在實踐性作業(yè)中培養(yǎng)科學探究與實踐核心素養(yǎng)

韋遠兆 龐榮飛 鐘麗萍

【摘要】本文論述實踐性作業(yè)的內(nèi)涵、特點和優(yōu)勢，以“探究土壤的酸堿度對茉莉花年產(chǎn)量的影響”為例，從引導(dǎo)學生提出探究問題、圍繞問題解決查閱資料、初步設(shè)計方案實踐探究、完善實踐任務(wù)和解決實際問題、作業(yè)評價等方面探討基于科學探究與實踐核心素養(yǎng)培養(yǎng)的初中化學實踐作業(yè)的設(shè)計與實施。

【關(guān)鍵詞】初中化學 實踐性作業(yè) 科學探究與實踐 土壤的酸堿度 酸和堿的中和反應(yīng)

【中圖分類號】G63 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2023）10-0093-05

作業(yè)是教學過程中的一個重要環(huán)節(jié)，是學生所學知識的鞏固與延伸。傳統(tǒng)的作業(yè)一般以書面作業(yè)為主，作業(yè)量大、針對性強，為考查學生知識點的掌握情況和應(yīng)對考試而設(shè)計，題型與考試題型類似，實施上有許多重復(fù)、機械的訓練，通常以正確率作為評價標準。傳統(tǒng)的書面作業(yè)雖然具有教學診斷和反饋的功能，但對激發(fā)學生的學習興趣成效不顯著，也無法充分展現(xiàn)學生的個性化學習和創(chuàng)造潛能。2021年4月，教育部辦公廳發(fā)布《關(guān)于加強義務(wù)教育學校作業(yè)管理的通知》，強調(diào)教師要根據(jù)學段、學科特點及學生實際需要和完成能力，合理布置書面作業(yè)、科學探究作業(yè)、社會與勞動實踐作業(yè)等不同類型的作業(yè)，鼓勵教師布置分層作業(yè)、彈性作業(yè)和個性化作業(yè)，科學設(shè)計探究性作業(yè)和實踐性作業(yè)，探索跨學科綜合性作業(yè)。

化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學，學生要學會科學探究的過程和方法，去解決自然界和生活中的化學問題。《義務(wù)教育化學課程標準（2022年版）》（以下簡稱《2022年版化學課標》）把科學探究與實踐作為本學科所要培養(yǎng)的學生核心素養(yǎng)之一，強調(diào)科學探究是一種重要而有效的學習方式，教師在教學實施過程中要積極、合理地運用各種教學策略，培養(yǎng)和發(fā)展學生的科學探究與實踐核心素養(yǎng)。新的教學思想、理念及策略在引領(lǐng)教師不斷探索和改進課堂教學，但如何切實有效地減輕學生過重的課外作業(yè)負擔，提高作業(yè)設(shè)計的有效性和新穎性，把作業(yè)作為提高學生化學核心素養(yǎng)的重要手段，初中化學教師對這方面的研究并不多。長期以來，初中化學作業(yè)目的應(yīng)試化，存在類型單一性、答案絕對性、完成封閉性和評價片面性等問題，忽視了學生的個體差異和能力發(fā)展，忽視了培養(yǎng)核心素養(yǎng)這一重要教學目標。在初中化學教學中，如何把實踐性作業(yè)引入學生學習的過程，培養(yǎng)學生樂于探究的精神和科學探究的技能，培養(yǎng)學生良好的動手習慣和實踐能力，成為教師急需解決的問題。本文擬以人教版化學九年級下冊“酸和堿的中和反應(yīng)”的教學內(nèi)容為基礎(chǔ)，以“探究土壤的酸堿度對茉莉花年產(chǎn)量的影響”為例，探討基于科學探究與實踐核心素養(yǎng)培養(yǎng)的實踐性作業(yè)的設(shè)計與實施。

一、實踐性作業(yè)的內(nèi)涵和設(shè)計構(gòu)想

實踐性作業(yè)是根據(jù)各學科的特色，以學科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，圍繞體驗式主題、實驗式主題、設(shè)計式主題等特定主題開展的作業(yè)活動，引導(dǎo)學生在教師或家長的指導(dǎo)下，通過觀察、實驗、調(diào)查等實踐性行為獲得知識、情感、態(tài)度和價值觀的初步發(fā)展。實踐性作業(yè)的內(nèi)容由偏重書本學習轉(zhuǎn)向重視實踐應(yīng)用，體現(xiàn)個性化、社會化和生活化；作業(yè)的形式由單一化轉(zhuǎn)向多元化，強調(diào)開放性、探究性和合作性；作業(yè)的完成方式由獨立完成趨向于協(xié)作完成。實踐性作業(yè)改變過去阻礙學生個性發(fā)展和潛能發(fā)揮的傳統(tǒng)作業(yè)模式，使學生從書面練習中擺脫出來，實現(xiàn)課內(nèi)外聯(lián)系、校內(nèi)外溝通、學科間融合，讓作業(yè)成為培養(yǎng)和發(fā)展學生核心素養(yǎng)的橋梁。學生通過觀察、動手實踐、合作探究等方式完成實踐性作業(yè)，可有效彌補傳統(tǒng)作業(yè)的不足，達到在生活中學習、在實踐中運用的教學目的。實踐性作業(yè)不僅能對學生所學知識進行鞏固，還能通過活動和交流暴露學生的認知缺陷，增強學生的創(chuàng)新意識和實踐能力，使學生的學科核心素養(yǎng)得到培育和發(fā)展。

（一）實踐性作業(yè)的特點和優(yōu)勢

實踐性作業(yè)具有情境化、功能化、綜合性、開放性等特點：作業(yè)的情境來自貼合學生實際的生活經(jīng)驗、事實、熱點話題等，針對培養(yǎng)學生的某項能力，有一定的探究意義和情感體驗；作業(yè)呈現(xiàn)形式多樣、內(nèi)容新穎有趣，可以跨學科，體現(xiàn)一定的綜合性；學生完成作業(yè)的方式方法多種多樣。與傳統(tǒng)作業(yè)相比，實踐性作業(yè)有以下優(yōu)勢：一是內(nèi)容新穎有趣，有利于激發(fā)學生學習興趣。實踐性作業(yè)的內(nèi)容基于學生的認知和學情，讓不同層次的學生都能理解情境中的問題，甚至能自己提煉出探究性問題，從而產(chǎn)生濃厚的學習興趣，愿意全身心參與實踐活動，在活動中自然而然地完成作業(yè)。二是形式靈活多樣，有利于培養(yǎng)學生的綜合能力。實踐性作業(yè)通過創(chuàng)設(shè)形式多樣的學習情境，為學生提供更多自主選擇的學習空間和充分的探究機會。學生完成作業(yè)的途徑靈活多樣，各方面的能力都能得到鍛煉和提高。三是思維開放，有利于學生科學思維的形成。實踐性作業(yè)給予了學生更多自主探索的空間，評價多維，學生通過作業(yè)評價與改進，對不同觀點進行質(zhì)疑和批判，逐步形成科學態(tài)度，培養(yǎng)發(fā)散性思維和創(chuàng)造性思維。

（二）初中化學實踐性作業(yè)設(shè)計的構(gòu)思

實踐性作業(yè)是讓學生有更多的機會主動體驗探究過程，在知識的學習和運用過程中養(yǎng)成科學的態(tài)度、獲得科學的方法。在初中化學教學中，教師選擇符合學生認知特點和學習方式的教學內(nèi)容作為作業(yè)素材，提煉成可探究的問題，設(shè)計成可具體操作、實施的一種或多種探究性任務(wù)，最終形成實踐性作業(yè)。這就要求教師在設(shè)計和布置作業(yè)時，要充分考慮作業(yè)的功能，避免機械重復(fù)的記憶，要在作業(yè)中體現(xiàn)素質(zhì)教育的要求，實現(xiàn)提高學生化學核心素養(yǎng)的教學目標。此外，教師還應(yīng)把握教學重難點，拓展作業(yè)內(nèi)容的深度和廣度，注重多學科融合的實踐探究性素材積累，結(jié)合當?shù)氐奈幕尘?，激發(fā)學生實踐探究的興趣，積極參與作業(yè)的完成。

以“探究土壤的酸堿度對茉莉花年產(chǎn)量的影響”實踐性作業(yè)設(shè)計為例。南寧橫州市是中國茉莉花之鄉(xiāng)，種植茉莉花歷史悠久，始于明代，距今已有六七百年的歷史。橫州茉莉花具有產(chǎn)花早、花期長、花蕾大、質(zhì)量上乘等特點，這與橫州的氣候和土壤都有很大關(guān)系。土壤的酸堿度對植物的生長有很大影響，而茉莉花最適合在什么酸堿度的土質(zhì)中生長，了解的學生并不多。人教版化學九年級下冊涉及酸和堿的知識是在第十單元課題2“酸和堿的中和反應(yīng)”中，教材講到通過用pH試紙或pH計可以測量溶液中的pH了解溶液的酸堿度，同時可以利用酸堿中和反應(yīng)原理調(diào)節(jié)溶液的酸堿度。在教學實踐中，教師以茉莉花文化為背景設(shè)計實踐性作業(yè)，指導(dǎo)學生利用教材中酸和堿的知識去探究茉莉花生長所需土壤的酸堿度對茉莉花年產(chǎn)量的影響，讓學生在實踐操作中掌握教材課題的相關(guān)知識點及基本的實驗操作，同時引發(fā)學生思考：如何改良本地區(qū)種植茉莉花的土壤酸堿度？學生通過設(shè)計改良土壤酸堿度的方案并進行實踐操作，最終得出適合改良土壤酸堿度的方案。以上實踐性作業(yè)一方面可以讓學生感受到橫州本地的茉莉花文化，另一方面可以讓學生體會到化學與生活的密切聯(lián)系，從而激發(fā)學習化學的興趣。

二、實踐性作業(yè)的設(shè)計與實施

（一）提出探究問題，分組實施探究

科學探究是人們探索、研究自然規(guī)律和社會問題的一種綜合能力，通常包括提出問題、建立假說、收集資料和信息、進行社會調(diào)查、進行科學觀察和科學實驗、歸納科學結(jié)論等方面的能力?；瘜W實踐性作業(yè)的設(shè)計是為了提高學生的科學探究與實踐核心素養(yǎng)，解決日常生活中的化學問題。實踐探究源于問題，教師應(yīng)引導(dǎo)學生就實踐性作業(yè)提出探究性問題，使學生獲得新知識的過程變成提出問題、猜想、分析、實踐探究、解決問題的過程。教師貼近生活情境的問題引導(dǎo)，可以讓學生在生活情境中思考和回答相關(guān)問題，從而很好地誘發(fā)學生的探究動機，培養(yǎng)學生提出探究性問題的能力。

例如，學生學習了人教版化學九年級下冊第十單元課題2“酸和堿的中和反應(yīng)”這一內(nèi)容后，教師以茉莉花文化為背景，引導(dǎo)學生根據(jù)所學課題的相關(guān)內(nèi)容，提出想要探究的問題。

師：同學們，我們這里是茉莉花之鄉(xiāng)。學習了酸和堿的知識后，我們可以把這些知識運用到有關(guān)茉莉花生長的哪些方面呢？

生1：探究茉莉花生長土壤的酸堿度。

生2：探究土壤的酸堿度對茉莉花年產(chǎn)量的影響。

生3：改良土壤的酸堿度來提高茉莉花的年產(chǎn)量。

師：你們的回答都很好，以上問題歸結(jié)來說就是土壤的酸堿度是否對茉莉花年產(chǎn)量產(chǎn)生影響。我們可以按照科學探究的步驟分學習小組設(shè)計實踐性作業(yè)進行探究。

（二）分組查閱資料，啟動科學猜想

有了問題的指引，學生在課外通過網(wǎng)上查閱相關(guān)資料和實地調(diào)查等方式得知，土壤鹽堿化是當今農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨的主要問題之一，且橫州市的中華茉莉園部分區(qū)域的土壤已經(jīng)出現(xiàn)了不同程度的堿化，表現(xiàn)為部分土壤的pH高于7.5，土壤堿化面積與強度近年來仍在加劇。橫州市近三年不同土壤酸堿度的茉莉花年產(chǎn)量情況如圖1所示。從圖1可知，在pH為6.0—6.5的偏弱酸性土壤中，茉莉花的年產(chǎn)量最高。圖示還反映出，橫州市近三年土壤堿化程度逐漸加劇，茉莉花的產(chǎn)量明顯受到影響。

師：同學們查閱資料后，已經(jīng)知道茉莉花在偏弱酸性土壤中生長的年產(chǎn)量最高，而且知道了橫州市部分區(qū)域的土壤正在不斷堿化。那你覺得本地土壤堿化到了什么程度呢？

生1：我覺得堿化到了pH為10。

生2：我覺得堿化到了pH為8左右。

師：那么，我們可以設(shè)計哪些實踐性作業(yè)來驗證土壤的pH呢？

生：可以測定不同區(qū)域的土壤中所生長的茉莉花汁液的pH，以此確定土壤的pH。

（三）初步實踐探究，引發(fā)深度反思

啟動科學猜想后，教師要引導(dǎo)學生制訂探究方案，并進行實踐探究。學生就上述猜想和假設(shè)進行思考、交流、討論后，設(shè)計出如下實踐性作業(yè)的任務(wù)一，并分組進行實踐操作：步驟1，摘取幾朵不同區(qū)域不同土壤環(huán)境中生長出的茉莉花，并做好標記；步驟2，將茉莉花放入不同的燒杯中，并用玻璃棒搗碎花瓣產(chǎn)生汁液；步驟3，用鑷子取一片pH試紙放在白瓷板上，分別用玻璃棒蘸取茉莉花汁液，滴到pH試紙上，將試紙顯示的顏色與比色卡進行對比，讀出茉莉花汁液的pH；步驟4，對茉莉花汁液的不同實驗現(xiàn)象進行記錄。在實踐操作過程中，教師提醒學生不要用沾有水的玻璃棒蘸取茉莉花汁液，以防所測得的pH小于實際值。

學生完成實踐性作業(yè)任務(wù)一，測出了不同區(qū)域不同土壤環(huán)境中生長出的茉莉花的pH，想以此確定不同區(qū)域土壤的pH情況。此時，教師提出了質(zhì)疑，讓學生進入交流和反思過程，進行下一個實踐任務(wù)。

師：剛才大家已經(jīng)測出了茉莉花汁液的pH，那么直接拿茉莉花的pH當作土壤的pH，是否科學？土壤的pH和茉莉花的pH是不是一樣的呢？

生1：不科學。兩種不同的物質(zhì)，pH可能不同。

生2：可能相同，但我不確定。

生3：我們可以通過測量土壤的pH進一步確定。

（四）完善實踐任務(wù)，發(fā)展化學思維

從根據(jù)所學知識和生活經(jīng)驗提出猜想，到初步設(shè)計實驗方案進行實踐探究，再到豐富和完善作業(yè)設(shè)計，讓學生體驗完整的探究過程，這樣的實踐性作業(yè)是培養(yǎng)學生化學核心素養(yǎng)重要而有效的方法。為規(guī)范學生的科學探究操作步驟，幫助學生構(gòu)建嚴謹?shù)幕瘜W思維，教師引導(dǎo)學生設(shè)計測量不同區(qū)域土壤pH的方案，并完成如下實踐性作業(yè)的任務(wù)二：步驟1，依據(jù)初步實驗，標記不同區(qū)域不同土壤環(huán)境中生長出的茉莉花，取三個不同區(qū)域的土壤樣品，干燥后分別置于不同的燒杯中，加入適量蒸餾水充分攪拌后靜置，并做好對應(yīng)標志；步驟2，用玻璃棒蘸取三個燒杯中的溶液滴到三張不同的pH試紙上，將試紙顯示的顏色與比色卡進行對比，記錄下三個不同區(qū)域土壤樣品的pH；步驟3，根據(jù)測量結(jié)果，小組之間相互討論，得出實驗結(jié)論。

師：大家通過完成兩次實踐性作業(yè)任務(wù)，已經(jīng)得到本地不同區(qū)域茉莉花和土壤的酸堿度。大家測出的pH各是多少呢？請小組代表來回答。

生：我們組測得的第一份茉莉花的pH為7.5，對應(yīng)土壤的pH為8.5；第二份茉莉花的pH為8，對應(yīng)土壤的pH為8.2；第三份茉莉花的pH為8，對應(yīng)土壤的pH為8.5。實踐證明，土壤的pH和茉莉花的pH是不一樣的。

學生在實踐性作業(yè)中能夠準確測量出土壤的pH，同時對實驗儀器的操作有了一定的經(jīng)驗。教師基于教學目標補充設(shè)計相關(guān)的課后書面作業(yè)，幫助學生掌握和鞏固本課學習內(nèi)容。兩次實踐性作業(yè)任務(wù)及相關(guān)的課后書面作業(yè)，一方面培養(yǎng)了學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、交流反思和動手操作的能力，促進了學生科學探究與實踐核心素養(yǎng)的形成和發(fā)展，另一方面強化了學生對教材內(nèi)容的學習，為學生下一步改良土壤的酸堿度設(shè)計方案積累了更多經(jīng)驗。

（五）制訂改良方案，解決實際問題

教學的最終目的是將學到的知識運用到實踐中去，這就要求教學要與現(xiàn)實生活緊密聯(lián)系，引導(dǎo)學生在生活中運用所學知識和方法解決問題，培養(yǎng)實踐意識，發(fā)展實踐創(chuàng)新能力。在化學實踐性作業(yè)中，教師可以引導(dǎo)學生思考如何改良土壤的酸堿度，得到適宜茉莉花生長的土壤環(huán)境，從而提高茉莉花的年產(chǎn)量。

師：我們已經(jīng)通過測量茉莉花和土壤的pH，知道了不同區(qū)域土壤的pH情況，發(fā)現(xiàn)這些土壤的pH并不是十分適合茉莉花的生長。那么，我們可以用哪些方法來改良這些土壤呢？

生1：資料上說可以在土壤中加硫酸亞鐵溶液。

生2：還有硫黃粉、水果皮、淘米水、食醋等。

師：既然同學們從資料上查閱到了那么多種方法，究竟哪一種方法操作更便捷、時間更快、效果更好呢？請同學們分組探究比較一下吧。

學生在教師的指導(dǎo)下，設(shè)計出如表1所示的土壤酸堿度的改良方案，并按照方案對相同區(qū)域的5份土壤分別進行改良，再利用pH計測量土壤的酸堿度，記錄不同改良方案土壤的pH，探究哪種方法對土壤的改良效果更好。

改良前5份土壤樣本的pH統(tǒng)一為8.6，偏堿性，因茉莉花適合在pH為6.0—6.5的弱酸性土壤中生長，學生設(shè)計了土壤改良實驗。從表1的實驗數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，改良方案二、方案五不僅操作簡便，且容易使土壤的pH迅速調(diào)整到適合茉莉花生長的pH。通過以上小組合作探究活動，學生的實踐意識得到了培養(yǎng)，分析和解決問題的能力得到了提高，學會了運用已有化學知識解決生活中的問題，落實了在實踐性作業(yè)中培養(yǎng)科學探究與實踐核心素養(yǎng)的教學目標。

三、初中化學實踐性作業(yè)的評價

作業(yè)評價要體現(xiàn)評價主體多元化，評價標準、方式多樣化，“教—學—評”一體化的評價要求。初中化學實踐性作業(yè)評價關(guān)注學生的實踐探究過程，既注重成果展示，也結(jié)合過程方法。在每一個實踐環(huán)節(jié)，教師要適時給予學生一些評價，并以促進學生核心素養(yǎng)的發(fā)展為基本原則，凸顯評價的激勵、促進、發(fā)展功能，幫助學生明確實踐探究的方向，增強學習的動力和信心?！疤骄客寥赖乃釅A度對茉莉花年產(chǎn)量的影響”實踐性作業(yè)的量化評價如表2所示，它以學生自己、組內(nèi)同學、教師為評價的多元主體，以學習態(tài)度、學習能力、學習方法、學習目標等為評價維度，設(shè)計了相應(yīng)的評價標準，最終落實了對以上實踐性作業(yè)的多元量化評價。

實踐性作業(yè)是教師鞏固課堂教學和提高教學質(zhì)量不可或缺的教學手段，是引導(dǎo)學生掌握和深化課堂知識的重要方法，同時也是培養(yǎng)學生綜合運用課堂知識解決生活問題的有效途徑。作業(yè)設(shè)計與育人目標相結(jié)合，教師在學生掌握化學知識以后，要適時設(shè)計一些聯(lián)系生活實際的實踐性作業(yè)，引導(dǎo)學生在實踐探究中培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W精神以及尊重事實和證據(jù)的科學品格，鍛煉學生運用化學知識、原理和方法解決實際問題的能力，從而落實化學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，達到作業(yè)育人的目的。

參考文獻

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［4］干慧菁.學科核心素養(yǎng)視角下開放性實踐性作業(yè)的設(shè)計與實施［J］.物理通報，2020，39（9）：74-77.

作者簡介：韋遠兆（1985— ），廣西橫州人，本科，一級教師，研究方向為初中化學教學；龐榮飛（1993— ），廣西陸川人，本科，二級教師，研究方向為初中化學教學；鐘麗萍（1996— ），廣西橫州人，本科，二級教師，研究方向為初中化學教學。

（責編 韋榕峰）