核心素養(yǎng)視域下初中化學(xué)概念學(xué)習(xí)進(jìn)階式作業(yè)設(shè)計(jì)研究
——以人教版九年級(jí)化學(xué)“分子與原子”為例

王琳琳 孫應(yīng)倫

（1.昆明市第三中學(xué)經(jīng)開(kāi)區(qū)學(xué)校 云南 昆明 650000；2.昆明市教育科學(xué)研究院 云南 昆明 650031）

一、問(wèn)題的提出

2021年7月下旬，“雙減”政策開(kāi)始在全國(guó)各地執(zhí)行。“雙減”工作之一就是要減輕學(xué)生不合理的作業(yè)負(fù)擔(dān)，要求健全作業(yè)管理機(jī)制、分類(lèi)明確作業(yè)總量、提高作業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量、加強(qiáng)作業(yè)完成指導(dǎo)、科學(xué)利用課余時(shí)間。［1］

初三是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的起始階段，學(xué)生對(duì)于化學(xué)學(xué)科充滿(mǎn)好奇心和陌生感。初中化學(xué)課程中包含了很多重要核心概念，學(xué)生在進(jìn)行概念學(xué)習(xí)時(shí)，尤其對(duì)于微觀概念的認(rèn)識(shí)上，往往會(huì)覺(jué)得抽象、易混淆不好理解。核心概念正是化學(xué)學(xué)科體系的重要組成要素，只有把核心概念的基礎(chǔ)打牢，才有可能為日后提升學(xué)生思維能力、創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力奠定基石，才能讓學(xué)科核心素養(yǎng)落到實(shí)處，最終為學(xué)生自身發(fā)展的素養(yǎng)培育助力。因此，初中化學(xué)概念學(xué)習(xí)至關(guān)重要。而作業(yè)是鞏固化學(xué)核心概念知識(shí)的一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)，目前這類(lèi)作業(yè)基本是每天一張?jiān)嚲砘蛘咭髮W(xué)生死記硬背，教輔資料上的題目普遍存在量大、偏難、重復(fù)、無(wú)層次，學(xué)生經(jīng)常做無(wú)用功，身心疲憊，無(wú)法有效地掌握相關(guān)知識(shí)。如何設(shè)計(jì)符合學(xué)生實(shí)際，又能充分體現(xiàn)“雙減”政策的作業(yè)，成了一個(gè)亟待解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

二、理論依據(jù)

1.概念學(xué)習(xí)理論

概念學(xué)習(xí)主要包括概念形成和概念同化。概念形成屬于發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)，指學(xué)生從同類(lèi)事物例證中獲得同類(lèi)事物的共同特征。任利忠認(rèn)為概念形成的學(xué)習(xí)模式一般包括：將收集到事實(shí)材料中的無(wú)關(guān)特征去除，找出材料的共同本質(zhì)，最終形成概念并應(yīng)用于同類(lèi)事物，將新概念納入原有的知識(shí)體系。概念同化屬于接受學(xué)習(xí)，指用定義直接呈現(xiàn)的方式，學(xué)生借助經(jīng)驗(yàn)對(duì)新概念加以理解。［2］

2.學(xué)習(xí)進(jìn)階理論

學(xué)習(xí)進(jìn)階（Learning progressions，簡(jiǎn)稱(chēng)LPS）又稱(chēng)學(xué)習(xí)進(jìn)程。通過(guò)查閱相關(guān)的文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，劉晟等認(rèn)為學(xué)習(xí)進(jìn)階是對(duì)學(xué)生在各學(xué)段學(xué)習(xí)同一主題的概念時(shí)所遵循的連貫的、典型的學(xué)習(xí)路徑的描述。美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)（NRC）認(rèn)為學(xué)習(xí)進(jìn)階是在一段時(shí)間內(nèi)，學(xué)生學(xué)習(xí)某一科目或探究某一主題時(shí)，其思維方式依次進(jìn)步，逐漸深入發(fā)展的描述。［3］

學(xué)習(xí)是循序漸進(jìn)的過(guò)程，教師應(yīng)思考如何幫助學(xué)生“搭梯子”。一般來(lái)講，學(xué)習(xí)進(jìn)階構(gòu)成的要素主要有五個(gè)：學(xué)習(xí)的起點(diǎn)或開(kāi)始、進(jìn)階維度、成就水平、表現(xiàn)水平、成就評(píng)價(jià)。進(jìn)階式作業(yè)設(shè)計(jì)正契合了學(xué)習(xí)進(jìn)階理論的觀點(diǎn)。這種作業(yè)設(shè)計(jì)能有效提升初中化學(xué)作業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，在短時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生把當(dāng)天學(xué)習(xí)的化學(xué)知識(shí)充分用于解決化學(xué)問(wèn)題，并且通過(guò)作業(yè)鞏固化學(xué)知識(shí)，最終達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的目的。

三、進(jìn)階式作業(yè)設(shè)計(jì)模型及實(shí)施策略

從進(jìn)階式作業(yè)設(shè)計(jì)與實(shí)施策略的角度來(lái)說(shuō)，進(jìn)行概念作業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)需要解決的問(wèn)題是：怎么提煉學(xué)科核心概念？如何將核心概念與作業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行有效聯(lián)結(jié)？

核心概念的提取參照課程標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)階式作業(yè)設(shè)計(jì)的三個(gè)關(guān)鍵步驟，即作業(yè)目標(biāo)設(shè)計(jì)、作業(yè)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)和作業(yè)內(nèi)容設(shè)計(jì)。

以“第三單元物質(zhì)的構(gòu)成課題1 分子和原子”為例的作業(yè)設(shè)計(jì)為例，如圖1所示。

圖1 以“第三單元 物質(zhì)的構(gòu)成 課題1分子和原子”為例的作業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

1.作業(yè)目標(biāo)設(shè)計(jì)

結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)的要求以及學(xué)生現(xiàn)有認(rèn)知的理解，清晰描述在事實(shí)角度的“知道”，認(rèn)識(shí)角度的“理解”，實(shí)際運(yùn)用角度的“能用”?！爸馈笔恰袄斫狻钡那疤岷突A(chǔ)，“理解”是將能力轉(zhuǎn)化并應(yīng)用到實(shí)際解決問(wèn)題的“能用”的關(guān)鍵。

從三個(gè)維度設(shè)計(jì)作業(yè)目標(biāo)：①“知道”：知道分子等微觀粒子構(gòu)成物質(zhì)；知道分子、原子都很小，都在不斷運(yùn)動(dòng)；溫度越高，微觀粒子運(yùn)動(dòng)速率越快；知道微粒間存在著間隔，物質(zhì)三態(tài)變化時(shí)微粒間隔的變化情況。②“理解”：能認(rèn)識(shí)分子、原子的區(qū)別與聯(lián)系；能從宏觀微觀理解物質(zhì)的變化；能從宏微視角認(rèn)識(shí)純凈物和混合物。③“能用”：能夠依據(jù)組成區(qū)分混合物和純凈物，能夠從微觀角度解釋一些生活中的宏觀現(xiàn)象和實(shí)際問(wèn)題。

2.作業(yè)評(píng)價(jià)的設(shè)計(jì)

關(guān)于理解的理論認(rèn)為，表現(xiàn)性任務(wù)是能有效診斷學(xué)生是否達(dá)到持久理解、學(xué)習(xí)遷移的程度。［4］

作業(yè)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)具體包括：

（1）通過(guò)辨別構(gòu)成“銅、汞、氫氣、硫酸鎂”的微粒，構(gòu)建補(bǔ)充選項(xiàng)的選擇題以及紙筆練習(xí)教師批改反饋，診斷學(xué)生對(duì)于構(gòu)成物質(zhì)的微粒種類(lèi)的認(rèn)知水平；

（2）通過(guò)完成動(dòng)手制作微粒模型，感知分子、原子的區(qū)別，通過(guò)學(xué)生自主展示和口頭表述以及學(xué)生自我評(píng)價(jià)，診斷學(xué)生對(duì)于分子原子概念的認(rèn)識(shí)程度；學(xué)生自評(píng)表如圖2所示。

圖2 學(xué)生自評(píng)表

（3）通過(guò)對(duì)分子、原子、元素、離子等概念的建構(gòu)與梳理，以及學(xué)生互評(píng)的方式診斷學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)化水平。學(xué)生互評(píng)表如圖3所示。

圖3 學(xué)生互評(píng)表

圖4 部分學(xué)生思維導(dǎo)圖作品

圖5 部分學(xué)生模型作品

3.作業(yè)內(nèi)容的設(shè)計(jì)

進(jìn)階作業(yè)1：基礎(chǔ)知識(shí)落實(shí)（完成時(shí)間：20分鐘）

1．（2020昆明）下列物質(zhì)由分子構(gòu)成的是（ ）

A.銅 B.汞 C.氫氣 D.硫酸鎂

設(shè)計(jì)意圖：本題考查直接構(gòu)成物質(zhì)的微粒有哪些。

【題目功能】通過(guò)書(shū)寫(xiě)物質(zhì)的化學(xué)式，使學(xué)生了解構(gòu)成物質(zhì)的微粒種類(lèi)，形成從微觀角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)的視角。

2.下列事實(shí)對(duì)應(yīng)的微觀解釋不正確的是（ ）

A.“春城處處有花香”——分子在不斷運(yùn)動(dòng)

B.1滴水中大約有1.67×1021個(gè)水分子——分子的體積很小

C.水和過(guò)氧化氫化學(xué)性質(zhì)不同——分子的結(jié)構(gòu)不同

D.物質(zhì)熱脹冷縮——分子的大小隨溫度的變化而變化

設(shè)計(jì)意圖：本題考查分子性質(zhì)的相關(guān)知識(shí)。

【題目功能】通過(guò)對(duì)具體生活實(shí)例的分析，使學(xué)生熟練掌握分子性質(zhì)的相關(guān)知識(shí)，將宏觀現(xiàn)象與微觀粒子聯(lián)系起來(lái)，形成用宏觀結(jié)合的方式認(rèn)識(shí)世界的學(xué)習(xí)能力。

3.下列有關(guān)分子、原子的說(shuō)法正確的是（ ）

A.分子是由原子構(gòu)成的，所以分子一定比原子大

B.分子可以分裂成原子，而原子不能再分

C.直接構(gòu)成物質(zhì)的微粒有分子、原子、離子

D.同種原子只能構(gòu)成一種分子

設(shè)計(jì)意圖：本題考查分子、原子的概念，旨在幫助學(xué)生厘清分子原子的區(qū)別與聯(lián)系。

【題目功能】通過(guò)對(duì)比與辨析，使學(xué)生關(guān)注分子與原子的區(qū)別與聯(lián)系，形成對(duì)核心概念的確切認(rèn)識(shí)。

注意：第4題為選擇補(bǔ)充填空題，請(qǐng)你將選項(xiàng)補(bǔ)充完整，并做選擇。

4.下列物質(zhì)中含有氧分子的是（ ）

A.過(guò)氧化氫B.二氧化碳

C.空氣D._____

設(shè)計(jì)意圖：本題考查物質(zhì)微觀構(gòu)成與化學(xué)式的相關(guān)知識(shí)，旨在培養(yǎng)學(xué)生自主命題能力。

【題目功能】本題給予學(xué)生自主設(shè)計(jì)命題的空間，讓學(xué)生站在命題人的視角思考問(wèn)題。同時(shí)有利于學(xué)生認(rèn)識(shí)“化學(xué)符號(hào)在表征宏觀物質(zhì)和微觀粒子時(shí)的優(yōu)勢(shì)”，從而更愿意用化學(xué)符號(hào)表達(dá)物質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)，落實(shí)“宏觀—微觀—符號(hào)”三重表征在實(shí)際化學(xué)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用。

5.2021 年10 月16 日，三位宇航員到達(dá)天宮空間站執(zhí)行為期六個(gè)月的航天任務(wù)。天宮空間站通過(guò)電解水為宇航員供氧，如圖是該反應(yīng)的微觀模擬圖，從圖中獲得的有關(guān)信息正確的是（ ）

A.反應(yīng)前后原子和分子的種類(lèi)沒(méi)有變化

B.化學(xué)反應(yīng)中分子可以拆分成原子

C.反應(yīng)前和反應(yīng)后的物質(zhì)都是混合物

D.純凈物一定是由同種分子構(gòu)成的

設(shè)計(jì)意圖：本題考查從微觀認(rèn)識(shí)化學(xué)變化以及純凈物和混合物的概念。

【題目功能】培養(yǎng)學(xué)生多維度認(rèn)識(shí)化學(xué)變化實(shí)質(zhì)，認(rèn)識(shí)不同種類(lèi)的物質(zhì)的能力，結(jié)合科技時(shí)事要聞，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)于努力學(xué)習(xí)擔(dān)當(dāng)國(guó)家建設(shè)的使命感和責(zé)任感。

6.填空：

（1）識(shí)圖填空：

①一個(gè)氫分子是由____個(gè)_____構(gòu)成；

②一個(gè)甲烷分子是由____個(gè)碳原子和_____個(gè)氫原子構(gòu)成。

（2）用化學(xué)用語(yǔ)填空：

①保持氨氣化學(xué)性質(zhì)的最小微粒是_____；

②電解水過(guò)程中最小的微粒是______，水的蒸發(fā)過(guò)程中的最小微粒是____。

設(shè)計(jì)意圖：考查分子的構(gòu)成，以及分子、原子的概念在具體反應(yīng)中的應(yīng)用。

【題目功能】將概念化學(xué)習(xí)與具體的化學(xué)反應(yīng)相聯(lián)系，落實(shí)化學(xué)概念在實(shí)際問(wèn)題解決中的應(yīng)用。

7. 氫氣和氯氣反應(yīng)的微觀模擬圖如圖所示，請(qǐng)?zhí)羁眨?/p>

（1）在該反應(yīng)中，氫分子分成______，氯分子分成____，并相互結(jié)合成新的分子____。（填名稱(chēng)）

（2）保持氯化氫化學(xué)性質(zhì)的最小微粒是_____。（填符號(hào)）

（3）該反應(yīng)中，發(fā)生變化的微粒是____（填名稱(chēng)），保持不變的微粒是_______（填符號(hào)）。

（4）該反應(yīng)屬于____反應(yīng)（填基本反應(yīng)類(lèi)型），該反應(yīng)的生成物是（填“混合物”或“純凈物”），理由是__________。

設(shè)計(jì)意圖：考查具體的化學(xué)反應(yīng)中原子、分子的變化，反應(yīng)基本類(lèi)型的判斷，物質(zhì)分類(lèi)的相關(guān)概念。

【題目功能】培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用概念的能力，鍛煉學(xué)生審題能力和用化學(xué)語(yǔ)言進(jìn)行科學(xué)描述的能力。

進(jìn)階作業(yè)2：活動(dòng)課實(shí)踐作業(yè)（完成時(shí)間：20分鐘）

作業(yè)內(nèi)容：請(qǐng)從化學(xué)課本第50頁(yè)所列的分子模型圖，或者上冊(cè)化學(xué)課本中的任意單元，或者上網(wǎng)查找資料，用橡皮泥制作1-2 個(gè)微粒模型。完成后，請(qǐng)帶著你自己的作品上講臺(tái)展示，并說(shuō)明它的結(jié)構(gòu)。

所需材料：橡皮泥、牙簽、包裝盒蓋。要求：每個(gè)原子的直徑不小于0.5 cm。

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐使微觀粒子變得可視化，使學(xué)生更充分感知分子的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)分子和原子的區(qū)別與聯(lián)系，更深刻地體會(huì)化學(xué)變化的本質(zhì)。

【題目功能】

1.通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐，激發(fā)學(xué)生探究微觀世界的好奇心，使學(xué)生收獲學(xué)習(xí)化學(xué)的樂(lè)趣，令概念學(xué)習(xí)可視化、生動(dòng)化，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生宏觀辨識(shí)與微觀探析的核心素養(yǎng)起到一定積極作用。

2.通過(guò)課堂作品展示環(huán)節(jié)，同學(xué)們能熟練運(yùn)用化學(xué)語(yǔ)言來(lái)科學(xué)地描述物質(zhì)的構(gòu)成、微粒的構(gòu)成。

進(jìn)階作業(yè)3：周末作業(yè)

作業(yè)內(nèi)容：學(xué)完“第三單元物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”，我們的微觀世界之旅告一段落，請(qǐng)你從微觀和宏觀的角度，把你對(duì)于分子、原子、離子、元素、物質(zhì)等概念的認(rèn)識(shí)整理出來(lái)。

作業(yè)形式：思維導(dǎo)圖手抄報(bào)。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)對(duì)分子、原子、離子、元素、物質(zhì)等概念的整理分析，利用分類(lèi)和對(duì)比的方法，對(duì)于以上學(xué)科核心概念進(jìn)行再認(rèn)識(shí)，達(dá)成學(xué)生學(xué)科知識(shí)體系的構(gòu)建。

【題目功能】通過(guò)繪制思維導(dǎo)圖，提高學(xué)生自主認(rèn)知能力，同時(shí)為建構(gòu)化學(xué)學(xué)科知識(shí)體系奠定基礎(chǔ)，為后續(xù)學(xué)習(xí)提供知識(shí)準(zhǔn)備。

四、結(jié)語(yǔ)

作業(yè)設(shè)計(jì)的有效性是教學(xué)有效性的必要保證，是教學(xué)過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。進(jìn)階式作業(yè)設(shè)計(jì)既滿(mǎn)足了鞏固基礎(chǔ)知識(shí)的需求，也滿(mǎn)足了不同學(xué)生的需求，有效且具有較強(qiáng)的針對(duì)性，為初中化學(xué)課堂教學(xué)的有效性打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。如果說(shuō)課堂是實(shí)現(xiàn)化學(xué)核心素養(yǎng)培育的基地，那么作業(yè)設(shè)計(jì)就是促使核心素養(yǎng)培育落地的地基，而概念學(xué)習(xí)更是重中之重。幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)理解學(xué)科核心概念，并建立核心概念間的聯(lián)系，構(gòu)建符合學(xué)生認(rèn)知的學(xué)科體系，才能真正為學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題提供有利支撐。對(duì)于核心概念的梳理離不開(kāi)對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)、教材內(nèi)容、課程內(nèi)容的充分挖掘與研究，厘清核心概念的學(xué)科價(jià)值、育人價(jià)值?！半p減”政策下，如何利用有限的時(shí)間，保證教學(xué)目標(biāo)、作業(yè)設(shè)計(jì)目標(biāo)、育人目標(biāo)以及教學(xué)評(píng)價(jià)的一致性，正是今后初中化學(xué)教學(xué)過(guò)程中值得深入思考的問(wèn)題。