全面提高教学质量，所以在课题研究的过程中，感到必须改变教师的教学观念，重新全面认识初中科学作业的意义，并赋予它新的价值。
附调查问卷一：
初中科学教师调查问卷
1.您的学生愿意做科学作业吗？
A.愿意 B.不愿意
2.您除了注重教材教法之外，学生作业的布置会成为您研究的一个范畴吗？
A.是 B.否 C.没注意
3.您的作业设计会因人而异分层次吗？
A.会 B.不会 C.偶尔会
4.您按统一参考答案来批改科学作业吗？
A.是 B.不是
5.您对目前的科学作业有何想法？
调查问卷二：
初中生科学作业现状调查表
同学们：
你们好！为了进一步了解大家的科学学习情况，也为了更好地与同学们交流.沟通，达到促进师生共同成长的目的，故做此调查，希望大家实事求是地回答，谢谢合作！
由表格数据分析，可归纳出初中科学传统作业设计存在如下弊端。
1.作业（问题）提出的单向性
在传统的作业中，问题都是课本（或教师）提供的，而不是学生自选的，这样的作业在训练学生“提出问题能力”方面无所作为。而面对不同水平的学生实施无差异的作业设计，讲究“齐步走”、“一刀切”，这又导致学生“吃不饱”与“吃不了”现象的发生。
2.作业内容的重复机械性
在传统教育思想指导下，作业被视为“课堂教学的延伸和补充”，科学作业的设计往往局限在再现式的范畴内，作业内容大多是机械地重复套用，应试训练色彩浓厚。这严重地抑制了学生的学习兴趣，极大地限制了学生学习活动的空间和科学素养的提高，更重要的是制约了学生的个性化发展，使学生对科学学习、科学作业失去兴趣，成为一种“只有压力，没有魅力”的负担。
3.作业完成的封闭性
传统作业片面强调独立思考，从来不把“合作”“探究”当做一项必要的素质进行培养，唯一像“合作”“探究”的东西只限于偶尔的、非组织形式的课堂讨论。进一步审视传统教育就可以发现，作为一种重要沟通能力的“与人合作、探究”的能力的培养很少提及，即使提及也缺乏载体。
（二）初中科学作业设计的原则
为了从学生成长角度出发，关注学生内心需求，确立学生在学习中的主体地位，开发学生的多元智能，科学作业设计既要考虑学生的接受能力和操作方便，又要提高学生的探究能力，最终以让每个学生主动地、健康地发展为前提。因此，根据“初中科学新课程标准下作业设计的特点分析”，结合本校初中学生的实际情况，确定了作业的设计与实践应坚持以下原则：
1.开放性原则
使作业向学生已有的知识经验、生活实际拓展，并与社会生活、学科前沿知识、其他学科知识建立联系和渗透，使学生的作业由单一化向多样化转变。
例如：给你简易器材：一个圆柱形平底玻璃杯、一块硬纸片、若干个充了空气的气球、一块海绵和一桶水。利用一种或两种以上器材设计三个力学实验，并按下表要求填写。
分析：本题要求设计力学实验，自然想到的知识点：有浮力、压强、力、密度等。这样本题可提供这样一些答案：（1）一个圆柱形平底玻璃杯、一块海绵、一桶水；压力与压强的关系；将玻璃杯平放在海绵上，逐渐在杯中注水；海绵形变程度逐渐变大。（2）一个平底玻璃杯，水、硬纸片；大气压的存在；玻璃杯中装满水，用硬纸片盖住杯口，倒置过来；杯不漏水。（3）一个气球，一桶水；浮力；将气球压入水中后，松手；气球上浮。此题把学生置于一个动态、开放的学习环境中，为学生提供多元、综合学习的机会，让学生在无拘無束的环境中体现自主开放的学习过程。
2.主体性原则
作业要强调激发学生的主动探究意识，强调学生主体作用的发挥，发展学生的思维能力，调动自主参与的积极情感，引导学生进行深入探索。
例如：小明在他家的苹果园里，用所学知识测量苹果的密度。他所能利用的器材有：自制的弹簧测力计以及盛有水的水桶、塑料水瓢、塑料绳和塑料袋（质量不计）。请你写出他有可能采用的实验步骤及苹果密度表达式推导过程。
分析：该题测定苹果密度的情景贴近学生生活，所给的器材是学生常见的日常用品或自制的器材。要测定苹果的密度，必须测出苹果的质量和体积，质量可用天平直接测量，也可用测力计通过测量重力间接测量；体积因其形状不规范，可以用排水法测量。给出的器材只能直接测量苹果的质量，苹果的体积需要间接测量，所以不能用常规的实验方法通过直接测出苹果的m、v，然后根据公式：ρ=m/V求得苹果的密度。学生在完成作业的过程中，运用新知识、新理念去理解、解决各种实际问题，从中增加科学知识，增长科学才干。这样的作业无疑会调动学生自主参与的积极情感，对培养学生的创造性思维能力大有裨益。 3.实践性原则
强调积极变革单纯的书面性作业形式，倡导观察、实验、动手操作、搜集、调查等新的作业方式。鼓励学生以实物、图片、调查统计表、实验报告等各种形式完成作业，展示成果。
例如：可让学生制作针孔照相机、磨制冰透镜、橡皮筋测力计、水果电池、简易指南针等；也可调查学校周围噪声污染的情况并提出防治措施等。在此过程中，学生加深了对所学知识的理解，培养了动手能力，也培养了战胜困难、经受挫折的良好思维品质，在实践中获得的知识远比在课堂上得到的知识要鲜活得多、深刻得多。
4.创新性原则
科学作业设计，要求更多地注重培养学生的灵活运用能力，在运用中强化创新意识。注重培养思维的发散性、灵活性和应变性，使学生在用科学反映思维的活动过程中优化思维的创造性品质。
例如：举世瞩目的2008年奥运会落下帷幕，你最崇拜（喜欢）的运动员是谁？能否将他（她）在赛场上的表现，用所学的有关知识加以描述或解释？（以小论文的形式）学生热情高涨，恨不得立即就想完成，第二天交上来的作业令人惊喜。
5.趣味性原则
同种佳肴常食倒胃，时令鲜花令人赏心悦目。我们发现学生对千篇一律的作业形式感到厌倦，因此在作业设计上做了多样化的探索，作业设计要根据学生年龄特点，摆脱单调乏味的重复练习，增强趣味性，调动学生的学习积极性，使之产生一种内部的需求感，自觉主动地完成作业。在《运动和力》这一章的复习作业中有如下设计：例如：你知道吗？姚明，NBA的佼佼者。赛场上，姚明用力向前运球。运动过程中，力改变了球的运动状态，也改变了球的形状。当他用力拍打篮球，使篮球的运动状态发生改变的同时，为什么会感到手很痛？这是因为力的作用是相互的。姚明将球运到篮板前投篮，只见篮球在空中飞向篮板，球进了（若不考虑空气阻力，此时篮球只受到重力的作用。）。姚明微笑地向观众示意，站立在篮球场上的姚明受到相互平衡的两个力：重力和地面对他的支持力。这两个力的大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。
在NBA，每一位运动员都需要一双专用的运动鞋，我就是姚明专用鞋的首席设计师。看看我设计的运动鞋吧，它的底部有漂亮的花纹（增大接触面的粗糙程度来增大有益摩擦）。
如果篮球场上没有摩擦，则将会出现什么现象？场上的运动员将无法跑步，运动员滑倒在地上将很难再爬起来，篮球从运动员的手中滑落，运动员不能投球得分，任何篮球场都不可能造起来……
学生对作业是否感兴趣，很大程度上取决于作业形式与内容的趣味性与新鲜度。富有趣味情境的作业，能增强学生的探求欲望，将枯燥、单调的知识变换为一个生动场景，有效地激发学生的兴趣，鼓励学生在观察、思考、探究中自主发现问题与解决问题。
（三）初中科学有效的作业设计对策
好的作业设计，不仅可以巩固一堂课所要求掌握的知识，而且可以激发学习兴趣，开发智力，拓展知识面，点燃创造思维的火花，培养独立分析问题和解决问题的能力。认真研究作业设计的策略，优化作业设计的方法，使每一个学生的科学素养都得到良好发展。以下就是我们研究初中科学作业设计的几个对策：
1.差异性作业的设计
在作业布置上既要关注后进生和中等生，又要关注优秀生。要根据不同能力的学生布置不同层次的作业，供学生选择，让每位学生在适合自己的作业中都取得成功，获得认知经验和感性经验，从而使学生的学习积极性得到保护，不同学生的科学能力得到提高。
如：学完《声音的发生和传播》后，我给学生布置了这样三道有层次性作业。
1. 以下几个实验现象，能说明声音产生的原因的是（ ）
A.放在玻璃钟罩内的电铃正在发声，把玻璃罩内的空气抽去一些后，铃声明显减弱
B.把正在发声的收音机密封在塑料袋里，然后放入水中，人们仍然听到收音机发出的声音
C.拉小提琴时，琴弦的松紧程度不同，发出的声音不相同
D.拨动吉他的琴弦发出声音时，放在弦上的小纸片会被琴弦弹开
2. 2009年春晚的小品《不差钱》，赢得了全国观众的喜欢，小艳在现场听到“小沈阳”的声音是由？摇 ？摇产生的，靠？摇 ？摇传播过来的，“小沈阳”模仿“刀郎”的声音很逼真，是因为他们的？摇 ？摇相似。
3.下图是系有铃铛的烧瓶，李明用该装置按以下步骤探究声音的传播。
（1）用铁夹夹住橡皮管。摇动烧瓶，铃铛虽未碰及烧瓶，但仍能听到清晰的铃铛声。这一现象可作为固体和？摇 ？摇能够传声的证据。
（2）取下铁夹，并在烧瓶中倒入少量的水，然后加热使水沸腾，当瓶内的水风烧干时，立即停止加热，并用铁夹夹住橡皮管。过一会儿，给烧瓶浇水使其冷却，此时烧瓶内壁出现了一些小水珠，这些水珠是瓶内的水蒸气遇冷？摇 ？摇而形成的。
（3）再次摇动烧瓶，却听不到铃铛声，由此可推测烧瓶内？摇 ？摇（选填“充满空气”“充满水蒸气”“接近真空”） 。
（4）接着将烧瓶倒置于装有水的水槽中，如右图所示，拔除铁夹后，烧瓶内的水位将？摇 ？摇（选填“与水槽内水面相平”“上升到顶部”“略高于水槽内水面”） 。
（5）将烧瓶装满水，用铁夹夹住橡皮管，摇动烧瓶，又听到铃铛声，这一实验事实可证实？摇 ？摇可以传声（选填“水”“橡皮管”“水蒸气”） 。结果很多学生在完成第一道题后都盡力地去完成第二、三道题，表现出浓厚的兴趣和极大的好胜心，并在不知不觉中锻炼了自己的观察、分析、表达等方面的能力。
在差异性作业的设计方面，具体做法有：①作业量分层。对那些学有困难的学生，适当减少他们的作业量，减轻他们的课业负担。每课的基础性练习，必不可少，以扎实掌握基础知识和基本技能。至于教师结合课文内容设计的一些拓展性练习，他们可以选做或不做。适量的作业和练习要求，能有效地帮助学生体会成功的喜悦，培养自信心。②作业难度分层。针对学生科学能力有差异的客观事实，我们重视找准每类学生的最近发展区，为他们确定相应的目标，设计难易有别的作业。一般来说，确定为基础、发展、创造三级目标，要求一般学生能实现基础目标，努力实现发展目标；基础较好的学生努力实现创造目标。这样，让学生针对自身情况自主选择合适的作业，促使他们科学能力得到有效发展。③完成作业时间分层。科学课程必须关注学生个体差异，在完成作业时间上分层要求，有效保障后进生“吃得了”的问题。这样，保证了后进生的作业质量，使之扎实巩固所学知识，形成良性循环。由于分层作业的分量、难度适宜，选择自主，完成的时间灵活，不同层次的学生完成作业不再有困难，这无疑激发了学生完成作业的乐趣，学生在完成作业的同时既感到轻松愉快，又扎实掌握了知识技能。当然，教师还应鼓励学生向更高层次挑战。 2.实践性作业设计
突出实践性，是科学新课程的一大特色。学生通过实践活动，能初步获得一些科学活动的经验，了解科学在日常生活中的简单应用，加深对所学科学知识和方法的理解，初步学会与人合作交流，获得积极的科学学习情感。实践型作业的特点是突出科学活动的实践性，使学生不仅能在纸上做科学，而且能在动手、动口、动脑中学科学，能运用所学知识开展调查、收集、选择、分析、解释信息活动。设计实践作业的目的是使学生经历从实际问题中抽象出科学问题，建立科学模型，综合运用已有知识解决问题并预测事物发展过程，初步体会科学价值，同时能很好地落实情感、态度与价值观的教学目标。实践性作业一般取生活实际的现实问题作情境材料，设置具有社会参与性的实践问题。作业的方式一般有科学观察，检测、调查、资料的收集和整理，方案的设计和问题解决的建议和设想等。
例1：围绕“爱护水资源”这一主题，进行分组调查，写出报告：（1）我所知道的水；（2）水在自然界中的分布（可查找资料，也可看我们的教材，但最好不要只局限于教材）；（3）水的污染情况调查（可上网查询，也可参阅相关性的书籍、刊物和报纸，也可实地调查）；（4）家庭用水的污水排放情况，是否存在浪费水的地方；（5）有关海水的资料。
例2：我国古书《神仙传·麻姑》中就有有关沧海桑田的传说，说的是地球上沧海变成桑田，桑田又变成沧海。你认为在自然界可能发生吗？请查找有关资料，证明你的观点。
例3：让学生寻找周围的三种动物和三种植物，通过观察、调查、研究或查阅相关资料，在表格中填上生物相应的内容。
表格1
表格2
完成以上例题的过程，就是一次综合性社会实践活动的过程。在实践过程中，学生获得了综合实践所必需的一些方法，亲历了知识获得和知识在现实社会生活中应用的过程，体验了知识的有用性和真正的价值之所在，锻炼了学生的实践能力，培养了学生社会责任感。
总之，科学课重在实践，学生科学实践能力不是在课堂“言说”的过程中形成的，而是在学生亲自动手的实践过程中形成的。我们要以实践性作业为载体，构建一个开放的科学学习世界，打通课堂生活与社会生活联系的通道，以培养学生扎实的科学探究能力。
3.探究型作业设计
科学学习是充满观察、实验、分析、推理及探索性与挑战性的活动。探究型作业，可以是利用学生身边的学习用具、生活用品进行探究性实验，也可以是学生遇到的生活、学习、自然界中的科学问题进行探究，所布置的探究作业应着眼于学生发展，培养学生正确的科学方法、严谨的科学态度及良好的思维习惯，不仅学会从科学现象、科学规律中探究问题，而且从实际生活中不断发现问题、提出问题、研究问题、解决问题，形成完整严谨的科学思维品质和良好的行为习惯。探究性作业的功能在于让学生的学习从死记硬背，走向自主探索、积极思考。学生在独立思考、合作交流的基础上完成既有趣又有挑战性的作业，并能成为指引学生在科学学习中注重探究性学习的向导。
例1：同学们都有这样的体会，在公路上骑自行车时，速度越快，感觉空气的阻力越大，小红根据这个经验提出一个问题：空气阻力大小与速度的快慢有什么关系？针对这一问题，她提出如下猜想：
猜想1：也许空气的阻力大小与速度的快慢成正比。
猜想2：也许空气的阻力大小与速度快慢的平方成正比。
（1）究竟哪一个猜想正确？课后请你们每四位同学组成一组，设计实验方案，进行探究，写出探究过程与结果。
（2）回忆风雨天气你撑开雨伞迎风而走的场景，你提出空气的阻力还可能与什么有关？说说看。
例2：某同学以“绿豆种子的萌发与哪些因素有关”为课题进行实验探究。
提出问题：绿豆种子萌发与哪些因素有关？
已有信息：干燥的绿豆种子不能发芽，完全浸没在水中的绿豆种子也不能发芽，潮湿的种子在合适的温度下能发芽，发霉腐烂的种子不能发芽。请你根据以上信息作出合理假设，至少写出三个假设：
假设一：？摇 ？摇。
假设二：？摇 ？摇。
假设三：？摇 ？摇。
例3：小科在观看2009世界冰壶锦标赛时猜想：冰壶在冰面上的滑行距离，除了与离手时的速度、接触面的粗糙程度有关外，还可能与质量有关。
为了验证这一猜想，小科、小敏和小思做了如下实验（如图所示）：在木块上加放数量不等的钩码后，让木块从O点静止滑下，记录木块和钩码的总质量m和它在水平面的滑行距离S，记录数据如下（各组在A点时初速度均相同）：
（1）从上述数据分析，可以得到的结论是：在初速度和接触面粗糙程度相同的条件下，物体在水平面上滑行的距离与物体的质量大小？摇 ？摇。
（2）小敏认为：木块及钩码的质量越大，对水平面的压力越大，则滑行中受到的摩擦阻力也越大，滑行距离就会越短。因此，他认为数据有问题，于是对上表数据做了如下改动：
请你评判小敏的做法并阐述理由：？摇 ？摇。
（3）小思同学反思上述实验后认为：在初速度和所受到的摩擦阻力大小相同的条件下，物体的质量越大，在不平面上滑行的距离将越远，因为：？摇 ？摇。
以上例题都是以现实生活为背景材料，设置问题情境，引领学生学会用猜想验证的方法进行科学探究，激活了学生思维，锻炼了学生的思维品质。
新课程改革强调要开展探究性学习，非常适合情感教育的需求。探究性学习重在增强学生学习的主动性，培养学生的责任感，在探究过程中，学生体验复杂的情感历程，以情感为动力，解决问题，最后体验成功。在这种探究性的作业中，学生受到了教育，同时体验到作业的乐趣与价值，体验到学习科学的成功与自信，并蓄积起对作业的热情和经验。
4.教育型作业设计
教育型作业是通过创设具有思想品德教育意义的问题情境，达到潜移默化的德育效果。这类作业的情境材料一般是学生關注的社会热点问题，社会经济发展中的具有教育价值的问题，体现正确价值观导向的问题。这类作业的教育功能在于对学生进行引导，让学生懂得一个人既要有渊博的文化知识，更要有良好的道德修养。 例1：保护环境、节约能源要从我做起。下列做法中，需要改正的是（ ）
A.及时关掉未关紧的水龙头，养成节约用水的习惯；
B.尽可能用太阳能热水器代替电热水器；
C.及时将生活垃圾、废旧电池装在一起丢弃到垃圾箱中；
D.用洗脸水冲刷厕所，将废报纸、酒瓶等送到废品收购站。
例2：“环保”是一个永恒的话题，它是人类文明程度的显现，更是人类生存发展的基础。善待环境，人类的家园会更美好，生活会更幸福；漠视环境，人类将会受到无情的报复。某班同学举行了题为“我的环保行动”的综合性学习活动，请你踊跃参加。
（活动一：实地观察）留心观察学校周边的农村或社区环境，了解当地环境污染的状况，并把令你感受最深的情景，用简洁、精练的语言描绘出来。
镜头一：
镜头二：
（活动二：献计献策）请为解决当地环境保护问题献出你的锦囊妙计。（不少于两条）
我的计策一：
我的计策二：
（活动三：环保行动）环境保护是我们每一位青少年义不容辞的责任，你打算为保护当地的环境做点什么呢？请把你的想法写出来然后与全班同学一起交流。我的环保行动：
以上例题以当代社会的热点问题——环保教育为主题，将环保知识与环境道德融合，通过道德行为的选择，对学生进行环保意识的引导和教育。
5.阅读型作业设计
设计阅读型作业，取材要尽可能简洁精炼、典型，要适合学生的认知水平，内容上要注意科学性和思想性的统一。有目的、有计划地让学生带着问题阅读有关科普知识或科学著作，不仅能激发学生的学习兴趣，拓宽学生的知识视野，培养学生的自学能力、分析问题和解决问题的能力，而且能使学生从阅读中感悟科学家创造知识的人格魅力，领悟科学的思维方法，培养学生献身科学的情感意志。
例1.阅读下文：
新华网内蒙古四子王旗10月17日电（记者李宣良、黄明）因与大气的剧烈摩擦而被烧蚀成深褐色的神舟六号返回舱静静地躺在草原上，舱体上还带着上千度高温发热后的余温。着陆场系统总设计师侯鹰告诉新华社记者，飞船返回舱返回最大技术难点之一就是飞船的降温，必须给飞船穿上一件“隔热衣”。当返回舱在距离地面80公里-40公里的高度以数千米每秒的速度穿越稠密大气层时，返回舱表面温度会达到1000-2000摄氏度，如果不采取有效的防热降温措施，整个返回舱将会像陨石一样被烧为灰烬。这时必须给飞船穿上一层“防热衣”，使飞船内部的温度控制在航天员可以忍受的40摄氏度以下。侯鹰介绍，窗体顶端窗体底端神舟六号飞船的防热材料，就是从几十种材料中严格筛选出来的。为进一步将质量降下来，在材料的使用上采用了蜂窝格的设计，这种既有密度又有疏松的设计，保证了神舟飞船穿上的是轻薄的“防热衣”。直径2.5米的返回舱表面积为22.4平方米，目前使用的防热材料总质量约500千克。俄罗斯的“联盟”号飞船直径是2米，表面积是17平方米，而它的防热材料达700千克。侯鹰说：“可以看出，我国飞船的防热技术具备了世界先进水平。”
该资料中提到很多我们学过的科学量，请你至少指出其中三个，并说出相应的实验室测量工具。（1）？摇 ？摇、？摇 ？摇；（2）？摇 ？摇、？摇 ？摇；（3）？摇 ？摇、？摇 ？摇。
例2.阅读下文：
在美国科罗拉多州，有一天，有7个孩子突然病倒了，并伴有腹泻、胃痛、发烧、呕吐等症状。数日后，又有43人出现了相同的症状。化验结果显示，所有的患者都感染了一种能够通过感染菌的肉或蛋传播的细菌。那么孩子们是怎么感染上病菌的呢？为什么有些孩子感染了，而另一些孩子却没有？研究员认为这些细菌来自于某些感染菌的食物，他们对孩子们进行了询问，但孩子们说：他们没有在一起吃饭！那么孩子们一起参加过什么活动呢？调查发现：他们去动物园参观了一种蜥蜴展览。研究员经检查发现了一只蜥蜴是此病菌的携带者。但展览的动物是不许触摸的，又怎么会感染到孩子们身上呢？
于是，研究员仔细询问了孩子们在展区的活动，并将他们提供的信息与那些没有得病的孩子进行比较，发现洗过手的孩子没得病，而没洗手的孩子则病了。
对信息的进一步筛选和分析发现，凡是接触过木栅栏又没洗手的孩子都病了，而对木栅栏的检验的确发现了该病菌。原来孩子们得病的过程是这样的：他们爬上围护蜥蜴的木栅栏，没有洗手就直接吃了东西，病菌就由口腔进入了他们的体内。
研究员在研究上述病因时：
①提出的问题是？摇 ？摇
②建立的假设是？摇 ？摇
③收集的证据是？摇 ？摇
④采用的科学方法是？搖 ？摇
⑤读过这个小故事后，你有什么感想？请写下来，与你的老师、同学分享。
学生通过对文本材料的阅读，获得了一次很好的人文教育，使学生明白，任何科学发展都不是偶然的，都是建立在前人研究成果的基础上的，都需要经过坚持不懈的艰苦奋斗。这在开阔了学生的视野的同时，也是一次很好的意志品质的教育。
（四）研究成果
科学作业设计的实验与研究虽然只经历短短的一年多时间，但是教师感受到学生的作业兴趣和科学水平都有了明显提高，主要表现在以下几个方面：
1.激发了学生做作业的积极性与兴趣
由于作业的有效性提高，减轻了学生负担，学生做作业也认真多了，积极性提高了，由于作业评价的详细到位、及时，学生作业中弄虚作假的现象减少了很多，作业的正确率提高了，学生渐渐养成良好的学习习惯。
2.学生科学成绩都显著提高
通过优化作业设计，学生受益匪浅，我们采用对照班与实验班作对比，对照班用传统作业、实验班用优化作业进行实践，实验后单元测试的成绩有了明显差异（成绩见表1）。我所任教的初二年级（7、8）班尽管学生学习能力较差，其他学科成绩不理想，但科学学科一直保持年级中第一、二名、合格率几乎100%、优秀率也名列前茅的优异成绩（成绩见表2），更关键的是学生树立了学习科学的自信心，养成了乐学的优秀品质。 3.提高了自身教科研水平
首先，为提高课堂练习的有效性，备课组教师在上好每一堂课上下工夫，经常切磋，互相学习，备课、上课能力都有很大提高。其次，我们备课组根据不同的复习阶段编撰了每天少量作业、每周专题作业。通过锻炼，我们编写有效作业的能力大大提高，并积累了自己的经验。
4.“作业设计的研究”辐射作用不断凸显
自本课题实施以来，起初是从科学教师入手进行实践，如今其他学科也渐渐把我们的一些作业设计的模式应用到自己的教学之中，不仅优化了课堂教学，激发了学生学习的求知欲，提高了教学质量，而且使自主学习、主体性探究学习的学科教学模式得到了优化完善，使其更加科学，更具操作性，把实验研究引向纵深发展。
（五）讨论与思考
一年多的实验研究，取得了一定成果。但由于教学的系统性和学习过程的复杂性，加之研究者本身认识的局限性，课题研究还存在诸多待深入探究的问题。
1.客观因素方面
（1）本课题实验研究虽然取得较好的成效，但因课题涉及一个崭新的教育命题，所以受到教育的周期长、过程复杂与效果滞后和隐蔽等条件的制约，要精确作业设计会优化教育教学及对学生的综合素质水平的提高还是具有一定的难度。本课题实验目前只进行了第一轮实验研究，还有待于进一步论证，才能获得最佳实验效果和具有较高的应用价值，因此，课题组还将继续进行积极的思考和实践，发展此项实验研究。
（2）如何更好地吸引全体学生做科学作业的兴趣，尽管教师想方设法设计更有效的作业，但总有少部分人作业态度不够认真。有效科学作业的更准确的标准是什么，怎样的作业才更高效。如何更快、更细地反馈作业，这直接关系学生作业的积极性。在优化作业设计时，教师要付出大量时间精力，减轻教师负担。
2.主观因素方面
（1）在实施课题研究过程中，发现作业的积极作用还没有发挥出来，没有真正让作业成为建构课内外、校内外联系的桥梁，成为连接学校与家庭、社会的纽带。
（2）有些教师布置作业在量和质上都比较“随意”，缺少精心设计，布置作业图“量”不求“质”，使得一些开放性等作业给学生带来了盲目性，同时给教师自己的指导工作带来了新挑战。所以又设计了“巩固作业”，力求弥补不足。（附录）
“教者有心，学者得益”。作业是课堂教学的延伸，它的优化设计，可以最大限度地拓展学生的减负空间，让学生有更多时间自由支配，丰富课余生活，发展独特个性。在实施新课程标准的大背景下，科学作业观急需转变，科学教师要以新课程标準精神为依据，确立以学生为本、面向全体、重视学以致用的新颖多样的科学作业观，要树立起新的科学作业设计理念，使学生个性在这里得到张扬，使学生人格在这里得到尊重，使学生情感在这里得到体验，使学生生命在这里得到发展。我们进行的作业设计改革才刚刚起步，它的完善与成功，有待于大家共同深入探索和研究。
参考文献：
[1]宋秋前.有效教学的理念与实施策略[M].浙江大学出版社.
[2]胡梦娇，刘熠，邱莹.例谈物理习题设计与创造性思维的培养.2009，（12）.
[3]中华人民共和国教育部.科学（7-9年级）课程标准（实验稿）[S].北京师范大学出版社.
附录： “生活中的水”课后作业