基于核心素养培育的“低碳行动”校本作业设计策略研究

陈引力 刘春金

摘要：《福建省初中化学学科作业设计与管理指南》对初中化学学科的作业设计质量提出了具体的要求。在新课标和减负政策的背景下，通过概括初中化学作业的现状，提出校本作业设计的特点、标准和策略，探索基于核心素养培育的校本作业设计。以“低碳行动”的作业设计为例，从认知水平维度和时空维度上设计校本作业，以满足不同核心素养水平的学生的需求，更有效地发挥校本作业巩固知识、提升能力和构建素养的作用。

关键词：化学学科核心素养；校本；作业设计；低碳行动

中图分类号：G633.8文献标识码：A文章编号：1673-8918（2023）27-0001-05

《福建省初中化学学科作业设计与管理指南》指出作业是教学反馈与评价的重要形式，是概念统领、素养导向、情境化进阶实施的课堂教学的延续。《义务教育课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）要求落实基础性作业，增加实践性、弹性和跨学科作业，将各种类型作业的功能有机整合发挥复习巩固、拓展延伸和素养提升的作用。作为一线教师要深刻领会文件精神，分析本校作业现状，明确作业功能，把握校本作业设计的特点，遵循校本作业设计的标准，合理运用校本作业设计的策略，以减轻课业负担为目标精编校本作业，促进学生德智体美劳全面发展。

一、 初中化学作业现状

总体而言，目前初中化学作业设置缺乏科学性和逻辑性，作业设置的目标比例、难度比例、类型比例不协调，作业量过大。很多教师直接从教辅材料中选择整面的作业让学生完成，没有筛选，导致针对某个知识点或某个能力点进行反复强化训练。作业设计质量不容乐观：一是认为作业的主要功能只是巩固课堂知识与技能，对作业的其他功能没有全面地认识；二是没有依据新课标和教学目标制订作业目标，记忆、回忆等较低水平的目标占据较多的作业量；三是教师出于对中考题型的训练和批阅方便，更多地选用了选择题和填空题作为作业的主要题型，这两类题型很难对学生的问题解决思路和认识发展情况进行诊断。

二、 校本作业设计的特点

所谓校本作业，就是以学校为本、以学生为本的作业，有针对性地解决本校学生的实际问题。因此校本作业的设计具有校本性、实效性和针对性的特点。每位教师的作业设计或多或少都有校本的元素在里面，因为教师最熟悉的就是自己教的学生，这就是学情。集备组要汇总学生在学习过程中面临的问题，然后依据课标和学情，编写优质高效的校本作业，控制作业总量，控制作业完成时间，体现分层教学的特征，反映学生阶段性学习的要求。同时集备组也要及时关注校本作业完成过程中学生的活动表现，为教学和校本作业的改进提供依据。

三、 校本作业设计的标准

（一）政治适标性

学生完成作业也是一项教育活动，教育的初心不能遗忘，坚持党的教育方针、立德树人的根本任务必须放在校本作业设计的首要位置。在校本作业设计之初，必须认真研读新课标，把握其中的内容要求、学业要求、学业质量要求和评价要求。准确定位校本作业设计的内容在整个初中化学知识体系中的地位，使校本作业之间建立一定的联系，用发展的眼光看待学生和校本作业，使校本作业成为核心素养培育的摇篮，随着学生学习水平的不断提升而稳步提升。

（二）系统科学性

校本作业要凸显学科价值和育人价值，侧重核心概念，突出关键能力，培养必备品格，才能有效发挥作业的各种功能价值。校本作业的结构要体现教学的重、难点。根据调查问卷、初中生的心理特点和认知基础，每天校本作业完成时间在15分钟以内学生最容易接受。校本作业设计的类型也会影响学生做作业的兴趣，从而间接影响学生作业的负担感和作业效果。精心设计多样化的作业，并按照7∶2∶1的难度比例控制作业的总量，以发挥不同的作业类型对学生学习的不同作用。根据我校多年的实践经验科学地构建初三化学校本作业的框架，校本作业框架包括学习指导提纲（知识梳理、学法指导）、课时作业（温故知新、学以致用）、单元作业（实验探究、实践创新）、單元适应性练习（课堂诊断、反馈评价），还有实践类的作业，如校本课程（厨房中的化学、家庭实验、小制作和手抄报等）。通过微信、QQ、校和家、智学网系统进行在线诊断和个性辅导，形成较为完整的作业批改及作业反馈评价体系。

（三）校本层次性

根据多元智能理论，每个人的智力发展水平都是不同的，运用学情分析手段，了解学生已有知识和认知能力的支撑点，根据学生的“最近发展区”进行校本作业设计，将作业呈现的知识水平与学生现有知识水平相一致或略高一点，为不同发展潜力和能力特征的学生提供可选择的问题，促进不同学生能力的发展。校本作业要面向全体学生，在保证基础性作业的同时可以设置适量开放性或弹性作业满足学生的个性需求，让这部分学生根据自己的实际情况选择合适的作业，同时鼓励学生向更高层次作业发起挑战，这样有助于充分调动学生的学习动力，提升不同层次学生的核心素养水平。

（四）时代情境性

化学源于生活服务于社会，将社会热点事件融入校本作业中，不仅有利于学生构建知识，同时还能引导学生从人文和科学的视角形成正确的价值观。根据构建主义理论，学生掌握知识的过程不能脱离情境，要将知识融入一定的情境中，例如探月、火星探测、天宫课堂、北京冬奥、碳达峰等反映时代发展、科技进步及与生产生活实践紧密联系的真实情境，当新旧知识融合时，学习活动就自主发生了，因此校本作业要不断更新，与时俱进，才能培养学生在真实情境中综合运用所学知识和技能解决问题的能力。

四、 校本作业设计的策略

（一）作业开发策略

明确作业与考题在功能和命题思想上的不同（表1）。作业的开发策略要基于作业的功能，充分发挥作业的建构与培养功能。

（二）作业题型策略

首先明确各种作业题型的功能，然后按比例进行整体性的考虑。化学校本作业涉及的题型可以有选择题、填空题、性质和用途的配对题、原子结构示意图和微粒模型的作图题、实验原理分析的简答题、质量守恒定律有关的解释题、实验设计题、体现计算能力和技巧的计算题、科普阅读题等。

（三）作业类型策略

校本作业主要以发展学生的品格特征和学习力为主要目标，因此作业类型要丰富，有体现素养导向的基础性作业，有帮助学生进一步了解化学与生活、生产密切联系的综合应用性、探究拓展性、项目体验性作业，还有探究式、合作式、项目式等实践性作业，让不同层次的学生得到应有的发展。

（四）作业设计策略

“拿来主义”是目前多数学校解决校本作业的方案，拿来可以多一些，从质检试题和中考试题中拿来，关键要进行适当的筛选和精减，将试题中无关联的问题进行关联化处理，再适当增加“脚手架”，“脚手架”的作用是给予学生在做作业的过程中一些关键步骤、关键问题指导，把复杂的作业任务加以合理分解，以便达成最终的学习成果。

五、 基于核心素养培育的“低碳行动”校本作业设计

（一）教材和课标分析

“低碳行动”选自科粤版九年级上册第五章第三节，教材的编排顺序是先从性质入手，再探究实验室制取，然后是对人类生活和环境的影响（包括温室效应、低碳经济和低碳生活），最后认识碳循环，教材的呈现缺乏内在的逻辑关联。为了体现大概念对知识的结构化和素养化的功能价值，以新课标中“物质的性质与应用”学习主题下的“二氧化碳”为核心，通过说碳、寻碳、控碳、固碳和悟碳五个环节重构教学设计，创设新的情境，从温室效应、碳达峰、碳中和和自然界的碳循环入手，复习巩固二氧化碳的性质和用途，承载必做实验“二氧化碳的实验室制取”，融合碳中和理念践行“低碳行动”，发展学生的元素观、变化观、可持续发展观等化学观念，促进科学态度与社会责任、证据推理与模型认知等核心素养的发展。

新课标中的学业要求：能依据物质的组成对物质进行分类；能用化学方程式正确表示典型物质的化学性质；能举例说明二氧化碳的性质及用途的关系并解释一些简单的化学现象和事实；能设计简单实验，制备并检验二氧化碳及其性质。

（二）教学目标

（1）能通过查阅资料和研读资料，了解“低碳行动”的意义，了解碳循环和温室效应，能归纳二氧化碳的性质和用途，能设计简单实验制备二氧化碳。

（2）能梳理二氧化碳的转化途径，从化学视角认识控制空气中二氧化碳含量的方法和途径，用碳中和思想践行低碳行动。

（3）能初步构建二氧化碳转化的认知模型、发展转化观等学科观念，培养科学精神与社会责任，认识化学在促进社会可持续发展中的重要作用。

（三）作业设计分析

根据教学目标设计校本作业，完成相应作业后教师能够诊断教学目标的达成度，为后续校本作业的设计提供指引。基于核心素养培育的“低碳行动”校本作业设计如下：

作业题1：查阅资料，了解碳循环、碳达峰和碳中和，了解其中“碳”的含义，能说出温室效应的增强对环境的影响和危害。

设计意图：从时空维度上看，该作业属于课前作业，用于课前预习和學情诊断。要求学生利用网络收集、提取有用信息，形成文字稿，在“说碳”环节中进行表达交流，锻炼学生整合信息的能力和表达能力，提升学生的阅读素养和科学态度。

作业题2：日常生活中的衣食住行用都涉及二氧化碳的排放，统计家庭成员一个月的碳排放总量（表2）。通过你的低碳行动，一个月能减少多少碳排放，将你的经验与同学们分享。

设计意图：从认知水平维度上看，该作业属于实践类作业中的家庭小调查。“不算不知道、一算吓一跳”，通过学生统计的数据，让学生真实感受到大气中二氧化碳含量的增加和人类生活有着密不可分的关系。引导学生结合所学知识学以致用，解决实际问题，以此获得完整的经历，增强学习体验。该作业属于长周期的跟踪作业，可以让学生在一个较长时空周期中逐步形成低碳生活的方式和态度。

作业题3：“家庭实验”利用家里的物品（塑料瓶、注射器、吸管、笔芯、鸡蛋壳、海蛎壳、白米醋等），自制一套简易装置制取一定量的二氧化碳。用手机拍摄实验过程，将实物装置和实验视频在学习小组中展示交流，利用评价手段评价作品的等级。

设计意图：该作业面向全体学生，注重知识与实践的紧密结合。化学实验一直以来都是学生重要的兴趣支撑点，家庭实验可以有效弥补学校实验在时间上不足的现状。该作业是一项长周期的实践性作业，立足于学生必做实验，锻炼学生的合作交流能力，增强学习体验，培养科学与工程实践能力，促进科学思维发展。该作业贯穿课前、课堂和课后，运用评价量表指导不同层次的学生，有效培养学生的创新精神和实践能力。评价维度包括：原理、装置、展示效果、反思评价、协同合作和表达交流等。评价原理时，能选择适合的物品反应产生二氧化碳，知道制取二氧化碳的反应原理，认定为合格。能说出原理与装置之间的关系，能从物品的状态、反应条件、反应速率考虑反应原理，认定为良好。在良好的基础上，能评价不同反应并选择合适的制取原理；能通过实验验证影响反应速率的因素；能根据质量守恒定律定量计算制取二氧化碳时反应物的用量和配比，认定为优秀。评价装置时，能模仿实验室制取氧气的装置，有发生装置和收集装置，认定为合格。在合格的基础上，能考虑净化装置；能实现装置局部可调控（控制固体物品或控制液体物品，实现固液分离），认定为良好。在良好的基础上，能综合考虑原理（试剂用量、压强等）与实际需求（反应速率、二氧化碳纯度、安全环保等）之间的关系；实现装置的整体可调控，即一体化设计，认定为优秀。在展示效果的评价时，产气持续时间短，速度太快或太慢，作品整体不美观，认定为合格。速度适中，产气持续时间较短，作品整体较美观，认定为良好。产气持续时间长，速率适中，作品整体美观；能不断反思装置存在的问题，并尝试各种方法解决问题；团队成员能及时沟通，互相帮助克服困难，团队组长能根据项目进度调整任务分工；能用清晰的思路、丰富的素材、多媒体课件呈现作品制作过程和成果，语言流畅，认定为优秀。

作业题4：（1）根据“生态瓶”中的信息（图1），将含碳物质的化学式填写在生物圈（图2）和水圈（图3）的碳循环图中。写出光合作用的化学方程式：。

（2）阅读资料卡片，将含碳物质的化学式填写在岩石圈（图4）的碳循环图中。写出生成碳酸氢钙的化学方程式：。

资料卡片：含CO2的水渗入石灰岩中会溶解岩石中的碳酸钙，使其变成可溶性的碳酸氢钙［Ca（HCO3）2］。含碳酸氢钙的水从洞顶滴落时，由于受热或压强突然变小，碳酸氢钙又分解变为碳酸钙沉积下来，同时放出二氧化碳。溶洞中不断上演着这样的两个过程，这就是钟乳石、石笋和石柱的形成原因。

（3）根据碳循环图，从元素守恒的角度看，碳元素质量不变的微观原因是；从转化角度看，控制大气中二氧化碳含量的措施应该从两个方面入手：一方面是；另一方面是。

设计意图：该作业是以“寻碳”为主题的综合应用性作业，由三个小题组成，具有连续性、递进性，诊断学生的核心素养发展水平（转化观、守恒观和符号观）。通过创设真实情境，引导学生关注碳循环，认识二氧化碳产生和消耗的途径，通过获取、加工、处理“生态瓶”和资料卡片中的信息，帮助学生构建生物圈、水圈、岩石圈的碳循环认知模型，运用认知模型帮助学生初步建立元素观的思想。绿色植物的光合作用是维持生物圈中碳氧平衡的关键反应，这属于生物学学科的重要内容，该作业需要学生综合运用生物学科知识和跨学科思维探索问题的解决方法。

作业题5：（1）按物质的分类，梳理产生CO2的路径，写出反应的化学方程式。

（2）结合家庭成员一个月的碳排放总量，为实践“低碳生活”，你具体的做法是。

（3）结合能源消费结构图，分析实践“低碳经济”的路径是。

设计意图：该作业是以“控碳”为主题的基础类作业，检测学生对基本知识和基本概念的掌握情况，注重提炼关键字词和化学用语的规范书写，强化学生语言表达能力。该作业具有结构化知识的功能，聚焦二氧化碳产生的路径，诊断学生对含碳物质的性质及物质分类的掌握程度，帮助学生构建物质分类和常见物质性质的认知模型。该作业设计保证基础性的同时，也兼顾适度综合、适度分层和适度开放的设计理念，在解决真实情境下的问题时，学生会感受到化学知识能帮助人们解决实际问题，从而强化社会责任，增强国家认同感，增强民族自信心。

作业题6：（1）按物质分类，梳理能与CO2反应的物质，体现了二氧化碳的什么性质，反映出二氧化碳的什么用途，写出反应的化学方程式。

（2）阅读资料卡片，分析为什么要制取甲醇？仅用二氧化碳作为反应物能制取甲醇吗？反应条件要考虑什么？生成物有什么要求？

资料卡片：甲醇（CH3OH）是一种简单、较安全、容易储存和运输的液态燃料，甲醇完全燃烧的产物为二氧化碳和水。甲醇燃料电池有广泛的应用。2020年我国甲醇累计产量约为6000万吨，进口累计约1100万吨。目前生产甲醇的主要原料是煤炭等化石燃料。

设计意图：该作业是以“固碳”为主题的综合应用型作业。该作业设计关注化学学科价值，以真实情境下的问题解决为落脚点，从多个维度深入认识和应用化学反应，诊断学生对物质分类、元素守恒、调控反应、化学方程式的书写等认识，发展学生“性质——用途”相互关系的学科思想。

作业题7：通过控碳和固碳我们就能使二氧化碳的排放量等于二氧化碳的转化吸收量，实现二氧化碳的零排放，这就是碳中和思想。利用碳中和思想，结合二氧化碳产生路径和吸收路径，构建二氧化碳的转化网络图。

设计意图：该作业是以“悟碳”为主题的构建类作业，“控碳”和“固碳”环节的作业为学生提供知识储备和能力支持，起到“脚手架”的作用。通过建构知识网络，用发展观、转化观的思想，认识“碳中和”的行动在促进社会可持续发展中的重要作用。

六、 结论

综上所述，初中化学校本作业应该满足不同层次学生的发展需求，教师要明确校本作业在发展和诊断学生核心素养上的作用，集备组要发挥每位教师的主导作用，集思广益，依据新课标，根据学情，将核心素养的培育融入校本作业的设计中，帮助学生养成良好的学习习惯，培养必备品格，提升解决问题的能力。只有基于核心素养培育的校本作业，才能不断激发学生学习兴趣，增强学生学习能动性，达到减负增效、提高成绩的效果。

参考文献：

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［5］黄彩芬，陈新华.基于核心素养发展的“离子反应”作业设计［J］.中学化学教学参考，2021（13）：36-38.

课题项目：文章系福州市教育科学研究“十三五”规划2020年度课题“初中化学校本单元作业设计优化策略研究”（课题编号：FZ2020GH011）的成果之一。

作者简介：陈引力（1977～），男，汉族，福建福州人，福建省福州第十六中学，研究方向：作业设计、考试命题；

刘春金（1966～），女，汉族，福建福州人，福建省福州第十六中学，研究方向：化学教育教学、学校管理。