促進(jìn)知識理解的初中化學(xué)單元作業(yè)設(shè)計

鄭雪珍　肖雪紅　江昌標(biāo)

摘要：“雙減”政策背景下，亟須提高作業(yè)的有效性，發(fā)揮作業(yè)應(yīng)有的作用。通過設(shè)計單元鞏固性、拓展性、實(shí)踐性等作業(yè)，促進(jìn)學(xué)生知識理解，形成結(jié)構(gòu)性、系統(tǒng)性知識，解決各單元學(xué)習(xí)問題的思路方法，發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)。本文以“應(yīng)用廣泛的酸、堿、鹽”單元為例，開展基于知識理解的結(jié)構(gòu)化單元作業(yè)設(shè)計。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué)；知識理解；核心素養(yǎng)；單元作業(yè)設(shè)計

文章編號：1008-0546（2023）08-0025-04?? 中圖分類號：G632.41?? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2023.08.005

一、單元內(nèi)容分析與作業(yè)目標(biāo)設(shè)計

1.單元內(nèi)容分析

滬科版九年級化學(xué)教材“應(yīng)用廣泛的酸、堿、鹽”單元，主要知識涵蓋溶液的酸堿性、酸堿鹽的性質(zhì)、用途及轉(zhuǎn)化、中和反應(yīng)、金屬活動性順序、復(fù)分解反應(yīng)等內(nèi)容。教材把分散在前面各章節(jié)學(xué)習(xí)的有關(guān)酸堿鹽知識和物質(zhì)性質(zhì)、變化、反應(yīng)類型，進(jìn)行結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化總結(jié)，并概述酸、堿、鹽各類物質(zhì)的性質(zhì)、變化、用途，形成化學(xué)觀念，培養(yǎng)學(xué)生分析、比較、歸納、概括等能力。

本單元內(nèi)容的教學(xué)應(yīng)促使學(xué)生初步形成酸、堿、鹽結(jié)構(gòu)性知識體系，分類認(rèn)識身邊的化學(xué)物質(zhì)，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途”的“構(gòu)、性、用”觀念，以及同類物質(zhì)具有結(jié)構(gòu)、性質(zhì)相似性和在一定條件下各類物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化的觀念。引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識酸堿性對人體健康、農(nóng)作物生長的重要性，通過酸堿性調(diào)控，更好地為人類生產(chǎn)、生活服務(wù)的責(zé)任和意識。

2.單元作業(yè)目標(biāo)設(shè)計

通過整體性優(yōu)化單元作業(yè)，充分發(fā)揮單元作業(yè)的鞏固性、拓展性、探究性等功能，提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。[1]同時，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步理解酸堿鹽性質(zhì)以及相互之間的關(guān)系，使化學(xué)知識系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化、功能化，[2]提高學(xué)生綜合應(yīng)用知識解決問題的能力，促進(jìn)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。其中，鞏固性作業(yè)側(cè)重于復(fù)習(xí)鞏固學(xué)生對溶液酸堿性以及化學(xué)測量、物質(zhì)性質(zhì)和應(yīng)用，物質(zhì)檢驗(yàn)、鑒別、除雜、分離、金屬活動性，微觀模型圖表征知識等基本知識和能力的認(rèn)識、理解和應(yīng)用；拓展性作業(yè)側(cè)重于對曲線坐標(biāo)圖知識、標(biāo)簽信息題、微粒運(yùn)動、推斷題和氣體的制取等知識、能力的遷移應(yīng)用與創(chuàng)新；探究性作業(yè)針對碳酸氫鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉的性質(zhì)開展綜合性探究，通過實(shí)踐性作業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力，觀察與動手等綜合能力。

基于上述分析，我們設(shè)計了“應(yīng)用廣泛的酸、堿、鹽”單元作業(yè)目標(biāo)，如表1所示。

二、單元作業(yè)設(shè)計要求

單元作業(yè)設(shè)計和測評必須依據(jù)《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版》和教育部《關(guān)于加強(qiáng)初中學(xué)業(yè)水平考試命題工作的意見》的要求，落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，引導(dǎo)教學(xué)方向，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和素質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。[3]因此，作業(yè)設(shè)計必須要聚焦核心素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生必備知識和關(guān)鍵能力，實(shí)現(xiàn)教育價值和功能。

1.創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，開展問題探究

在作業(yè)設(shè)計時，應(yīng)結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，聯(lián)系貼近學(xué)生具體的生活、生產(chǎn)實(shí)際問題，創(chuàng)設(shè)真實(shí)問題的情境，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生知識理解和應(yīng)用，建構(gòu)結(jié)構(gòu)化知識，形成從化學(xué)視角思考問題、解決問題的思路和方法。

例如，在日常生活中如何正確使用和保存潔廁靈？鋇餐透視能否服用碳酸鋇？能否用鐵桶盛裝農(nóng)藥波爾多液？烘焙糕點(diǎn)時加入適量小蘇打的作用是什么？月季花喜愛酸性土壤，最好施用溶液pH 為多少的氮肥？銨態(tài)氮肥如何使用和保存？酸性土壤如何改良等問題討論。

設(shè)計上述鞏固性作業(yè)，讓學(xué)生充分關(guān)注化學(xué)與生產(chǎn)生活實(shí)際的聯(lián)系，體會到化學(xué)的實(shí)用價值和學(xué)科魅力，并在解決實(shí)際問題的過程中提升關(guān)鍵能力，形成正確的價值觀，達(dá)到“教真實(shí)的化學(xué)，學(xué)有用的知識”的目的和功效。

2.拓展生活素材，設(shè)計探究實(shí)驗(yàn)

科學(xué)探究與實(shí)踐是經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究，基于學(xué)科和跨學(xué)科實(shí)踐活動形成的學(xué)習(xí)能力，是綜合運(yùn)用化學(xué)等學(xué)科的知識和方法的能力和品格。[1]以日常生活中或者平時實(shí)驗(yàn)中學(xué)生熟悉的一些物質(zhì)，設(shè)計探究性實(shí)驗(yàn)家庭作業(yè)，深度認(rèn)識理解酸堿鹽性質(zhì)和用途，促進(jìn)學(xué)生知識理解應(yīng)用，培養(yǎng)探究能力。

如設(shè)計拓展性作業(yè)，讓學(xué)生在家中探究紫甘藍(lán)能否作酸堿指示劑？

教師通過導(dǎo)學(xué)案引導(dǎo)學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，根?jù)實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，開展實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析證據(jù)，推測解釋結(jié)論等。學(xué)生通過自制紫甘藍(lán)酸堿指示劑，觀察紫甘藍(lán)汁液在醋、蘇打水、肥皂水、水和食鹽水中顯示的顏色，深刻認(rèn)識酸堿指示劑與酸或者堿溶液發(fā)生的化學(xué)變化，掌握實(shí)驗(yàn)探究的一般思路與基本方法。

3.依托核心知識，形成化學(xué)觀念思想

化學(xué)觀念是認(rèn)識物質(zhì)及其變化和解決實(shí)際問題的基礎(chǔ)。[1]化學(xué)核心知識是形成化學(xué)觀念的載體，形成化學(xué)觀念不僅需要學(xué)生能夠記憶概念、規(guī)律，還要在情境中體會化學(xué)知識的運(yùn)用，加深對化學(xué)概念、規(guī)律的理解。

（1）依托核心知識，形成“構(gòu)、性、用”觀念

學(xué)生通過了解溶液的酸堿性、常見酸堿鹽的性質(zhì)，分析比較和歸納各類物質(zhì)的共性，然后從組成上探析物質(zhì)共性的原因，預(yù)測同類物質(zhì)的基本性質(zhì)，形成同類物質(zhì)一般具有結(jié)構(gòu)相似，性質(zhì)相似等觀念。如酸的水溶液中陽離子全部是H+，堿的水溶液中陰離子全部是 OH－，因而酸、堿各具有相似的化學(xué)性質(zhì)。在學(xué)習(xí)常見酸堿鹽時，運(yùn)用酸堿鹽知識解決實(shí)際問題時，應(yīng)從物質(zhì)結(jié)構(gòu)入手，分類認(rèn)識它們的性質(zhì)，了解它們的用途，最終形成“構(gòu)、性、用”學(xué)科觀念及解決生產(chǎn)、生活和科研中的實(shí)際問題的思路方法。

例如，下列物質(zhì)的性質(zhì)與用途是否匹配：石墨質(zhì)軟，可作電池的電極材料；酒精具有可燃性，可作燃料；活性炭具有吸附性，可用于脫色制白糖；氫氧化鈉能與鹽酸反應(yīng)，可以治療胃酸過多。

這些問題，需要學(xué)生熟悉石墨質(zhì)軟具有導(dǎo)電性，適合作鉛筆知識，但不能作為電極，因?yàn)樽麟姌O是利用其具有導(dǎo)電性而不是質(zhì)軟性；酒精具有可燃性可以作燃料；活性炭結(jié)構(gòu)疏松多孔，具有很強(qiáng)的吸附性，可作白糖脫色劑；氫氧化鈉具有腐蝕性，不可以治療胃酸過多。通過“物質(zhì)性質(zhì)與用途”匹配性作業(yè)練習(xí)，培養(yǎng)了學(xué)生分析、比較、推斷能力，明確了常見物質(zhì)的性質(zhì)及用途的對應(yīng)關(guān)系，深入理解了有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)和用途，深化了“性質(zhì)決定用途、用途反映性質(zhì)”的核心觀念。

（2）設(shè)計化學(xué)三重表征作業(yè)，促進(jìn)核心知識理解

化學(xué)學(xué)科區(qū)別于其他學(xué)科的思維特點(diǎn)是：為了認(rèn)識物質(zhì)的變化、性質(zhì)，一般先從宏觀實(shí)驗(yàn)化學(xué)事實(shí)入手，再從微觀角度認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，運(yùn)用化學(xué)符號進(jìn)行表征，深入理解運(yùn)用。因此，應(yīng)該充分設(shè)計化學(xué)表征鞏固性、拓展性作業(yè)，引導(dǎo)學(xué)生從宏觀、微觀、符號視角分析和解決反應(yīng)中的有關(guān)問題，理解反應(yīng)的本質(zhì)，形成化學(xué)學(xué)科觀念和能力。

在氫氧化鈉溶液中，滴入幾滴無色酚酞后，溶液變紅，再將稀鹽酸滴入該紅色溶液中直至溶液變成無色。其溶液中微觀離子變化如圖1所示。問：

①反應(yīng)后溶液pH是否等于7？

②反應(yīng)后溶液中是否僅有Na+和Cl-？

③寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式；

④該反應(yīng)本質(zhì)是否是H+和OH-反應(yīng)生成了水？

⑤分析反應(yīng)前后該溶液中元素的種類、離子的種類和數(shù)目變化情況。

解決上述問題，學(xué)生需要掌握物質(zhì)類別和性質(zhì)，了解中和反應(yīng)特征，能夠從微觀角度分析理解其中的變化，知道溶液中離子的反應(yīng)特點(diǎn)和規(guī)律，知道溶液酸堿性的變化情況等知識。同時，理解元素符號、化學(xué)式、化學(xué)方程式表示方法和意義，認(rèn)識中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，形成獨(dú)特的化學(xué)表征思維方式。

（3）設(shè)計推斷題作業(yè)，強(qiáng)化物質(zhì)分類觀和轉(zhuǎn)化觀

分類觀、變化觀是重要的化學(xué)學(xué)科的核心觀念。學(xué)生憑借物質(zhì)的類別，往往可以類比推測物質(zhì)的性質(zhì)，了解物質(zhì)的性質(zhì)變化，研究物質(zhì)的制備等問題。因此，建立物質(zhì)“類別→性質(zhì)→變化”核心概念思維模型，是學(xué)習(xí)知識和解決問題的重要方法。[1]因此，通過物質(zhì)的轉(zhuǎn)化建立物質(zhì)間的關(guān)系圖，完善一種物質(zhì)到一類物質(zhì)的認(rèn)識，逐步形成物質(zhì)的轉(zhuǎn)化是有條件的、有規(guī)律、有價值的觀念。

甲、乙、丙、丁是常見的四種化學(xué)物質(zhì)，它們均含有同一種元素。其中甲和乙兩物質(zhì)的組成元素相同，乙可用于人工降雨，丙是石灰石，其主要成分是碳酸鈣，常溫下，丁是呈液態(tài)的常見氧化物。它們之間在一定條件下，可以發(fā)生如圖2所示的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。請推測甲的化學(xué)式為；乙→丁的化學(xué)方程式為；丙→丁的化學(xué)方程式為。

根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)及其相互轉(zhuǎn)換關(guān)系推測物質(zhì)，需要學(xué)生熟悉各類物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)及其轉(zhuǎn)化，學(xué)會分析和推理。從題干信息可知，乙是干冰，即二氧化碳；丙是碳酸鈣；丁常溫下呈液態(tài)的常見氧化物為水。據(jù)此，可以推測出甲的化學(xué)式為 CO，乙→丁，丙→丁的

化學(xué)方程式分別為 CO2+Ca（OH）2CaCO3↓+ H2O； CaCO3+2HCl CaCl2+ H2O+ CO2↑。

通過適當(dāng)?shù)耐茢囝}練習(xí)和歸納整理，掌握各類物質(zhì)之間的相互關(guān)系，形成系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化知識，培養(yǎng)分析論證推理等能力。

（4）設(shè)計“控制變量和對比實(shí)驗(yàn)”作業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科學(xué)習(xí)方法

“控制變量，對比實(shí)驗(yàn)”是化學(xué)學(xué)科重要的實(shí)驗(yàn)探究方法。因此，設(shè)計綜合性、鞏固性作業(yè)，讓學(xué)生探究問題，掌握“控制變量，對比實(shí)驗(yàn)”的解題思路和方法，解決化學(xué)實(shí)際問題，形成規(guī)律性等認(rèn)識，具有重要意義。

例如，某實(shí)驗(yàn)小組取等體積、等濃度的稀硫酸分別與等質(zhì)量片狀鎂、鋅、鐵金屬反應(yīng)，探究在相同條件下，金屬與酸反應(yīng)的規(guī)律，用溫度傳感器測得反應(yīng)溫度變化曲線如圖3所示。

①為什么要取等體積、等濃度的稀硫酸參加反應(yīng)？

②分析反應(yīng)中溫度升高的原因。

③根據(jù)曲線總結(jié)出金屬活動性的相關(guān)規(guī)律。

學(xué)生必須掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計“控制變量，對比實(shí)驗(yàn)”原則，在有多個變量的反應(yīng)中，保持1個自變量，才能夠?qū)Ρ瘸鰧?shí)驗(yàn)中因變量的關(guān)系。因此，取等體積、等濃度的稀硫酸與等質(zhì)量、片狀的金屬反應(yīng)，才能保證單一自變量。根據(jù)溫度傳感器測量出反應(yīng)溫度變化曲線可知：上述三種金屬與稀硫酸反應(yīng)，均為放熱反應(yīng)，反應(yīng)后溶液溫度逐漸升高。其中鎂與稀硫酸反應(yīng)放出的熱量最多，溶液溫度最高，鋅和鐵與稀硫酸反應(yīng)放出熱量依次降低，溶液溫度也依次降低，所以相同條件下，金屬越活潑與酸反應(yīng)放出的熱量越多。

通過上述作業(yè)，加深了對“控制變量和對比實(shí)驗(yàn)”方法的理解，提高了圖像分析應(yīng)用、證據(jù)推理及模型認(rèn)知的能力。

（4）發(fā)展科學(xué)思維，強(qiáng)化創(chuàng)新意識

在解決化學(xué)問題中運(yùn)用科學(xué)方法，形成的質(zhì)疑批判能力和創(chuàng)新意識。[1]教師在設(shè)計單元作業(yè)時，可以結(jié)合實(shí)驗(yàn)事實(shí)和數(shù)據(jù)，以裝置圖、表格、坐標(biāo)圖等形式，讓學(xué)生運(yùn)用分析、比較、綜合、歸納等方法學(xué)習(xí)。還可以設(shè)計一些開放性探究性作業(yè)，鼓勵學(xué)生從不同的角度進(jìn)行探究，引導(dǎo)學(xué)生分析、比較、評價實(shí)驗(yàn)方案，選取最優(yōu)方案。

例如，讓學(xué)生設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證長期敞口存放的氫氧化鈉溶液是否變質(zhì)?？疾閷W(xué)生理解題意，實(shí)質(zhì)考查堿類及碳酸鹽的性質(zhì)，才能夠設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案、評價實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。通過實(shí)驗(yàn)作業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生具備物質(zhì)轉(zhuǎn)化觀，提高分析推理論證能力、開放性思維能力。

三、教學(xué)總結(jié)與反思

設(shè)計單元作業(yè)是初中化學(xué)教學(xué)中不可缺少的環(huán)節(jié)，也是學(xué)生鞏固知識、提升能力和發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)的重要途徑。通過設(shè)計單元鞏固性作業(yè)、拓展性作業(yè)、探究性作業(yè)及實(shí)踐性作業(yè)，及時發(fā)現(xiàn)并糾正單元學(xué)習(xí)過程中存在的問題，拓展學(xué)生知識視野，培養(yǎng)探究能力；同時，開展探究性實(shí)驗(yàn)和綜合性、實(shí)踐性作業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和學(xué)科核心素養(yǎng)，從而提高單元復(fù)習(xí)的效率。

通過單元作業(yè)設(shè)計，引導(dǎo)學(xué)生梳理單元內(nèi)容知識，促進(jìn)知識關(guān)聯(lián)，理解核心知識概念，形成結(jié)構(gòu)性系統(tǒng)性網(wǎng)絡(luò)知識，培養(yǎng)學(xué)生分析、比較、歸納、分類的能力和落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)。

單元作業(yè)設(shè)計，是幫助學(xué)生鞏固知識，拓展視野，提升能力，落實(shí)立德樹人，發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)的一個重要途徑。需要教師精心、高效和創(chuàng)新性地設(shè)計單元作業(yè)，通過“鞏固性、拓展性、探究性和實(shí)踐性作業(yè)”的練習(xí)，立德樹人，發(fā)展學(xué)生必備品格和關(guān)鍵學(xué)習(xí)能力。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.

[2]張笑言，鄭長龍.基于學(xué)科理解的學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計策略[J].化學(xué)教育（中英文），2021，12（9）：41-44.

[3]中華人民共和國教育部.關(guān)于加強(qiáng)初中學(xué)業(yè)水平考試命題工作的意見.教基[2019]15號[N]，2019-11-20.