雙新背景下高中化學(xué)單元作業(yè)設(shè)計(jì)

摘要：基于一次市作業(yè)設(shè)計(jì)比賽的視角，闡述“雙新”背景下單元作業(yè)設(shè)計(jì)的依據(jù)、流程和總體規(guī)劃思路。從“梳理與整合、遷移與應(yīng)用、探究與實(shí)踐、鏈接與融合、綜合與評價(jià)”五個(gè)作業(yè)組成模塊出發(fā)，舉例分析高中化學(xué)單元作業(yè)設(shè)計(jì)與編制的新思路，并提出“要依標(biāo)命題、借助實(shí)證與數(shù)據(jù)、著眼于學(xué)生終身發(fā)展”等啟示與建議。關(guān)鍵詞：雙新背景；高中化學(xué)；單元作業(yè)設(shè)計(jì)作業(yè)是提升基礎(chǔ)教育質(zhì)量的關(guān)鍵領(lǐng)域之一，是課堂教學(xué)的延伸與拓展，是落實(shí)立德樹人、推進(jìn)素質(zhì)教育的重要載體，是社會(huì)認(rèn)識(shí)和理解學(xué)校教育的主要窗口，也是實(shí)施家校溝通的有效途徑［1］。上海市教委教研室從2017年就持續(xù)舉辦“上海市中小學(xué)優(yōu)秀作業(yè)、試卷案例征集評選活動(dòng)”（以下簡稱“作業(yè)設(shè)計(jì)比賽”），以此拓展和深化作業(yè)設(shè)計(jì)與實(shí)施的內(nèi)在價(jià)值，提高作業(yè)質(zhì)量，提升教師的專業(yè)能力，保障“雙新”的有效實(shí)施。筆者以指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)參加作業(yè)設(shè)計(jì)比賽榮獲一等獎(jiǎng)的作業(yè)為例，闡釋“雙新”背景下高中化學(xué)單元作業(yè)的設(shè)計(jì)思路與啟示。1單元作業(yè)內(nèi)容及目標(biāo)組成分析1.1基本信息及內(nèi)容分析作業(yè)設(shè)計(jì)比賽內(nèi)容需抽簽。本次作業(yè)內(nèi)容為：滬科版高中化學(xué)必修一第一章1.1節(jié)和1.2節(jié)。要求包含四個(gè)課時(shí)的作業(yè)和一份單元練習(xí)。具體見表1。第1課時(shí)是科學(xué)方法“分類法”，第3、4課時(shí)是物質(zhì)的量及其相關(guān)物理量的含義及應(yīng)用，它們對應(yīng)課程標(biāo)準(zhǔn)中的主題1“化學(xué)科學(xué)與實(shí)驗(yàn)探究”。第2課時(shí)是常見的分散系“膠體”，對應(yīng)課程標(biāo)準(zhǔn)中主題2“常見的無機(jī)物及其應(yīng)用”。為體現(xiàn)化學(xué)是一門在原子、分子水平上進(jìn)行研究的基礎(chǔ)學(xué)科，同時(shí)便于將這四課時(shí)的作業(yè)有機(jī)整合，借助“微?！钡挠^念或視角串聯(lián)起來（見圖1）。1.2單元作業(yè)設(shè)計(jì)依據(jù)的學(xué)習(xí)目標(biāo)及分析本次比賽的單元作業(yè)設(shè)計(jì)依據(jù)的學(xué)習(xí)目標(biāo)統(tǒng)一提供，共15條，具體描述和水平要求見表2。表2中的“學(xué)習(xí)水平”A表示“知識(shí)”，B表示“技能”，后面的數(shù)字代表不同的學(xué)習(xí)水平，如A1、A2、A3分別對應(yīng)的是知道、理解和應(yīng)用，B1、B2、B3分別對應(yīng)的是初步學(xué)會(huì)、學(xué)會(huì)和設(shè)計(jì)。若學(xué)習(xí)水平涉及多個(gè)維度，較重要的維度放在前面?！捌渌蟆睂?yīng)的是《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》中第65頁到67頁的“學(xué)業(yè)質(zhì)量水平”，標(biāo)記方式為X-Y。如表2中X（1～2）代表水平，Y（1～4）代表?xiàng)l目序號(hào)。本次作業(yè)只涉及學(xué)業(yè)質(zhì)量水平1和2，是高中畢業(yè)生在本學(xué)科應(yīng)達(dá)到的合格要求。15條學(xué)習(xí)目標(biāo)中有13條目標(biāo)側(cè)重知識(shí)維度，其中6條指向“知道”，5條指向“理解”，2條指向“應(yīng)用”，還有2條側(cè)重技能維度需要“學(xué)會(huì)”。每一課時(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)3～4條左右。由此可見，作業(yè)設(shè)計(jì)比賽題量不宜太多，難度不宜太大，要符合“以學(xué)生發(fā)展為本”的教育初衷，踐行“減量提質(zhì)”，同時(shí)要落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)，體現(xiàn)“教-學(xué)-評”一致性。2單元作業(yè)設(shè)計(jì)流程以學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的單元作業(yè)設(shè)計(jì)流程如圖2所示。有些環(huán)節(jié)在設(shè)計(jì)過程中循環(huán)反復(fù)，直至定稿。3單元作業(yè)設(shè)計(jì)依據(jù)及總體規(guī)劃3.1設(shè)計(jì)依據(jù)作業(yè)設(shè)計(jì)依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)要求，考查學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能和綜合能力，同時(shí)依據(jù)高一學(xué)生的認(rèn)知和心理特點(diǎn)，力求體現(xiàn)作業(yè)趣味性、學(xué)法指導(dǎo)和在情境中應(yīng)用知識(shí)解決問題的能力。根據(jù)教材內(nèi)容和學(xué)習(xí)目標(biāo)描述，確立布魯姆的教育目標(biāo)分類法為單元作業(yè)規(guī)劃的理論依據(jù)，將涉及的知識(shí)、技能與能力、素養(yǎng)相關(guān)聯(lián)，體現(xiàn)“素養(yǎng)導(dǎo)向、能力為重、知識(shí)為本”的設(shè)計(jì)理念［2］。3.2總體規(guī)劃每個(gè)課時(shí)作業(yè)確立五個(gè)功能模塊：梳理與整合、遷移與應(yīng)用、探究與實(shí)踐、鏈接與融合、綜合與評價(jià)。單元試卷的主觀題也按照此模塊編排，體現(xiàn)單元作業(yè)知識(shí)和能力要求的層次性、發(fā)展性和整體性（見圖3）。這種處理方式改變了以往作業(yè)以知識(shí)為線索的編排方式，能力要求循序漸進(jìn)，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供發(fā)展空間。4作業(yè)功能模塊及樣例分析4.1梳理與整合每課時(shí)的“梳理與整合”以思維導(dǎo)圖和表格形式呈現(xiàn)課時(shí)核心知識(shí)，強(qiáng)調(diào)知識(shí)體系的結(jié)構(gòu)化，引導(dǎo)學(xué)生找到知識(shí)之間的邏輯和聯(lián)系，同時(shí)提高歸納總結(jié)能力。以第一課時(shí)“物質(zhì)的分類”，目標(biāo)編碼HX10101103為例。例1分析不同聚集狀態(tài)水的性質(zhì)，完成下列填空。素養(yǎng)體現(xiàn)：發(fā)展“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念；能從微觀角度分析不同聚集狀態(tài)的物質(zhì)性質(zhì)差異的原因。本題看似一道普通的“填表題”，其實(shí)在文字和圖片中隱藏著“物質(zhì)不同聚集狀態(tài)的性質(zhì)及差異原因”。通過示意圖思維外顯提升學(xué)生宏微結(jié)合的分析能力，增強(qiáng)興趣的同時(shí)降低難度，也為后續(xù)學(xué)習(xí)膠體和氣體摩爾體積打下基礎(chǔ)。這道題取材于教材P8、P9的圖1.2、1.3和“想一想”，充分開發(fā)教材資源并引導(dǎo)學(xué)生課后關(guān)注教材、閱讀教材，提高學(xué)習(xí)效果。4.2遷移與應(yīng)用“遷移和應(yīng)用”通過與生產(chǎn)、生活相聯(lián)系的情境凸顯基礎(chǔ)知識(shí)的遷移與應(yīng)用，體現(xiàn)“從生活走向化學(xué)、從化學(xué)走向社會(huì)”的學(xué)科特點(diǎn)，拉近化學(xué)與學(xué)生的距離。這模塊也充分體現(xiàn)作業(yè)的育人價(jià)值，選擇中國古代科技成就和古詩詞文化作情境，讓學(xué)生感受化學(xué)之美、激發(fā)文化自信。以單元試卷，目標(biāo)編碼HX10101107為例。例2豆腐是中國的傳統(tǒng)美食，味美且營養(yǎng)價(jià)值高。以下是傳統(tǒng)制作豆腐的過程。（1）圖中六個(gè)制作豆腐的步驟，涉及“過濾”原理的步驟名稱是__________。（2）判斷豆?jié){是否屬于膠體的具體方法是____________________。（3）向豆?jié){中加入石膏（主要成分為CaSO4），一段時(shí)間后蛋白質(zhì)凝結(jié)為豆腐，是指圖中__________步驟。東晉詩人陶淵明曾作：“種豆豆苦青，力竭心已苦。瓊漿凝白玉，冰心報(bào)家夫。”該詩中有類似于“豆?jié){中加石膏”操作的詩句是__________。這個(gè)操作的原理類似膠體的__________。（4）豆腐有著悠久的歷史，堪稱國粹，能體現(xiàn)出中華民族的創(chuàng)新精神和包容精神。請從化學(xué)和人文精神的角度作簡要闡述：____________________________。素養(yǎng)體現(xiàn)：建立“理論聯(lián)系實(shí)際”的觀念；能將化學(xué)知識(shí)與生產(chǎn)、生活相結(jié)合，分析和解決一些簡單的實(shí)際問題，形成“化學(xué)視角”看待周圍現(xiàn)象；贊賞化學(xué)對人類生活、生產(chǎn)所做的貢獻(xiàn)，包括我國的科學(xué)進(jìn)步和傳統(tǒng)文化。這道題以“家常豆腐”為情境，落實(shí)目標(biāo)“能根據(jù)膠體性質(zhì)分析生產(chǎn)、生活及環(huán)境中的某些常見問題”。將膠體的特征性質(zhì)與中國古典詩詞相融合，體現(xiàn)趣味性和藝術(shù)性。同時(shí)從豆腐加工、制作和烹飪等傳統(tǒng)工藝過程蘊(yùn)含的科學(xué)原理和文化精神進(jìn)行多角度、多層次的闡述，形成發(fā)散性思維。這是單元試卷中的一道題，內(nèi)容、目標(biāo)與課時(shí)作業(yè)一致，但能力培養(yǎng)和素養(yǎng)要求呈現(xiàn)階梯式上升趨勢。4.3探究與實(shí)踐為突出化學(xué)的實(shí)驗(yàn)特色，“探究與實(shí)踐”采用“做中學(xué)”的設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生“在實(shí)驗(yàn)中領(lǐng)悟原理、在實(shí)踐中培養(yǎng)技能、在發(fā)現(xiàn)中感受樂趣”，促進(jìn)思維和技能同步發(fā)展。同時(shí)對這一模塊進(jìn)行了有關(guān)長課時(shí)作業(yè)（簡稱“長作業(yè)”）的有效探究。除了第3課時(shí)“物質(zhì)的量”外，其余三課時(shí)作業(yè)和單元試卷中都有一個(gè)共同的主角“雞蛋殼”，旨在為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)長作業(yè)的整體情境（見表3）。如第1課時(shí)探究“家中有哪些常見物質(zhì)能與雞蛋殼反應(yīng)”，加深對“物質(zhì)分類法”的認(rèn)知，同時(shí)為后續(xù)的作業(yè)打下基礎(chǔ)。第2課時(shí)制作半透膜“蛋殼膜”實(shí)驗(yàn)光靠手上功夫很難成功，必須要用醋泡5～10分鐘，這就需要利用第1課時(shí)的實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)。第2課時(shí)實(shí)驗(yàn)剝出的雞蛋殼正好是第4課時(shí)測定實(shí)驗(yàn)的原材料，一直到單元試卷考查綜合分析，每道題都有“承上啟下”的作用，趣味性和創(chuàng)新性逐步提升。其中有在家里可獨(dú)立完成的興趣實(shí)驗(yàn)，如第1、2課時(shí)的作業(yè)，也有需要小組合作才能完成的實(shí)驗(yàn)，如第4課時(shí)和單元試卷的作業(yè)。同時(shí)，參照杜威的“思維五步法”，實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求遵循“提出問題—形成假設(shè)—獲取信息—驗(yàn)證假設(shè)—?dú)w納總結(jié)”撰寫，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成規(guī)范的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和求真務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度，以及關(guān)注科學(xué)興趣、科學(xué)思維、合作精神和創(chuàng)新意識(shí)的發(fā)展。以第2課時(shí)“膠體”部分實(shí)驗(yàn)操作題為例，落實(shí)目標(biāo)編碼HX10101106。例3實(shí)驗(yàn)二蛋殼膜的制取和膠體性質(zhì)：查閱資料可知，雞蛋的蛋殼膜相當(dāng)于半透膜。（1）取膜：將雞蛋小頭磕開小孔，倒出內(nèi)容物，用清水沖洗后注滿白醋放置5～10分鐘，再用清水沖洗干凈，沿孔邊緣剝下一圈蛋殼，取出蛋殼膜備用。（2）將實(shí)驗(yàn)一中制備的淀粉分散系小心灌入蛋殼膜中系口，浸泡在純凈水中一段時(shí)間。（3）分別取蛋殼膜內(nèi)、外液體，滴加碘酒，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。（4）請如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)論與反思，并拍照上傳班級(jí)qq群。（5）思考：為什么泡白醋5～10分鐘后就可以輕易剝出完整的蛋殼膜？素養(yǎng)體現(xiàn)：發(fā)展對化學(xué)的興趣，提升實(shí)踐技能；培養(yǎng)與他人合作、交流、溝通的能力，運(yùn)用知識(shí)和技能解決實(shí)際問題的能力；培養(yǎng)邏輯嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)語言表達(dá)能力；落實(shí)證據(jù)推理與模型認(rèn)知、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)等學(xué)科核心素養(yǎng)?；诘?課時(shí)“雞蛋殼的溶解實(shí)驗(yàn)”，本課時(shí)繼續(xù)開展蛋殼膜的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，體會(huì)家庭實(shí)驗(yàn)帶來的樂趣。結(jié)合上節(jié)課獲得的知識(shí)和操作經(jīng)驗(yàn)，用白醋浸泡能成功剝離出蛋殼膜，引導(dǎo)學(xué)生逐步完成實(shí)驗(yàn)，得出淀粉分散系的歸類及體會(huì)膠體微粒不能透過半透膜的性質(zhì)。作業(yè)要求正確記錄和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，能基于證據(jù)推理得出結(jié)論，體會(huì)科學(xué)探究的一般思路和過程。4.4鏈接與融合本次作業(yè)設(shè)計(jì)比賽的要求之一，是必須要有跨學(xué)科作業(yè)?？鐚W(xué)科作業(yè)統(tǒng)一設(shè)置在“鏈接與融合”板塊，以具有時(shí)代性、意義性的情境融合各學(xué)科知識(shí)，處理采用“高起點(diǎn)、低落點(diǎn)”，形式有簡答、設(shè)計(jì)、作圖等，以促進(jìn)目標(biāo)的達(dá)成和素養(yǎng)的落實(shí)。以第4課時(shí)“摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積”為例，落實(shí)目標(biāo)編碼HX10101114。例4氣象氣球是測定風(fēng)向、風(fēng)速、溫度等氣象數(shù)據(jù)的常用運(yùn)載器，常見有“膨脹型”與“非膨脹型”兩種。（1）氣象氣球中一般充入氫氣或氦氣，而非空氣或氮?dú)獾闹饕蚴莀_________。你會(huì)選擇氣象氣球中充__________（選填“氫氣”或“氦氣”），理由是__________。（2）“膨脹型”氣球內(nèi)外氣體壓強(qiáng)在任何高度都幾乎相等。氣球在上升過程中，體積會(huì)逐漸增大。從微觀角度分析原因：__________。（3）“非膨脹型”氣球的體積保持不變，但球內(nèi)外氣體壓強(qiáng)差有時(shí)可達(dá)數(shù)十倍之多。請繪制氣球內(nèi)氣體分子間平均距離隨離地面高度增加的變化曲線圖。素養(yǎng)體現(xiàn)：從宏觀和微觀視角分析問題，發(fā)展“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”素養(yǎng)；在感知與想象中說明影響物質(zhì)體積的因素，形成對微觀粒子存在形態(tài)的認(rèn)知。作業(yè)以氣象氣球?yàn)檩d體，情境真實(shí)可靠，吸引學(xué)生興趣，同時(shí)融合物理和氣象方面的相關(guān)知識(shí)，完成有意義的學(xué)習(xí)。問題設(shè)計(jì)從簡到難，作業(yè)形式豐富多樣，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用跨學(xué)科知識(shí)分析和解決實(shí)際問題的能力，體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的要求。4.5綜合與評價(jià)“綜合與評價(jià)”通過數(shù)據(jù)、圖表、流程圖等多角度信息進(jìn)行綜合分析、推理與評價(jià)，發(fā)展學(xué)生的文字表述能力和高階思維。每課時(shí)“綜合與評價(jià)”題均有一個(gè)開放性小題，沒有標(biāo)準(zhǔn)答案，只給出評價(jià)要點(diǎn)。學(xué)生可從不同角度、不同層面進(jìn)行合理解釋，教師根據(jù)學(xué)生實(shí)際水平和真實(shí)答題情況靈活調(diào)整評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)分層分類的多元評價(jià)，實(shí)現(xiàn)“教-學(xué)-評”一體化。以第3課時(shí)“物質(zhì)的量、阿伏伽德羅常數(shù)”為例，目標(biāo)編碼HX10101114。例5物質(zhì)的量的單位“摩爾”是化學(xué)測量溯源體系的源頭。1971年，國際計(jì)量大會(huì)（CGPM）將摩爾采納為第七個(gè)SI單位，明確定義：“摩爾是一系統(tǒng)的物質(zhì)的量，該系統(tǒng)中所包含的基本單元數(shù)與0.012kg碳-12的原子數(shù)目相等……”。2018年，CGPM通過了基于阿伏伽德羅常數(shù)的摩爾的新定義：1摩爾精確包含6.02214076×1023個(gè)基本單元。（1）阿伏伽德羅常數(shù)的精確測定原理是利用單晶硅的宏觀密度與微觀的硅晶格密度相等。測定過程是先制作質(zhì)量約1kg的高純度硅球，再測定硅晶格的體積，根據(jù)硅晶格中所含的硅原子數(shù)目，最后精確計(jì)算阿伏伽德羅常數(shù)。綜上所述，科學(xué)家精確測定阿伏伽德羅常數(shù)需要：NA個(gè)硅原子的質(zhì)量、硅球的質(zhì)量、硅晶格中所含的硅原子數(shù)目、_____、_____。（2）查閱資料并結(jié)合教材第19頁“拓展視野”，評價(jià)兩次關(guān)于“摩爾”的定義：_________________。評價(jià)要點(diǎn)：（1）能從1971年“摩爾”定義與質(zhì)量單位千克關(guān)聯(lián)的弊端，2018年“摩爾”新定義轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒘?shù)量溯源的優(yōu)勢進(jìn)行分析。（2）能依據(jù)信息歸納概括，表述準(zhǔn)確。素養(yǎng)體現(xiàn)：提高獲取與加工信息的自主學(xué)習(xí)能力；認(rèn)識(shí)科學(xué)與技術(shù)、社會(huì)的相互關(guān)系；認(rèn)識(shí)人類對物質(zhì)世界的探索從未停止，科學(xué)探究永無止境；提升證據(jù)推理與模型認(rèn)知、科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任核心素養(yǎng)?！澳枴笔腔瘜W(xué)測量溯源體系的源頭，修正“摩爾”的新定義有重要的意義。阿伏伽德羅常數(shù)的數(shù)值確定充分體現(xiàn)了科學(xué)知識(shí)的嘗試性與修正性。通過基于阿伏伽德羅常數(shù)精確測定原理分析以及評價(jià)“摩爾”的兩次定義，認(rèn)識(shí)到阿伏伽德羅常數(shù)中的“規(guī)定”不是主觀臆想，而是經(jīng)歷了長期艱苦卓絕的理論推導(dǎo)與實(shí)驗(yàn)探究，體會(huì)到常用的化學(xué)常數(shù)背后蘊(yùn)含著科學(xué)家們的辛勤付出。5啟示5.1要依標(biāo)命題課程標(biāo)準(zhǔn)是教育考試與評價(jià)的根本依據(jù)。依標(biāo)命題不僅能夠科學(xué)合理地測評學(xué)生的學(xué)業(yè)質(zhì)量水平，而且還能引導(dǎo)教學(xué)方向糾正偏差，達(dá)到減負(fù)提質(zhì)效果?！耙罉?biāo)”主要看兩方面：一是作業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容不能超標(biāo)，不能隨意擴(kuò)大和加深；二是作業(yè)水平不能超標(biāo)，增加學(xué)生學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)［3］。在“依標(biāo)”前提下把重視關(guān)鍵能力、培養(yǎng)高階思維作為作業(yè)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要指標(biāo)。5.