本课题通过文献研究，了解PISA的理念、开放性作业的结构现状、相关的支撑理论，界定了适用于上海初中科学课程的开放性作业的概念。即，它是初中科学课程的一类重要作业，供学生选择完成。它以《初中科学》课程理念为内容开发点，填补了与教材配套练习册的欠缺，尽力满足学生需求。它以PISA理念为结构支持点，引导学生运用知识，解决实际问题，探索未知世界。它以开放性作业理念为育人价值点，通过老师等多元评价激励、引导学生通过质疑、展示、讨论、实验、争论、说服，发展和深化学生对科学的理解，促使每个学生的主体意识、能动意识、创新意识得到发展。它的最终目标，就是提升学习素养，为学生成年后的创新力的提升，及应对未来社会的挑战，奠定基础。在实践研究中，笔者围绕着“基于PISA理念的初中科学课程开放性作业有助于提升学习素养”这一假设开展验证工作。制定了构建原则（符合育人价值的追求、适合学校课程的定位、体现教师育人的特色、保障学生发展的系统）；确定了构建方法（发挥教师的作用，任务模块化；发挥学生的作用，操作流程化；发挥教材的作用，内容结合化）；进行了构建初试（在第一章第三节《简单的实验技巧》开发第一份开放性作业）。在此基础上提出了基于PISA理念的开放性作业结构在科学探究、范例学习、复习训练中的三个模式，并运用对照实验法，进行实证研究，检验了这些模式运用的成效。实践证明，“开放性作业”模式的实施受到学生的喜爱，有助于强化学生的认知结构，促进了学生的科学素养发展，优化了备课、上课、作业、辅导、评价等教学的五环节关联，形成了在新课标下初中科学的新型作业观。本课题的新见解是将国内的一个“盲点”（初中科学学科的开放性作业）与国际的一个“热点”（PISA测试及其理念）相加而生成的研究新视角。并得出开放性作业的结构开发的三种新模式。模式一：课前探究模式的开放性作业；模式二：课中范例模式的开放性作业；模式三：课后复习模式的开放性作业。这三种模式有共同点，即能提升学生学习素养，提供教师提一套作业流程。但这三种模式也有不同点，可满足不同教学时段的需求。此外，本文也提出了本课题在实践研究中，存在的问题与进一步研究的建议。