基于核心素養(yǎng)培育的“原電池”化學(xué)作業(yè)設(shè)計(jì)

吳廣利

(渦陽縣第二中學(xué) 安徽亳州 233600)

一、研究背景

學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn),是學(xué)生通過化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的品質(zhì)和關(guān)鍵能力?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》中提出化學(xué)學(xué)科的五大核心素養(yǎng),而化學(xué)作業(yè)則是落實(shí)化學(xué)課程目標(biāo)的基本途徑之一,因此,教師在日常教學(xué)中應(yīng)緊緊圍繞化學(xué)核心素養(yǎng)的培育,優(yōu)化作業(yè)設(shè)計(jì),提升教學(xué)質(zhì)量?；瘜W(xué)核心素養(yǎng)包括“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”“科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任”五個(gè)維度。五大核心素養(yǎng)要求我們多角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)變化的條件和本質(zhì),從辯證的角度理解物質(zhì)變化的根本原因和結(jié)果,從解決實(shí)際問題角度認(rèn)識(shí)科學(xué)研究的基本方法,養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的科學(xué)態(tài)度,培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。在“三新”形勢(shì)下,化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)考查是新一輪高考的落腳點(diǎn),通過適量的作業(yè)練習(xí),強(qiáng)化學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)化建構(gòu),以達(dá)到知識(shí)的形成過程科學(xué)化,同時(shí)訓(xùn)練學(xué)生對(duì)文本信息的處理能力,形成解決問題的基本思路,落實(shí)化學(xué)核心素養(yǎng)的培育。學(xué)科作業(yè)是檢測(cè)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)、訓(xùn)練思維、養(yǎng)成技能的重要途徑,是培育學(xué)生核心素養(yǎng)的重要載體。它是教師的課堂教學(xué)行為的延伸,以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)為根本目的。

體現(xiàn)化學(xué)核心素養(yǎng)的大單元課堂教學(xué)模式正在如火如荼地進(jìn)行,相比轟轟烈烈的課堂教學(xué)改革,傳統(tǒng)作業(yè)仍然是“穿新鞋走老路”的狀態(tài),傳統(tǒng)作業(yè)在設(shè)計(jì)思路、信息給予和情景呈現(xiàn)方面與新高考明顯不合拍。傳統(tǒng)作業(yè)無情景切入,使知識(shí)脫離生產(chǎn)生活實(shí)際,單純知識(shí)點(diǎn)直接套用,達(dá)不到知識(shí)生活化,不能使所學(xué)知識(shí)運(yùn)用于實(shí)際生產(chǎn)和社會(huì)生活中,學(xué)生基本敷衍了事,作業(yè)功能難以達(dá)到目的。究其原因是作業(yè)練習(xí)仍然是為考試“高分”服務(wù)而設(shè)計(jì)的狀況:題量大,難度控制不準(zhǔn),沒有考慮學(xué)生掌握的真實(shí)情況和認(rèn)知能力、心理特點(diǎn)等多方面學(xué)情,無形中增加了學(xué)習(xí)難度;尤其未能體現(xiàn)學(xué)科素養(yǎng)的培育,不能科學(xué)診斷學(xué)生學(xué)到的知識(shí)是否達(dá)到教學(xué)目標(biāo)和素養(yǎng)目標(biāo)下的“立德樹人”的目的。高中化學(xué)作業(yè)要能起到客觀評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的作用,既要符合新高考改革的理念,又能全面提高學(xué)生核心素養(yǎng)和落實(shí)新高考改革的目的。一線教師要領(lǐng)會(huì)新課程的標(biāo)準(zhǔn)和要求,以新教材做基礎(chǔ),設(shè)計(jì)符合課標(biāo)的化學(xué)作業(yè)。

二、作業(yè)設(shè)計(jì)的理論支撐

依據(jù)多元智能理論和最近發(fā)展區(qū)理論,作業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)該具有多元化和多樣性,其關(guān)系如圖1所示。

圖1

多元智能理論指出每個(gè)學(xué)生都具有多種潛在智能,并且各種智能并不是均勻分布的,不同個(gè)體中都存在優(yōu)勢(shì)智能和弱勢(shì)智能。智能不同的學(xué)生都有自己的學(xué)習(xí)潛能和發(fā)展自己潛能的方法,選擇適合自己學(xué)習(xí)的作業(yè)練習(xí)能使自己的智能發(fā)展到更高水平,顯然每個(gè)學(xué)生所需的作業(yè)練習(xí)是不完全相同的,這就要求允許多樣化的化學(xué)作業(yè)存在。

根據(jù)“最近發(fā)展區(qū)理論”,學(xué)生存在現(xiàn)有水平和可能達(dá)到的發(fā)展水平。教師在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中要根據(jù)每位學(xué)生的學(xué)情因人施教,對(duì)每位學(xué)生的學(xué)科作業(yè)分別進(jìn)行鼓勵(lì)性、發(fā)展性評(píng)價(jià),使每位同學(xué)在自己的“最近發(fā)展區(qū)”“跳一跳,就可以摘到挑子”。因此,化學(xué)作業(yè)應(yīng)使不同層次學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)得到可持續(xù)發(fā)展。運(yùn)用課后作業(yè)可以給學(xué)生提供學(xué)習(xí)支架,使學(xué)生學(xué)會(huì)知識(shí)建構(gòu),針對(duì)課中學(xué)習(xí)、課后練習(xí)中出現(xiàn)的問題積極干預(yù)、及時(shí)糾正。

三、基于化學(xué)核心素養(yǎng)的作業(yè)設(shè)計(jì)的原則

針對(duì)現(xiàn)狀分析和作業(yè)設(shè)計(jì)的相關(guān)理論、結(jié)合“三新”的目標(biāo)要求,在作業(yè)設(shè)計(jì)中體現(xiàn)核心素養(yǎng)時(shí),應(yīng)著重考慮以下原則。

(一)針對(duì)性原則

針對(duì)性原則包含兩個(gè)層次。第一層次選擇的知識(shí)點(diǎn)要有針對(duì)性,作業(yè)內(nèi)容體現(xiàn)教學(xué)目標(biāo),不偏不怪少而精;第二層次針對(duì)核心素養(yǎng)的培育,每一道題都要能檢測(cè)出教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成情況。在設(shè)計(jì)作業(yè)時(shí)可以從以下四個(gè)方面著手:①立足新教材,領(lǐng)悟教材的課標(biāo)要求,選擇能達(dá)成教學(xué)目標(biāo)的知識(shí)點(diǎn);②融會(huì)貫通新舊知識(shí),落實(shí)核心素養(yǎng);③知識(shí)載體與情景有機(jī)組合,形成作業(yè)題型;④聯(lián)系生產(chǎn)生活,解決現(xiàn)實(shí)生活中的問題。在作業(yè)設(shè)計(jì)時(shí),既要關(guān)注學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)技能的訓(xùn)練與發(fā)展,更要關(guān)注學(xué)生健全人格的養(yǎng)成。例如,教學(xué)目標(biāo)要求借助原電池裝置和原理的學(xué)習(xí),體會(huì)化學(xué)能到電能的直接轉(zhuǎn)化,設(shè)計(jì)作業(yè)時(shí)關(guān)于形成條件和工作原理的作業(yè)題時(shí),要落實(shí)學(xué)生的模型認(rèn)知和科學(xué)探究的核心素養(yǎng)。

作業(yè)1:如下圖所示,把鐵片和銅片插入番茄中,再用電極夾與電流計(jì)相連后構(gòu)成水果電池。下列敘述正確的是( )

A．電流從銅片經(jīng)導(dǎo)線流向鐵片

B．該裝置將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能

C．一段時(shí)間后,銅片質(zhì)量減輕

D．銅片上發(fā)生氧化反應(yīng)

〔設(shè)計(jì)意圖〕利用生活中的廢舊材料,制作簡(jiǎn)易原電池。這個(gè)家庭小實(shí)驗(yàn)每位同學(xué)都能夠獨(dú)立完成,要求學(xué)生仔細(xì)觀察并描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:鐵片溶解、質(zhì)量減小,電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),證明電流存在,這就落實(shí)宏觀辨識(shí)的核心素養(yǎng);并對(duì)現(xiàn)象分析:鐵電極在反應(yīng)中只能失電子并發(fā)生定向移動(dòng),這就體現(xiàn)了微觀辨析的素養(yǎng),緊接著就可以要求學(xué)生寫出電極反應(yīng)式。這樣就在宏觀、微觀、符號(hào)之間建立了思維模型。設(shè)計(jì)這樣的作業(yè)既落實(shí)了課標(biāo)要求,提高了學(xué)生的動(dòng)手能力,又通過對(duì)證據(jù)收集整理分析中培育宏觀辨識(shí)和微觀辨析的學(xué)科素養(yǎng),體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科實(shí)用性。

(二)發(fā)展性原則

作業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)于難度的把握尤為重要。由于學(xué)生的差異性,因此在設(shè)計(jì)的時(shí)候要充分考慮各個(gè)層次學(xué)生的差異性需求,課后作業(yè)要分類呈現(xiàn),即遵循學(xué)生個(gè)人學(xué)情、因人施教、分層設(shè)計(jì)的遞進(jìn)式編排原則,從體現(xiàn)教材編寫意圖和學(xué)生掌握情況,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的難易、重難點(diǎn)和學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律特點(diǎn),有針對(duì)性地設(shè)計(jì)作業(yè)的內(nèi)容和形式。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中獲得的成就感是下一步學(xué)習(xí)的重要?jiǎng)恿?因此設(shè)計(jì)作業(yè)時(shí)應(yīng)充分考慮學(xué)情這個(gè)重要因素,讓各層次的學(xué)生都能夠獲得能力方面的提高。不同層次學(xué)生,作業(yè)體現(xiàn)梯度,不能任意給學(xué)生設(shè)置問題障礙,可增設(shè)問題的新情境,并保證情境和創(chuàng)設(shè)問題的科學(xué)性,讓各層次學(xué)生都能得到對(duì)應(yīng)發(fā)展。課后作業(yè)既要體現(xiàn)教學(xué)目標(biāo),又要讓每位學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)得到發(fā)展,以利于使每一層次不同需求的學(xué)生都能得到最大化發(fā)展。例如,認(rèn)識(shí)原電池形成條件后利用生活中的材料制作各種水果電池,進(jìn)而認(rèn)識(shí)生活中的化學(xué)電源,這樣的作業(yè)能激發(fā)學(xué)生潛力,促進(jìn)核心素養(yǎng)發(fā)展。

作業(yè)2:分別按如圖所示甲、乙裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),圖中兩個(gè)燒杯中的溶液為相同濃度的稀硫酸,甲中A為電流表。

(1)下列敘述正確的是。

A．兩裝置的燒杯中銅片表面均無明顯現(xiàn)象

B．甲中銅片作正極,乙中銅片作負(fù)極

C．兩燒杯中溶液中的酸性變?nèi)?pH值減小

D．產(chǎn)生氣泡的速率乙中比甲中快

(2)甲裝置中的能量轉(zhuǎn)化形式:能轉(zhuǎn)化為能;

乙裝置中的能量轉(zhuǎn)化形式:能轉(zhuǎn)化為能。

(3)(選做)甲裝置中,某同學(xué)發(fā)現(xiàn)銅片和鋅片都有氣體產(chǎn)生,但銅片上產(chǎn)生得多,原因可能是____________________________。

(4)(選做)在甲裝置中,若把稀硫酸換成Fe2(SO4)3溶液,試寫出銅電極的電極反應(yīng)式:______________________________。

〔設(shè)計(jì)意圖〕本題是一道具有一定綜合性的題目,該題依據(jù)教材示例進(jìn)行適度改編,并在此基礎(chǔ)上根據(jù)新現(xiàn)象提出新問題。第一問要求學(xué)生通過仔細(xì)認(rèn)真觀察兩套裝置的相同點(diǎn)和不同點(diǎn),認(rèn)識(shí)原電池的形成條件并根據(jù)條件分析兩個(gè)裝置中的本質(zhì)不同,培養(yǎng)證據(jù)推理和模型認(rèn)知的素養(yǎng)。第二問分別從能量的角度認(rèn)識(shí)到相同的物質(zhì)設(shè)計(jì)成不同裝置則能量轉(zhuǎn)化形式和效率不同,能源是人類社會(huì)賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ),最大限度地提高能量轉(zhuǎn)化率是化學(xué)工作者的責(zé)任,這就落實(shí)了社會(huì)責(zé)任的學(xué)科素養(yǎng)。第三問和第四問在理解原電池工作原理基礎(chǔ)上對(duì)異?，F(xiàn)象進(jìn)行探究,并通過改變條件分析電極反應(yīng),這兩問發(fā)展了科學(xué)探究和創(chuàng)新意識(shí)的學(xué)科素養(yǎng)。前兩問具有遞進(jìn)性,先分析原電池的形成條件并從宏觀和微觀角度描述,接著從能量轉(zhuǎn)換角度認(rèn)識(shí)其可能的應(yīng)用,從而落實(shí)了物質(zhì)變化、模型認(rèn)知、社會(huì)責(zé)任的學(xué)科素養(yǎng);后兩問對(duì)于部分同學(xué)可能難以完成,這樣的設(shè)置為不同層次水平的學(xué)生提供了選擇,既保證了基礎(chǔ)弱的同學(xué)能夠摘到桃子,又避免了部分優(yōu)等生吃不飽的現(xiàn)象。

(三)選擇性原則

在作業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)要兼顧不同層次學(xué)生的學(xué)情,不同的學(xué)生能力層次不同,學(xué)習(xí)目標(biāo)也不同,這時(shí)必做作業(yè)和選做作業(yè)就顯得更加重要。必做部分遵循課程標(biāo)準(zhǔn),達(dá)到基本要求,選做作業(yè)可以為將來的選擇性必修學(xué)習(xí)打下一定的基礎(chǔ)。因此,在作業(yè)的結(jié)構(gòu)上可采取必做作業(yè)、選做作業(yè),難度上分基礎(chǔ)作業(yè)和提升作業(yè),個(gè)別學(xué)生可以設(shè)置研究性作業(yè)、小組合作完成的作業(yè)。教師精選習(xí)題時(shí),在“質(zhì)”字上做文章,力求將學(xué)科素養(yǎng)與學(xué)情有機(jī)結(jié)合。將問題生活化、情境化,把平時(shí)作業(yè)中學(xué)生的混淆知識(shí)點(diǎn)或概念作為編題的重要素材,構(gòu)思設(shè)計(jì)或改編題目。學(xué)科作業(yè)是貫通學(xué)生學(xué)習(xí)全過程的,因此應(yīng)該注重課前預(yù)習(xí)、課中學(xué)習(xí)、課后練習(xí)和拓展相統(tǒng)一。作業(yè)設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)上注重整體協(xié)調(diào)統(tǒng)一,內(nèi)容知識(shí)的難度呈現(xiàn)上也要注意整體遞進(jìn)式呈現(xiàn),使學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解逐步深入,能多角度思考解決問題,堅(jiān)決避免簡(jiǎn)單的重復(fù)。

(四)適量適時(shí)性原則

作業(yè)的設(shè)計(jì)要適量適時(shí),一方面要落實(shí)國家“雙減”政策,讓學(xué)生從盲目刷題中解脫出來;另一方面從學(xué)生完成作業(yè)的所需時(shí)間來看,以十五分鐘完成為宜。因此作業(yè)的布置要考慮內(nèi)容的適量性和完成作業(yè)時(shí)間的適時(shí)性。作業(yè)的布置要與上課時(shí)間相匹配,比較好的做法是當(dāng)天布置、當(dāng)天批改反饋問題,下一節(jié)課對(duì)教學(xué)內(nèi)容做對(duì)應(yīng)的調(diào)整。如果時(shí)間過長,根據(jù)遺忘曲線規(guī)律學(xué)生的記憶會(huì)大量減少;時(shí)間太短,學(xué)生和老師來不及發(fā)現(xiàn)問題、教學(xué)效果可能達(dá)不到預(yù)期設(shè)想。依據(jù)學(xué)生的遺忘規(guī)律,一般在上次錯(cuò)誤反饋比較明顯的知識(shí)點(diǎn)還需要安排一定知識(shí)重現(xiàn),特別是對(duì)于難點(diǎn)更應(yīng)反復(fù)重現(xiàn)并且多樣式再現(xiàn),以保證學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)達(dá)到融會(huì)貫通。

四、關(guān)于作業(yè)設(shè)計(jì)的感悟

化學(xué)核心素養(yǎng)是新高考的基本要求,教師要在作業(yè)設(shè)計(jì)中體現(xiàn)核心素養(yǎng),這是一次打破傳統(tǒng)作業(yè)的契機(jī),對(duì)于落實(shí)“雙減”而言,也是一次新的嘗試。作業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的必要途徑之一,教師應(yīng)該堅(jiān)持以化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)為目的,以實(shí)際生產(chǎn)生活情境為設(shè)計(jì)作業(yè)依據(jù),以化學(xué)知識(shí)為解決問題的工具,準(zhǔn)確把握“素養(yǎng)”“情境”“問題”“知識(shí)”四方面相統(tǒng)一的作業(yè)設(shè)計(jì),及時(shí)對(duì)作業(yè)結(jié)果進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)學(xué)生的薄弱點(diǎn),了解核心素養(yǎng)的達(dá)成情況,最終達(dá)到培育學(xué)生核心素養(yǎng)的目的。