基于生本理念設計“烴的衍生物”單元作業

鮑文亮 林美鳳 王露萍 趙瑩瑩

摘要： 打破傳統作業形式，基于生本理念，編制具有情境性、開放性、分層性、實踐性的學生作業。以有機化學“烴的衍生物”作為單元作業設計的案例，分析核心素養五個維度之間的關系，確立單元作業的知識目標、思維目標、價值目標;搭建單元作業的結構框架，將核心素養與學科知識在作業中有機融合;呈現PET塑料作為“故事線索”，凸顯單元作業設計的特色。

關鍵詞： 生本理念; 化學學科核心素養; 單元作業設計; 烴的衍生物; 化學教學

文章編號： 1005-6629（2019）8-0089-06 ? ? ? ? ? ?中圖分類號： G633.8 ? ? ? ? ? ?文獻標識碼： B

生本理念強調教學是“真正以學生為主體的，為學生好學而設計的教育”，強調把一切為了學生的發展作為教育教學的原則。在日常課堂教學中教師日益重視生本理念，然而作業作為教學活動中不可或缺的重要組成部分，教師在編制作業習題時往往忽視了以學生為本的教育理念。作業設計是作業系統的起點與基礎，需在正確認識作業的鞏固、應用、發展等功能的基礎上，圍繞作業應達成的核心目標，系統、深入、有針對性地進行作業設計[1]。

宋心琦教授曾說過“背誦或記憶某些化學知識，如三酸兩堿、鐵銅鋁的性質，水、甲烷、乙醇的化學式或結構式，當然是有價值的，但更重要的價值在于它們是化學觀念及某些基本觀念的載體”[2]。傳統的化學作業，過分強調學科知識本身，使得化學作業被一個個元素符號、化學方程式所代替，學生雖然完成了作業，但在考試中卻無法合理、快速地提取、整合、應用已學知識，培養學生化學學科素養更無從談起。本文以“烴的衍生物”單元作業為案例，談一談如何基于生本理念，編制具有情境特色的作業習題，將化學學科核心素養與知識有機融合。

1 ?單元作業目標的確立

作業目標主要反映作業需要實現的功能和作用，合適的作業目標決定了一份作業的意義和價值。而單元作業目標的確立不僅僅取決于教學內容，更應基于課程標準，分析單元內容主題要求。此外，依據學生的差異性，目標的確立還需要具有動態性和分層性。通過單元目標的篩選確立，進一步分解形成每一個課時的作業目標。在根據課時目標設計作業的同時，也可以對單元目標進行適當的修正和補充。單元作業目標的確立流程如圖1所示。

有機化合物廣泛存在于日常生活中，容易激發學生學習化學的興趣，便于建立通過化學知識解決生活實際問題的載體。高中有機化學應讓學生體會有機物轉化的規律與聯系，幫助學生樹立“結構決定性質，性質決定用途”的學科思想，引導學生根據代表物的結構，設計實驗探究以得出該類物質的性質，并遷移、推測同類有機物的相關性質。著眼于有機化學在生活中的應用和學科思想的體現，故設計以下貫穿整個單元五個課時的單元作業的目標，如圖2所示。

2 ?單元作業結構的設計

基于核心素養五個維度之間的關系[3]，我們以教材為依托，以教學要求為導向，立足于學生的特點。“烴的衍生物”單元作業中前四個課時的作業均分為以下五個板塊： “感知·生活”“類比·結構”“遷移·應用”“探究·實驗”“情境·實踐”，建構以化學學科核心素養為導向的作業結構框架，總體設計思路如圖3所示。

2.1 ?板塊一： 感知·生活

掌握知識不僅依靠記憶，更應注重情境性，聯系生產、生活、社會等實際情境，讓學生在真實情境中體驗解決問題過程中的困惑和解決問題后的喜悅，真正激發學習興趣。

例如： 乙醇的性質與用途的對應，傳統作業習題的形式往往無法引起學生足夠的興趣，更無法讓學生真正體會生活與化學的緊密關系。為此，我們設計了如下習題（節選）：

該板塊作業素材均用圖片方式呈現，趣味性濃，美感突出，源于生活，高于教材。用可視化的生活情境，突出基礎知識的落實和鞏固，提高學生識別圖表和信息轉化的能力，進一步培養學生的宏觀辨識能力，建立科學的認識方法： 用途反映決定性質，促使學生帶著濃厚的興趣進入后一板塊的作業。

2.2 ?板塊二： 類比·結構

有機物的性質與結構關系特別密切，因此學習有機物時，一定要突出：“結構決定反映性質”的學科觀念。因此，這一板塊的作業設計有如下特點：

通過對比有機物之間結構的“異”和“同”，認識有機物之間性質的“異”和“同”，提高學生的微觀探析能力，從“宏觀、微觀和符號”三種水平上認識和理解化學知識，并建立三者之間的內在聯系，這是化學學科特有的思維方式，是化學學科教與學的有效方法。

上述知識梳理主要考察學生通過比較乙烷、乙醇、水分子結構上的異同點，分析性質上的差異。通過新舊知識之間相互聯系，夯實了課堂上關于乙醇結構的探討，促進學生從多方面、多角度進行知識體系的主動建構，更進一步深化理解基團與基團之間相互的影響，使學生認識到所學知識本身的價值。

2.3 ?板塊三： 遷移·應用

知識學習的目的是應用知識，提升學生解決實際問題的能力。此板塊的設計主要目的是根據有機物分子中的官能團推測有機物的性質，進一步夯實基礎，深化認識。

（1） 上述三種醇均能發生的反應為 ? ? ? ? ? ? ? ?;

a. 催化氧化 ? b. 置換 ? c. 取代 ? d. 加成

（2） ②物質存在一種醇類同分異構體M，試寫出M發生消除反應的化學方程式： ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 。

此例題由乙醇遷移到其他醇類，從代表物質到特殊物質，達到學以致用的應用高度，培養學生運用化學思維解決化學問題的能力，建立“官能團決定化學性質”的認知模型。

2.4 ?板塊四： 實驗·探究

“證據推理、科學探究”是學生必須具備的核心素養。此板塊設計的目的： 幫助學生學會分析實驗現象并進行證據推理，培養學生科學探究的精神，提升學生設計實驗、分析實驗、解決問題的能力。

（1） 通過分析實驗③和④，推測出濃H2SO4的性提高了乙酸乙酯的產率，試用化學平衡移動原理進行解釋： ? 。

（2） 通過分析實驗①、②和③，發現濃硫酸的濃度并非越濃越好，由此得出酯化反應的催化劑實際上是 ? ? ? ?。因此，推測鹽酸 ? ? ? ?（填“能”或“不能”）作為酯化反應的催化劑。若不考慮鹽酸的揮發和陰離子對酯化反應的影響，推測加入鹽酸的濃度為 ? ? ? ?mol·L-1時可能會得到④中的實驗結果。

這個板塊設計的最大特點是： 探究實驗都源于教材，高于教材。問題設計具有層次性、探究性、開放性，也有一定的綜合性，能很好地考查學生靈活應用化學知識與解決化學問題的能力，培養學生科學研究的方法。

2.5 ?板塊五： 情境·實踐

新課程要求課堂能提供學生個性化的學習，教師應關注學生的成長與進步，面對有差異的學生，實施有差異的教育，實現有差異的發展。因此給每個學生設置符合其“最近發展區”的作業，讓作業具有情境性、綜合性、開放性，并有方法的指導和實踐的創新。

（2） 文獻記載“當使用山梨酸鉀對淀粉類食品進行防腐保鮮時，最好加入少量的醋”，請你結合信息與已學知識進行解釋： ? ;

（3） 除山梨酸鉀之外，苯甲酸鈉也是常用的食品防腐劑，請同學比較兩種防腐劑的防腐效果（表2）。

本題以山梨酸防腐劑為知識載體，從形式上充分激發學生的求知欲，內容方面主要考察學生對于文本信息的加工處理能力以及根據微觀結構推斷物質宏觀性質的能力，是一道在生活情境中考察學生基本化學知識以及多方面能力的題目。最后的動手實踐活動改變了傳統作業的不足，旨在培養學生探索科學問題的方法，讓學生明白運用化學知識解決問題的角度應多元化。學生可通過圖書館、網絡、實地調研等方式收集各種資料來完成實踐性作業，這種作業形式能較好地培養學生的動手能力、合作探究能力及創新實踐能力，能夠在實踐中運用課堂所學知識并加以消化[5]。對于這樣一個開放性、分層性的問題來說，學生可以自主選擇作業的難度、作業的類型以及完成方式。上述作業第（3）題作為綜合實踐類的作業，其參考答案也進行了分層評價，如表3所示。

3 ?單元作業特色的呈現

本單元的第五節是“烴的衍生物的應用”，承載了“鹵代烴、醇、醛、羧酸和酯”的結構、性質及其相互轉化的綜合運用。有別于傳統作業，該節的整個作業設計以故事的形式呈現，在鞏固并應用知識的同時，著眼生活，提高興趣，拓展視野，充分落實化學學科核心素養。

“故事線索”主要作為一種教學策略出現，它能激發學生的學習興趣，將課堂教學與現實生活聯系起來，故事情節能夠將科學內容有機結合起來，形成連貫、邏輯嚴密的概念結構[6]。

因此，本節建立了一個真實背景——可回收塑料PET（聚對苯二甲酸乙二酯），以“故事線索”層層遞進。整個故事將“鹵代烴、醇、醛、羧酸和酯”等內容巧妙地整合在一起，形成連貫性、邏輯性、系統性的認知結構網絡，有利于學生進行自主學習，展開深度思考，建立解決復雜化學問題的“思維框架”，即“模型認知”;深化學生對“化工生產、生活、環境與化學的密切關系”的認識，增強學生的社會責任感和學習化學的使命感;同時不斷地滲透化工生產中的“原子利用率、物質的循環利用、物質的回收再用”等綠色化學思想，增進學生的環保理念。該課時具體設計思路如圖6所示：

[導讀序言]塑料在人們的日常生活中早已無處不在。早在1992年美國就立法通過了美國塑料工業協會設計的一套塑料回收標志，表示塑料的材質。該套標志一般印在塑料容器上，旨在方便回收，提升塑料的回收率。比如通常在礦泉水瓶瓶底上有一個由三角形和數字“1”組成的標志，表示為聚對苯二甲酸乙二酯，俗稱PET。

[初識PET]PET塑料通常為乳白色半透明體，由于不耐熱水浸泡，不耐堿，所以不能反復使用。下列選項可能會含有標志的是（ ? ?）

A. 樂扣保溫盒

B. 可樂瓶

C. 實驗室廢液桶

D. 塑料碗

[了解PET]已知PET的結構如下所示： COCH2OOCH2CO，下列有關PET的性質推測正確的是（ ? ?）

A. 常溫下PET在水中溶解度較大

B. PET容易被氧化

C. PET在高溫下不耐堿的原因是含有酯基

D. PET為人工高分子材料，屬于純凈物

[合成PET]工業上PET聚酯塑料的生產主要有以下兩步反應：

（1） 第一階段是對苯二甲酸與乙二醇進行酯化反應，生成對苯二甲酸乙二酯;

（2） 第二階段為對苯二甲酸乙二酯聚合生成PET，設計的主要原理如下：

4 ?單元作業效果的反饋

評價作業設計質量的優劣，必須通過學生的反饋來衡量。筆者將本單元作業案例在本校高三選修化學的學生中進行了筆試、問卷、座談，在時間、難易度、錯誤率上分別進行了數據統計： 完成時間與題目難易度之間具有較好的一致性，前四個課時中五個板塊的難度依次為： 探究·實驗>情境·實踐>類比·結構>遷移·應用≈感知·生活，難易度和完成時間都基本契合前四個課時作業設計的初衷。學生普遍反映該單元作業與以往傳統作業有很大區別，尤其是在題目呈現方式、問題情境的設置、整個單元作業中題目與題目之間的關聯等方面。最讓筆者欣慰的是，很多學生用“親近”一詞來形容這份單元作業。

“教學有心，學者得益”，作業設計不僅僅是教師幫助學生鞏固知識、強化技能的手段，更應是課堂教學的延伸，讓學生完成作業的過程從靜到動，從全部獨立完成到分層合作完成。單元作業設計應以生本理念為核心，充分激發學生求知欲，在問題情境中挖掘并拓寬學生的學科能力，在創新中實現化學學科核心素養的提升，設計思想如圖7所示。

學生對學習意義的追尋是在學習過程中實現的，借助單元作業的過程性設計，教師充分引導學生豐富學習過程，實現過程價值，最終建構學習的意義。

參考文獻：

[1]張新宇， 占小紅. 優化作業系統強化功能發揮[J]. 化學教學， 2014， （1）： 7～11.

[2]中華人民共和國教育部制定. 普通高中化學課程標準（實驗）[S]. 北京： 人民教育出版社， 2004.

[3][6]王后雄. 基于“素養為本”的高中化學學業水平考試命題研究[J]. 中國考試， 2018， （1）： 27～37.

[4]趙中華. 酯化反應實驗的深入探究[J]. 化學教學， 2010， （6）： 79～80.

[5]朱碧雯， 趙雷洪. 基于WSR系統方法論的化學實踐性作業的設計[J]. 化學教學， 2015， （1）： 80～83.