素养导向的初中化学单元作业设计探究<br/>——以“酸和碱”单元作业设计为例

素养导向的初中化学单元作业设计探究
——以“酸和碱”单元作业设计为例

2024-03-07福建师范大学化学与材料学院唐晨瑶倪梓莹郑柳萍

黑龙江教育(教育与教学) 2024年2期

福建师范大学化学与材料学院唐晨瑶倪梓莹郑柳萍

“双减”政策指出了义务教育阶段作业量大，机械化严重，对学生能力锻炼不足等普遍性问题。单元作业作为落实化学课程目标、反馈教学效果、诊断学生水平的重要手段，有助于增强同一单元不同课时作业间的结构性和递进性，加强不同课时作业内容与要求间的关联，同时减少仅针对低阶认知类型目标、反复操练性质的作业在不同课时的简单机械性重复，增加体现发展高阶思维要求的作业比例，更好地发挥促进学生发展的作用。

一、素养导向的概念及内涵

核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过课程学习而逐步形成的适应个人终身发展所需要的正确价值观、必备品格和关键能力[1]。化学学科的核心素养主要包括化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任，为学生综合素质的发展提供了明确的方向。初中化学课程具有启蒙性、基础性的特点，以核心素养为导向的单元作业设计能培养学生的化学学习兴趣，为学生形成终身学习的习惯奠定基础。

二、素养导向的单元作业设计基本流程

新课标提出以核心素养为主线描述课程目标，开启了作业设计新思路的探索[2]。依据新课标中所提出的命题框架，提出以下单元作业设计思路（见图1）。

图1 以核心素养为导向的作业设计思路

（一）分析单元主题，初步确定单元作业目标

通过研读新课标，分解总目标，明确单元目标；结合对不同版本教材的对比分析，梳理内容结构，确定单元作业目标：

1.能举例说明常见酸、碱的主要性质和用途，并用化学方程式表征；能说出酸和碱在生活、生产、科技等方面的具体应用，认识酸碱性对人体和环境的影响。

2.通过实验探究认识化学对改善人类生活的重要作用；能使用正确酸碱指示剂检验溶液酸碱性，能通过pH 试纸粗略测定溶液酸碱度。

3.能利用常见酸、碱的主要性质分析、解释一些简单的化学现象和事实；能基于真实问题情境，设计简单实验方案，初步分析和解决相关的综合问题。

4.能结合实例体会合理使用化学品对保护环境的重要意义，形成合理使用化学品的意识；能对酸雨防治等相关的社会性议题进行讨论或参加综合实践活动。

5.能通过观察、实验及对现象和事实进行归纳概括，分析总结出认识物质性质的基本方法。

（二）寻找素材，素养为本，融合情境

新课标在教学建议中指出：“教师应根据教学目标、内容、学生的已有经验等有针对性地选择学习情境素材，引导学生从真实的学习情境中发现问题，展开讨论”。因此，教师应以真实情境为载体，善于充分开发生活情境，利用化学实验、新闻报道等多种素材，并以多样化形式设计展现发展学生化学学科核心素养的单元作业[3]。充分发挥单元作业的复习巩固、拓展延伸和提升素养等功能。

（三）科学设计分层作业，合理安排作业量

在合理确立目标的基础上，针对学生不同的学习水平，在控制作业量的前提下，将作业分为以下四种题型：一是基础提升题，主要为比较简单的巩固型作业，适合基础一般的学生；二是能力拓展题，主要是对知识的理解和简单的运用，适合理解型的学生；三是探究创新题，主要是对知识的综合运用和实践，鼓励学生创造性地解决问题，活用知识，适合综合素养高的学生；四是生活实践题，主要是将知识融入生活化的实践活动中，使学生从生活化的角度对化学知识进行理解和应用，增强学生解决问题的能力，进一步发展学生学科核心素养和综合能力，适合思维开放的学生[4]。以上四种题型合理搭配，可以让不同学生群体选择性完成相应类型作业，提高作业弹性。同时，在作业呈现形式上，添加“完成时间”栏目，帮助学生合理把握做题速度，提高作业的完成效率（见表1）。

表1 “酸和碱”单元作业属性表与对应单元目标

三、单元作业设计策略及案例分析

单元作业是课堂的必要补充，是知识的进阶延伸，是方法的理解运用。学生通过完成作业，理解掌握所学的知识、巩固应用所学技能，进一步锻炼思维能力；教师通过设计作业，为学生的思维搭建台阶，通过批阅作业，诊断学情，形成教学反馈，调控教学活动。

（一）联系生活实际，激发学习兴趣

以新课标为依据，以教材中的知识点为基础，以酸和碱在实际生活中的应用为例，帮助学生认识常见酸、碱的主要性质和用途，实现巩固基础知识的目的。

【例题1】（基础提升题）福州某中学有一片实验田，经测定土壤呈酸性，下表是部分农作物生长对土壤pH 的要求，该实验田最不适合种植的农作物是（）。

A.大豆 B.玉米 C.马铃薯 D.茶叶

【参考答案】B

【完成时间】1 分钟

【例题2】（基础提升题）掌握酸和碱的化学性质运用在生活中具有重要意义。下列实验方案能达到目的是（）。

【参考答案】C

【完成时间】3 分钟

【设计意图：例题1 主要考查学生对pH 概念的理解。以试验田土壤酸碱性为情境，让学生认识到不同的农作物对土壤的酸碱性要求也不同，进而对酸与碱性物质在实际生产活动中的应用有更深入的理解。例题2 主要考查学生对酸性与碱性物质的综合理解。引入蚊虫叮咬后会痛痒的实际生活情境、检验久置的NaOH 是否变质、除去CaO 中的CaCO3等实验情境，让学生认识到物质的多样性，通过生活中的情境与案例，认识到物质性质与应用之间的联系，在解决实际问题中学会独立思考，形成化学观念，解决实际问题，做到学以致用。教师在整理参考答案时，还可以为学生设计专属二维码，引导学生进行自主学习，学生可通过扫描二维码，自主阅读减轻蚊虫叮咬痛痒的方法指引，由例题延伸到相关生活常识，实现化学知识生活化的目的。】

（二）创设情境，促进思维发展

化学与人类的生产生活密切相关，教师应注重结合学生已有的生活经验，通过创设生活情境揭示酸和碱相关知识的实用价值，促进学生基于真实情境思考问题的能力。让学生学会运用比较、分类、分析、归纳等方法认识物质及其变化，发展学科思维，掌握认识事物的方法，形成严谨求实的科学态度。

【例题3】（能力拓展题）酸与碱在人类生产生活中有着广泛的运用，请联系所学知识，完成以下题目。

1.某种消化药的有效成分为氢氧化铝，可以治疗胃酸过多症，其反应的原理为________________________（书写化学方程式），请在图中画出在氢氧化铝与胃酸作用的过程中，胃液pH 随时间的变化曲线。

2.目前市场上治疗胃酸过多的抗酸剂有很多，请查阅资料，找出各种抗酸剂中的有效成分，并写出使用建议。

【参考答案】

1.Al（OH）3+3HCl==AlCl3+3H2O

2.合理即可

【参考时间】15 分钟

【设计意图：本题综合考查酸和碱的化学反应，探究生活中酸碱相关反应的本质，学生在掌握酸和碱基本性质的基础上，根据酸碱的特征推测反应过程中的变化，以动态视角认识酸碱中和反应过程中pH 的变化过程，通过绘制胃酸与碱性物质氢氧化铝酸碱中和过程的pH 变化曲线，增强物质转化的化学观念，加强题目的灵活性与多样性，充分调动学生思维。学生在解决如何合理应用抗酸剂的问题中，能够学会运用观察、比较、分类、分析、概括、综合等科学方法，对比不同抗酸剂的有效成分、不良反应给出使用建议，帮助学生全面系统地发展科学思维，有利于完善现有作业体系的不足。】

（三）设置开放问题，发展综合素养

教师应基于学生学习基础，充分把握重难点，并合理设置开放性问题、选做题等，增加作业的弹性，提高学生的核心素养。教师还应引导学生利用常见酸、碱的主要性质分析、解释一些简单的化学现象和事实，对酸雨防治等相关的社会性议题进行思考和讨论，并从不同维度认识问题，提出解决方案。

【例题4】（探究创新题）酸雨产生的原因是人们向大气中排放大量酸性物质，导致雨水被大气中的酸性气体污染。我国酸雨主要分布于长江以南的四川盆地、贵州、湖南、湖北、江西，以及广东、福建等地区。请结合已有知识，完成以下题目：

1.酸雨指的是pH＜_____的大气降水。

2.部分地区酸雨频发，已危害到人类生产活动，其中，酸雨的产生原因受到人们的重视与关注，下列物质能导致酸雨的是（）

A.SO2B.CH4C.CO2D.CO

3.酸雨（以硫酸型酸雨为主）会腐蚀大理石雕像，对建筑造成危害。请用方程式表示该过程涉及的主要反应：__________________________________________。

4. 我们常说：“绿水青山就是金山银山”，酸雨会导致土地酸化、水体酸化，还会影响季节变化规律。请你提出两条防治酸雨的措施：

____________________________。

5.（选做）查看你所在地区的空气质量表（AQI），你得到了哪些信息呢？其中的哪些物质可能会导致酸雨？

【参考答案】

1.5.6 2.D 3.CaCO3+H2SO4==CaSO4+H2O+CO2↑4.合理即可

【参考时间】6 分钟

【设计意图：以我国酸雨分布情况为背景，涉及酸雨的产生原因、主要危害、防治措施与环境保护方法，综合考查常见物质pH 值，化学方程式的书写规范等。在解题过程中，通过了解酸雨的危害，防治措施等，培养科学态度与责任意识，形成保护环境，低碳出行的态度与生活习惯，增强绿色化学的观念，实现化学学科育人目标。最后一题为开放题，增加作业弹性，引导学生从身边获取信息、提炼信息的能力，增强学生的跨学科意识，鼓励学生关注身边的化学，多角度、多层次地思考问题，促进核心素养融合发展。】

（四）设计家庭实验，活化知识内容

为增加作业的趣味性与学习的灵活性，教师可充分利用资源，开发学习素材，合理设计家庭实验，培育学生以实验为主的科学探究能力，通过科普阅读、网络查询等方式获取知识、加工信息的自主学习能力等，实现“学有所用”。在此基础上，融入多元活动评价体系，帮助学生进行实验反思与自主评价，实现家校共育。

【例题5】（生活实践题）自制酸碱指示剂

阅读材料：花朵之所以绚丽多彩、万紫千红，是和花瓣内所含有机色素相关。其中一种色素叫花青素，它的颜色随酸碱度的不同而变化，酸性时呈红色，碱性时呈蓝色，中性时呈紫色；另一种叫胡萝卜素，它可随酸碱度的变化而呈黄、橙、红等不同颜色。不同的花木，由于酸碱度不同或色素种类不同，会开出不同颜色的花朵。

由于花朵的颜色因酸碱度的不同而变化，故可从有色的植物花叶中提取色素，制成酸碱指示剂。例如牵牛花的紫色浸出液在酸性时呈红色，在碱性时呈绿色；胡萝卜皮的红色浸出液在酸性时呈红色，在碱性时呈蓝色。

实验目的：学习从植物花叶中提取酸碱指示剂的方法。

实验步骤：

①采料——收集不同颜色的花雕或紫甘蓝叶，取适量研碎。

②提液——用水和酒精（体积比1：1）漫泡，过滤，取液备用。

③试验——将色素提取液分别滴入白醋、小苏打、蒸馏水中，观察颜色变化，预估白醋、小苏打、蒸馏水的酸碱性。

实验要求：学生根据实际情况自己动手操作实验并拍摄、记录实验现象，得出实验结论，规范撰写实验报告。

【设计意图：本题通过提供科普阅读素材，阐释花朵变色的原理，拓宽学生知识面；通过家庭小实验锻炼动手实践能力，充分调动学生学习化学的兴趣；自制酸碱指示剂启发学生对指示剂变色原理的深入思考，倡导“做中学”“用中学”“创中学”。本题通过考查学生动手实验能力与观察、表述、准确记录实验现象的能力，力求提升学生的科学实验素养和实践能力，以多维度学生活动评价表作为评价标准，及时反馈学生的学习状态，帮助学生反思、调整学习方法。在此基础上，对学生提出了撰写化学实验报告的更高要求，尝试用科学的语言、规范的形式表述实验结果，提高学生学习的自主性，拓展发展空间，初步培养学生的自学能力，提升学生的实践能力。】

四、作业评价标准

在设置作业评价标准时，教师应根据单元作业的目标，合理制定作业评价标准。良好的评价活动应该关注学生学习目标的达成情况，增强学生学习的自信心和主动性，促进学生思维能力和核心素养的发展，充分发挥单元作业的诊断功能，将结果和过程的评价并重，真实有效地反映学生本单元知识的掌握情况。由于作业类型的多样性，评价的标准往往难以统一。因此，根据作业类型的不同，评价方式也应多元化。教师应注重多维度评价，围绕单元作业的完成时间、质量（灵活性、准确性等）对学生进行综合考察和评价（见表2）。