核心素養視域下初中化學概念學習進階式作業設計研究
——以人教版九年級化學“分子與原子”為例

王琳琳 孫應倫

（1.昆明市第三中學經開區學校 云南 昆明 650000；2.昆明市教育科學研究院 云南 昆明 650031）

一、問題的提出

2021年7月下旬，“雙減”政策開始在全國各地執行。“雙減”工作之一就是要減輕學生不合理的作業負擔，要求健全作業管理機制、分類明確作業總量、提高作業設計質量、加強作業完成指導、科學利用課余時間。［1］

初三是學生學習化學的起始階段，學生對于化學學科充滿好奇心和陌生感。初中化學課程中包含了很多重要核心概念，學生在進行概念學習時，尤其對于微觀概念的認識上，往往會覺得抽象、易混淆不好理解。核心概念正是化學學科體系的重要組成要素，只有把核心概念的基礎打牢，才有可能為日后提升學生思維能力、創新能力、實踐能力奠定基石，才能讓學科核心素養落到實處，最終為學生自身發展的素養培育助力。因此，初中化學概念學習至關重要。而作業是鞏固化學核心概念知識的一個必不可少的環節，目前這類作業基本是每天一張試卷或者要求學生死記硬背，教輔資料上的題目普遍存在量大、偏難、重復、無層次，學生經常做無用功，身心疲憊，無法有效地掌握相關知識。如何設計符合學生實際，又能充分體現“雙減”政策的作業，成了一個亟待解決的現實問題。

二、理論依據

1.概念學習理論

概念學習主要包括概念形成和概念同化。概念形成屬于發現學習，指學生從同類事物例證中獲得同類事物的共同特征。任利忠認為概念形成的學習模式一般包括：將收集到事實材料中的無關特征去除，找出材料的共同本質，最終形成概念并應用于同類事物，將新概念納入原有的知識體系。概念同化屬于接受學習，指用定義直接呈現的方式，學生借助經驗對新概念加以理解。［2］

2.學習進階理論

學習進階（Learning progressions，簡稱LPS）又稱學習進程。通過查閱相關的文獻發現，劉晟等認為學習進階是對學生在各學段學習同一主題的概念時所遵循的連貫的、典型的學習路徑的描述。美國國家研究委員會（NRC）認為學習進階是在一段時間內，學生學習某一科目或探究某一主題時，其思維方式依次進步，逐漸深入發展的描述。［3］

學習是循序漸進的過程，教師應思考如何幫助學生“搭梯子”。一般來講，學習進階構成的要素主要有五個：學習的起點或開始、進階維度、成就水平、表現水平、成就評價。進階式作業設計正契合了學習進階理論的觀點。這種作業設計能有效提升初中化學作業設計的質量，在短時間內讓學生把當天學習的化學知識充分用于解決化學問題，并且通過作業鞏固化學知識，最終達到培養學生學科核心素養的目的。

三、進階式作業設計模型及實施策略

從進階式作業設計與實施策略的角度來說，進行概念作業設計時需要解決的問題是：怎么提煉學科核心概念？如何將核心概念與作業設計進行有效聯結？

核心概念的提取參照課程標準。進階式作業設計的三個關鍵步驟，即作業目標設計、作業評價設計和作業內容設計。

以“第三單元物質的構成課題1 分子和原子”為例的作業設計為例，如圖1所示。

圖1 以“第三單元 物質的構成 課題1分子和原子”為例的作業設計結構

1.作業目標設計

結合課程標準的要求以及學生現有認知的理解，清晰描述在事實角度的“知道”，認識角度的“理解”，實際運用角度的“能用”。“知道”是“理解”的前提和基礎，“理解”是將能力轉化并應用到實際解決問題的“能用”的關鍵。

從三個維度設計作業目標：①“知道”：知道分子等微觀粒子構成物質；知道分子、原子都很小，都在不斷運動；溫度越高，微觀粒子運動速率越快；知道微粒間存在著間隔，物質三態變化時微粒間隔的變化情況。②“理解”：能認識分子、原子的區別與聯系；能從宏觀微觀理解物質的變化；能從宏微視角認識純凈物和混合物。③“能用”：能夠依據組成區分混合物和純凈物，能夠從微觀角度解釋一些生活中的宏觀現象和實際問題。

2.作業評價的設計

關于理解的理論認為，表現性任務是能有效診斷學生是否達到持久理解、學習遷移的程度。［4］

作業評價設計具體包括：

（1）通過辨別構成“銅、汞、氫氣、硫酸鎂”的微粒，構建補充選項的選擇題以及紙筆練習教師批改反饋，診斷學生對于構成物質的微粒種類的認知水平；

（2）通過完成動手制作微粒模型，感知分子、原子的區別，通過學生自主展示和口頭表述以及學生自我評價，診斷學生對于分子原子概念的認識程度；學生自評表如圖2所示。

圖2 學生自評表

（3）通過對分子、原子、元素、離子等概念的建構與梳理，以及學生互評的方式診斷學生的知識結構化水平。學生互評表如圖3所示。

圖3 學生互評表

圖4 部分學生思維導圖作品

圖5 部分學生模型作品

3.作業內容的設計

進階作業1：基礎知識落實（完成時間：20分鐘）

1．（2020昆明）下列物質由分子構成的是（ ）

A.銅 B.汞 C.氫氣 D.硫酸鎂

設計意圖：本題考查直接構成物質的微粒有哪些。

【題目功能】通過書寫物質的化學式，使學生了解構成物質的微粒種類，形成從微觀角度認識物質的視角。

2.下列事實對應的微觀解釋不正確的是（ ）

A.“春城處處有花香”——分子在不斷運動

B.1滴水中大約有1.67×1021個水分子——分子的體積很小

C.水和過氧化氫化學性質不同——分子的結構不同

D.物質熱脹冷縮——分子的大小隨溫度的變化而變化

設計意圖：本題考查分子性質的相關知識。

【題目功能】通過對具體生活實例的分析，使學生熟練掌握分子性質的相關知識，將宏觀現象與微觀粒子聯系起來，形成用宏觀結合的方式認識世界的學習能力。

3.下列有關分子、原子的說法正確的是（ ）

A.分子是由原子構成的，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.直接構成物質的微粒有分子、原子、離子

D.同種原子只能構成一種分子

設計意圖：本題考查分子、原子的概念，旨在幫助學生厘清分子原子的區別與聯系。

【題目功能】通過對比與辨析，使學生關注分子與原子的區別與聯系，形成對核心概念的確切認識。

注意：第4題為選擇補充填空題，請你將選項補充完整，并做選擇。

4.下列物質中含有氧分子的是（ ）

A.過氧化氫B.二氧化碳

C.空氣D._____

設計意圖：本題考查物質微觀構成與化學式的相關知識，旨在培養學生自主命題能力。

【題目功能】本題給予學生自主設計命題的空間，讓學生站在命題人的視角思考問題。同時有利于學生認識“化學符號在表征宏觀物質和微觀粒子時的優勢”，從而更愿意用化學符號表達物質和化學反應，落實“宏觀—微觀—符號”三重表征在實際化學學習中的應用。

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

A.反應前后原子和分子的種類沒有變化

B.化學反應中分子可以拆分成原子

C.反應前和反應后的物質都是混合物

D.純凈物一定是由同種分子構成的

設計意圖：本題考查從微觀認識化學變化以及純凈物和混合物的概念。

【題目功能】培養學生多維度認識化學變化實質，認識不同種類的物質的能力，結合科技時事要聞，增強學生對于努力學習擔當國家建設的使命感和責任感。

6.填空：

（1）識圖填空：

①一個氫分子是由____個_____構成；

②一個甲烷分子是由____個碳原子和_____個氫原子構成。

（2）用化學用語填空：

①保持氨氣化學性質的最小微粒是_____；

②電解水過程中最小的微粒是______，水的蒸發過程中的最小微粒是____。

設計意圖：考查分子的構成，以及分子、原子的概念在具體反應中的應用。

【題目功能】將概念化學習與具體的化學反應相聯系，落實化學概念在實際問題解決中的應用。

7. 氫氣和氯氣反應的微觀模擬圖如圖所示，請填空：

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

（2）保持氯化氫化學性質的最小微粒是_____。（填符號）

（3）該反應中，發生變化的微粒是____（填名稱），保持不變的微粒是_______（填符號）。

（4）該反應屬于____反應（填基本反應類型），該反應的生成物是（填“混合物”或“純凈物”），理由是__________。

設計意圖：考查具體的化學反應中原子、分子的變化，反應基本類型的判斷，物質分類的相關概念。

【題目功能】培養學生綜合運用概念的能力，鍛煉學生審題能力和用化學語言進行科學描述的能力。

進階作業2：活動課實踐作業（完成時間：20分鐘）

作業內容：請從化學課本第50頁所列的分子模型圖，或者上冊化學課本中的任意單元，或者上網查找資料，用橡皮泥制作1-2 個微粒模型。完成后，請帶著你自己的作品上講臺展示，并說明它的結構。

所需材料：橡皮泥、牙簽、包裝盒蓋。要求：每個原子的直徑不小于0.5 cm。

設計意圖：讓學生通過動手實踐使微觀粒子變得可視化，使學生更充分感知分子的結構，發現分子和原子的區別與聯系，更深刻地體會化學變化的本質。

【題目功能】

1.通過動手實踐，激發學生探究微觀世界的好奇心，使學生收獲學習化學的樂趣，令概念學習可視化、生動化，對于培養學生宏觀辨識與微觀探析的核心素養起到一定積極作用。

2.通過課堂作品展示環節，同學們能熟練運用化學語言來科學地描述物質的構成、微粒的構成。

進階作業3：周末作業

作業內容：學完“第三單元物質構成的奧秘”，我們的微觀世界之旅告一段落，請你從微觀和宏觀的角度，把你對于分子、原子、離子、元素、物質等概念的認識整理出來。

作業形式：思維導圖手抄報。

設計意圖：通過對分子、原子、離子、元素、物質等概念的整理分析，利用分類和對比的方法，對于以上學科核心概念進行再認識，達成學生學科知識體系的構建。

【題目功能】通過繪制思維導圖，提高學生自主認知能力，同時為建構化學學科知識體系奠定基礎，為后續學習提供知識準備。

四、結語

作業設計的有效性是教學有效性的必要保證，是教學過程中的一個重要環節。進階式作業設計既滿足了鞏固基礎知識的需求，也滿足了不同學生的需求，有效且具有較強的針對性，為初中化學課堂教學的有效性打下堅實的基礎。如果說課堂是實現化學核心素養培育的基地，那么作業設計就是促使核心素養培育落地的地基，而概念學習更是重中之重。幫助學生認識理解學科核心概念，并建立核心概念間的聯系，構建符合學生認知的學科體系，才能真正為學生解決實際問題提供有利支撐。對于核心概念的梳理離不開對課程標準、教材內容、課程內容的充分挖掘與研究，厘清核心概念的學科價值、育人價值。“雙減”政策下，如何利用有限的時間，保證教學目標、作業設計目標、育人目標以及教學評價的一致性，正是今后初中化學教學過程中值得深入思考的問題。