渗透化学核心素养的作业设计研究

邹国华 李元华 郭文珍

[摘 要]   化学学科核心素养的培养，不仅在教学中要落实，在作业中也应该渗透。作业设计前先确定设计目标，再收集素材，进行作业设计，本文以高三化学实验复习作业中渗透“证据推理和模型认知”的培养为例进行说明，供同仁参考。

[关键词]   作业设计;核心素养;化学实验

一、问题的由来

作业是教学活动的重要组成部分，但在目前形势下，考试分数仍然是评价学生的学习、评价教师的教学效果的重要依据，为提高考试成绩，作业考试化，作业形式试题化的现象普遍存在[1]。作业与试题在功能、形式和内容方面均有区别，但各种各样的试题对于一线教师来说也是很好的资源。一些试题，通过调整内容或者变换形式等途径进行改编，便可实现试题的功能向作业的功能转化，发挥作业应有的功能[2]。

为了适应全球教育改革发展趋势，提升我国综合国际竞争力，2017年版高中课程标准提出要重视开展“素养为本”的教学，化学学科核心素养包括：宏观辨识与微观辨析;变化观念与平衡思想;证据推理与模型认知;实验探究与创新意识;科学精神与社会责任五个方面[3]。学科核心素养既是课程目标，又是新的课程观，化学核心素养的确定，为化学教育工作者指明了培养人才工作的方向和目标，教育工作者应对照化学核心素养的具体内容，在教学中落实学生核心素养的培养;在作业中渗透学生核心素养的培养;在教学评价中检验学生核心素养的培养。

二、渗透核心素养培养的作业设计案例分析

（一）渗透核心素养培养的高三作业设计的思路

高三教学有别于高一和高二年级，高三主要以知识的复习以及讲评课为主，笔者认为化学核心素养的培养也相应地要在作业中渗透，让化学核心素养在作业中落地。高三课时紧张，有些化学模型的建构仅仅利用课堂时间较难完成，笔者尝试以经典试题为蓝本，围绕作业设计的主题目标将经典试题改编为合适的作业。学生通过课下作业引导和课上作业讲评时教师的适当点拨，自主建构起解题模型，同时落实部分核心素养的培养。高三课业负担重、学习压力大，不合理的作业设计将浪费学生时间、增加学生负担，为避免这些问题，作业设计前要认真分析考纲要求、分析高考试题特点和学生的答题情况，设计出有针对性的作业，帮助学生突破瓶颈。具体设计思路如图1。

（二）高三化學实验复习作业设计前的分析

《考试大纲（课标版）》考查的高考化学能力目标包含接受、吸收、整合化学信息的能力;分析和解决化学问题的能力;化学实验与探究的能力。其中接受、吸收、整合化学信息的能力的考查，在“信息迁移题”考查经验的基础上，除提供新颖的反应信息外，还提供一些数据图表信息，例如物质转化流程图、装置简化图、结构示意图和数据转化图等。这些信息的形式扩大了信息的内涵，增加信息的广度和深度，进一步加强对获取信息、加工和处理信息能力的考查，并要求考生将这些知识体系进一步应用到新的知识情境中，从而解决问题[4]。化学实验题是学生最难把握、最易失分的题型，考查的是高考化学的主干知识，且选拔性强，所占分值比重也较大，不难看出实验题在高考中的重要性[5]，做好实验题需要有证据意识，能基于证据对实验原理、过程、现象、结论进行推理分析，并要求在证据推理的基础上，能对实验方案进行设计和评价。不同类型的实验题有不同的分析思路，教师可分类复习，逐个突破。与学生交流结合学生答题情况发现：学生提取、整合题中信息运用于指导答题的能力有待提高;与气体有关的综合实验题分析思路混乱，不知从何处着手分析。

综合以上分析，确定本次作业设计的目标为：加强学生解题时提取“证据”的意识，提高证据推理能力;建构起以气体为纽带的综合实验的分析模型，形成气体综合实验装置模型认知。据此，笔者在高考实验试题中筛选典型的以气体为纽带的综合实验题，围绕预定目标将试题改编为合适的作业。作业设计分三个层次，层层深入，以期引导学生达到预期目标。

（三）渗透证据推理和模型认识的高三化学实验复习作业设计

第一层次：立足证据推理，建构气体检验的模型认知

一、请选择合适装置（可重复）和合适的药品、试剂，完成下列气体的检验

1.纯净气体的检验（ “__”上为参考答案，下同）

2.混合气体的检验。提示：混合气体成分的检验需要注意检验的先后顺序和气体之间检验时的相互干扰。

3.结合以上两组混合气体的检验，请你总结混合气体检验的一般思路和规律：

_检验气体1→除气体1→检验气体1是否除净→检验气体2 （开放题，有理即可）        。

设计意图：先复习纯净气体的检验，为后续解题做准备。混合气体成分的检验，难度加大，通过文字提示学生在检验时应考虑检验的先后顺序和气体之间检验时的相互干扰，引导学生建立气体检验的模型。气体的检验过程，实际上就是以实验现象为证据，推理判断的过程，在混合气体的检验中，证据推理能力要求进一步提高。通过总结两组混合气体的检验，学生不难发现混合气体的检验以检验气体1→除气体1→检验气体1是否除净→检验气体2的模型进行分析。

第二层次：立足证据推理，建构气体综合实验的模型认知

二、（2012年山东高考理综实验题改编）无水氯化铝是有机化工常用催化剂，其外观为白色固体，178℃时升华，极易潮解，遇水后会发热并产生白雾。实验室可通过干燥氯气与铝粉加热下制得，制备装置如下。

1.制备氯化铝的反应方程式：_________。

2.写出气体发生器中的化学反应方程式：__________。

3.逐一分析下列装置所盛装药品试剂及其作用（请先看图下方的提示）。

提示：a.以气体为纽带，将一系列装置组合在一起，以完成某项实验任务的装置组合称为气体综合实验装置。

b.气体综合实验装置通常是按照气体发生器→除杂、（检验）装置→核心反应装置→防干扰装置→尾气处理装置的顺序连接在一起。

分析思路：a.明确实验的目的，即核心反应;

b.根据核心反应选择气体发生器，然后分析导管中的气体成分，并以此作为切入点选择除杂与防干扰措施（重视题目所给信息，明确实验过程的一些特殊要求），最后进行尾气处理，并正确选择装置。

c.确定每一个装置的连接顺序，并跟随气流方向检验组装的装置能否达到实验目的。

设计意图：为了帮助学生建构气体综合实验的模型认识，设计前精选了气体综合实验的典型例题——2012年山东高考理综实验题，这道题融合了气体综合实验题中共同的、本质的要素，是一个具有代表性的气体综合实验。在作业设计过程中精心设计问题，并提供必要的文字引导，帮助学生提炼、抽象、概括出气体综合实验装置通常是按照“气体发生器→除杂装置→核心反应装置→防干扰装置→尾气处理装置”的顺序连接的一般特征，学生建构起气体综合实验装置的分析模型就水到渠成。

第三层次：灵活运用证据推理和模型认知分析解决新问题

三、结合气体检验和气体综合实验分析思路完成以下3道题

1.（2011年全国高考理综卷Ⅰ实验题改编）氢化钙固体登山运动员常用的能源提供剂。某兴趣小组长拟选用如下装置制备氢化钙（氢化钙易与水反应）请选择必要装置。按气流方向连接顺序为i→e，f→d，c→j，k→a，b  （填仪器接口的字母编号），指出所选的每个装置的作用。

2.（2015年全国高考理综卷Ⅰ实验题改编）草酸晶体（H₂C₂O₄·2H₂O）无色，熔点为101℃，易溶于水，受热脱水、升华，170℃以上分解，草酸钙不溶于水。请你设计实验验证草酸分解产物含有CO₂和CO。

①分解草酸装置应选择装置Ⅰ  ，理由：是分解草酸需要170℃以上温度，而其熔点为101℃。

②CO₂和CO混合气体先检验 CO₂ ，请选择C-I中合适装置完成上述实验（按气流方向填所选装置的字母，可重复选择），并在所选装置字母下方指出其作用。

③B的作用是冷凝挥发出来的草酸 ，是否能拆除否 （填是或否），理由是草酸易升华，挥发出的草酸若不除去，会与Ca（OH）₂生成沉淀，干扰CO2的检验  。

3.（2016年全国高考理综卷Ⅰ实验题改编）为了探究氨气的性质，某同学欲用下列装置制备氨气：

①氨气的发生装置可以选择上图中的A，反应的化学方程式为  。

②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置→d→c→f→e→I （按气流方向，用小写字母表示）。

设计意图：运用建构起的分析模型，结合证据推理，解决化学问题，提高学生的迁移运用能力。这部分的作业是前两部分的综合运用和提升。在设计过程中选取典型高考试题进行改编，旨在让学生巩固提升对气体综合实验装置的整体认识，巩固气体综合实验的分析模型，做到整体把握实验，理解每个实验装置的作用。在学科核心素养方面，作业设计中主要渗透的是对学生证据推理和模型认知的培养。

三、思考与总结

作业是教学活动中的重要组成部分，整个高三复习中，学生要做大量的作业，但往往这些作业仅仅是各种各样的高考真题或模拟试题。高三阶段通过真题或模拟试题提高学生的应试能力无可厚非，但这有局限性，不利于學生突破薄弱环节。在复习中发现学生普遍存在的薄弱点时，可以参考上述作业设计思路（图1），针对性地设计作业，学生通过作业的完成和教师对作业适当的讲评，能有效突破瓶颈。当然，作业设计所选择的素材要具有代表性和针对性，题量要适当，同时还要注意贴合考纲要求，避免增加学生负担。

不仅高三作业需要渗透核心素养的培养，其他年级也应将学科核心素养的培养渗透于作业中，教师在设计作业时要结合作业的类型，有意识地渗透学科核心素养的培养，学生完成作业不仅能巩固、提升所学知识、技能同时也提升了学科核心素养。

[参 考 文 献]

[1]邹国华.落实作业设计避免作业试题化[J].中学化学教学参考，2016（5）.

[2]邹国华.试题改编为作业的策略[J].化学教学，2016（7）.

[3]中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准[S].北京：人民教育出版社，2018.

[4]单旭峰.恢复高考后化学科考试命题改革综述[J].中国考试，2017（6）.

[5]曾兵芳等.新课程高考化学实验题的特点及启示[J].考试与招生，2011（5）.