随着旨在中国学生发展核心素养的课改的不断推进与落实,《普通高中生物学课程标准(2017年版)》提出了具体的生物学学科核心素养,其中包括科学思维。作业作为教学内容的补充,在培养学生综合发展、落实生物学学科核心素养等方面具有重要作用。本文试图通过基于科学思维培养的目的对高中生物学作业进行优化设计,以期弥补传统作业偏重知识传授的短板并践行生物学学科核心素养。首先,本文采用文献法,在查阅大量相关文献并了解国内外研究现状的基础上,制定了研究的目的、意义及思路,梳理并界定了相关概念,确立了本研究的理论基础,最终形成了本文的文献综述部分,本文涉及到的主要研究方法有文献法、问卷调查法、访谈法、观察法和案例分析法。其次,本文以摸清目前高中生物学作业设计与实施的现状为目的,选取兰州市七里河区某高中二年级三个班的学生和该校生物学教师为研究对象,分别采用问卷和访谈两种调查法对该校140名学生和7名生物学教师进行了调查,从调查结果来看,教师普遍缺乏对“科学思维”有进一步的了解和认识,对作业的自创度低;学生整体已具备良好的形成并发展科学思维的潜能;作业过于注重知识强化、忽略学生综合发展。基于以上结论,提出了改善现状的策略。接着,依据课程标准和相关文献对科学思维内涵的阐释,提出了作业应围绕知识、思维方法和态度三方面来设计的理念,并制定了基于科学思维培养的高中生物学作业设计的原则和具体过程。最后,开展研究并对实施效果做了分析。通过实践得出以下结论:1.优化后的作业能够帮助学生建立更加完善的知识体系;2.优化后的作业有助于学生养成科学思维的习惯;3.学生完成作业的质量得到进一步提高;4.学生归纳总结生物学知识的能力得到了提高;5.学生运用科学思维方法分析问题、解决问题的能力得到了提高;6.学生对待生物学作业与知识的态度发生了较大的转变;7.有效提高了教育教学的质量。本文结尾部分指出了研究中存在的不足,提出了研究的展望和建议。