“雙新”背景下高中化學單元作業設計

陸艷

摘要： 基于一次市作業設計比賽的視角，闡述“雙新”背景下單元作業設計的依據、流程和總體規劃思路。從“梳理與整合、遷移與應用、探究與實踐、鏈接與融合、綜合與評價”五個作業組成模塊出發，舉例分析高中化學單元作業設計與編制的新思路，并提出“要依標命題、借助實證與數據、著眼于學生終身發展”等啟示與建議。

關鍵詞： 雙新背景； 高中化學； 單元作業設計

文章編號： 1005-6629（2024）02-0080-06

中圖分類號： G633.8

文獻標識碼： B

作業是提升基礎教育質量的關鍵領域之一，是課堂教學的延伸與拓展，是落實立德樹人、推進素質教育的重要載體，是社會認識和理解學校教育的主要窗口，也是實施家校溝通的有效途徑［1］。上海市教委教研室從2017年就持續舉辦“上海市中小學優秀作業、試卷案例征集評選活動”（以下簡稱“作業設計比賽”），以此拓展和深化作業設計與實施的內在價值，提高作業質量，提升教師的專業能力，保障“雙新”的有效實施。筆者以指導團隊參加作業設計比賽榮獲一等獎的作業為例，闡釋“雙新”背景下高中化學單元作業的設計思路與啟示。

1 單元作業內容及目標組成分析

1.1 基本信息及內容分析

作業設計比賽內容需抽簽。本次作業內容為：滬科版高中化學必修一第一章1.1節和1.2節。要求包含四個課時的作業和一份單元練習。具體見表1。

第1課時是科學方法“分類法”，第3、4課時是物質的量及其相關物理量的含義及應用，它們對應課程標準中的主題1“化學科學與實驗探究”。第2課時是常見的分散系“膠體”，對應課程標準中主題2“常見的無機物及其應用”。為體現化學是一門在原子、分子水平上進行研究的基礎學科，同時便于將這四課時的作業有機整合，借助“微粒”的觀念或視角串聯起來（見圖1）。

1.2 單元作業設計依據的學習目標及分析

本次比賽的單元作業設計依據的學習目標統一提供，共15條，具體描述和水平要求見表2。

表2中的“學習水平”A表示“知識”，B表示“技能”，后面的數字代表不同的學習水平，如A1、 A2、 A3分別對應的是知道、理解和應用，B1、 B2、 B3分別對應的是初步學會、學會和設計。若學習水平涉及多個維度，較重要的維度放在前面。“其他要求”對應的是《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》中第65頁到67頁的“學業質量水平”，標記方式為X-Y。如表2中X（1～2）代表水平，Y（1～4）代表條目序號。

本次作業只涉及學業質量水平1和2，是高中畢業生在本學科應達到的合格要求。15條學習目標中有13條目標側重知識維度，其中6條指向“知道”，5條指向“理解”，2條指向“應用”，還有2條側重技能維度需要“學會”。每一課時學習目標3～4條左右。由此可見，作業設計比賽題量不宜太多，難度不宜太大，要符合“以學生發展為本”的教育初衷，踐行“減量提質”，同時要落實學科核心素養，體現“教-學-評”一致性。

2 單元作業設計流程

以學科核心素養為導向的單元作業設計流程如圖2所示。有些環節在設計過程中循環反復，直至定稿。

3 單元作業設計依據及總體規劃

3.1 設計依據

作業設計依據課程標準要求，考查學生的基礎知識、基本技能和綜合能力，同時依據高一學生的認知和心理特點，力求體現作業趣味性、學法指導和在情境中應用知識解決問題的能力。根據教材內容和學習目標描述，確立布魯姆的教育目標分類法為單元作業規劃的理論依據，將涉及的知識、技能與能力、素養相關聯，體現“素養導向、能力為重、知識為本”的設計理念［2］。

3.2 總體規劃

每個課時作業確立五個功能模塊：梳理與整合、遷移與應用、探究與實踐、鏈接與融合、綜合與評價。單元試卷的主觀題也按照此模塊編排，體現單元作業知識和能力要求的層次性、發展性和整體性（見圖3）。這種處理方式改變了以往作業以知識為線索的編排方式，能力要求循序漸進，為學生自主學習提供發展空間。

4 作業功能模塊及樣例分析

4.1 梳理與整合

每課時的“梳理與整合”以思維導圖和表格形式呈現課時核心知識，強調知識體系的結構化，引導學生找到知識之間的邏輯和聯系，同時提高歸納總結能力。

以第一課時“物質的分類”，目標編碼HX10101103為例。

例1 分析不同聚集狀態水的性質，完成下列填空。

素養體現：發展“結構決定性質”的觀念；能從微觀角度分析不同聚集狀態的物質性質差異的原因。

本題看似一道普通的“填表題”，其實在文字和圖片中隱藏著“物質不同聚集狀態的性質及差異原因”。通過示意圖思維外顯提升學生宏微結合的分析能力，增強興趣的同時降低難度，也為后續學習膠體和氣體摩爾體積打下基礎。這道題取材于教材P8、 P9的圖1.2、 1.3和“想一想”，充分開發教材資源并引導學生課后關注教材、閱讀教材，提高學習效果。

4.2 遷移與應用

“遷移和應用”通過與生產、生活相聯系的情境凸顯基礎知識的遷移與應用，體現“從生活走向化學、從化學走向社會”的學科特點，拉近化學與學生的距離。這模塊也充分體現作業的育人價值，選擇中國古代科技成就和古詩詞文化作情境，讓學生感受化學之美、激發文化自信。

以單元試卷，目標編碼HX10101107為例。

例2 豆腐是中國的傳統美食，味美且營養價值高。以下是傳統制作豆腐的過程。

（1） 圖中六個制作豆腐的步驟，涉及“過濾”原理的步驟名稱是__________。

（2） 判斷豆漿是否屬于膠體的具體方法是____________________。

（3） 向豆漿中加入石膏（主要成分為CaSO4），一段時間后蛋白質凝結為豆腐，是指圖中__________步驟。東晉詩人陶淵明曾作：“種豆豆苦青，力竭心已苦。瓊漿凝白玉，冰心報家夫。”該詩中有類似于“豆漿中加石膏”操作的詩句是__________。這個操作的原理類似膠體的__________。

（4） 豆腐有著悠久的歷史，堪稱國粹，能體現出中華民族的創新精神和包容精神。請從化學和人文精神的角度作簡要闡述：____________________________。

素養體現：建立“理論聯系實際”的觀念；能將化學知識與生產、生活相結合，分析和解決一些簡單的實際問題，形成“化學視角”看待周圍現象；贊賞化學對人類生活、生產所做的貢獻，包括我國的科學進步和傳統文化。

這道題以“家常豆腐”為情境，落實目標“能根據膠體性質分析生產、生活及環境中的某些常見問題”。將膠體的特征性質與中國古典詩詞相融合，體現趣味性和藝術性。同時從豆腐加工、制作和烹飪等傳統工藝過程蘊含的科學原理和文化精神進行多角度、多層次的闡述，形成發散性思維。這是單元試卷中的一道題，內容、目標與課時作業一致，但能力培養和素養要求呈現階梯式上升趨勢。

4.3 探究與實踐

為突出化學的實驗特色，“探究與實踐”采用“做中學”的設計，引導學生“在實驗中領悟原理、在實踐中培養技能、在發現中感受樂趣”，促進思維和技能同步發展。同時對這一模塊進行了有關長課時作業（簡稱“長作業”）的有效探究。

除了第3課時“物質的量”外，其余三課時作業和單元試卷中都有一個共同的主角“雞蛋殼”，旨在為學生創造一個長作業的整體情境（見表3）。如第1課時探究“家中有哪些常見物質能與雞蛋殼反應”，加深對“物質分類法”的認知，同時為后續的作業打下基礎。第2課時制作半透膜“蛋殼膜”實驗光靠手上功夫很難成功，必須要用醋泡5～10分鐘，這就需要利用第1課時的實驗經驗。第2課時實驗剝出的雞蛋殼正好是第4課時測定實驗的原材料，一直到單元試卷考查綜合分析，每道題都有“承上啟下”的作用，趣味性和創新性逐步提升。其中有在家里可獨立完成的興趣實驗，如第1、2課時的作業，也有需要小組合作才能完成的實驗，如第4課時和單元試卷的作業。

同時，參照杜威的“思維五步法”，實驗報告要求遵循“提出問題—形成假設—獲取信息—驗證假設—歸納總結”撰寫，引導學生養成規范的實驗習慣和求真務實的科學態度，以及關注科學興趣、科學思維、合作精神和創新意識的發展。

以第2課時“膠體”部分實驗操作題為例，落實目標編碼HX10101106。

例3 實驗二蛋殼膜的制取和膠體性質：查閱資料可知，雞蛋的蛋殼膜相當于半透膜。

（1） 取膜：將雞蛋小頭磕開小孔，倒出內容物，用清水沖洗后注滿白醋放置5～10分鐘，再用清水沖洗干凈，沿孔邊緣剝下一圈蛋殼，取出蛋殼膜備用。

（2） 將實驗一中制備的淀粉分散系小心灌入蛋殼膜中系口，浸泡在純凈水中一段時間。

（3） 分別取蛋殼膜內、外液體，滴加碘酒，觀察實驗現象。

（4） 請如實記錄實驗現象、結論與反思，并拍照上傳班級qq群。

（5） 思考：為什么泡白醋5～10分鐘后就可以輕易剝出完整的蛋殼膜？

素養體現：發展對化學的興趣，提升實踐技能；培養與他人合作、交流、溝通的能力，運用知識和技能解決實際問題的能力；培養邏輯嚴謹的科學語言表達能力；落實證據推理與模型認知、科學探究與創新意識等學科核心素養。

基于第1課時“雞蛋殼的溶解實驗”，本課時繼續開展蛋殼膜的相關實驗，體會家庭實驗帶來的樂趣。結合上節課獲得的知識和操作經驗，用白醋浸泡能成功剝離出蛋殼膜，引導學生逐步完成實驗，得出淀粉分散系的歸類及體會膠體微粒不能透過半透膜的性質。作業要求正確記錄和處理實驗數據，能基于證據推理得出結論，體會科學探究的一般思路和過程。

4.4 鏈接與融合

本次作業設計比賽的要求之一，是必須要有跨學科作業。跨學科作業統一設置在“鏈接與融合”板塊，以具有時代性、意義性的情境融合各學科知識，處理采用“高起點、低落點”，形式有簡答、設計、作圖等，以促進目標的達成和素養的落實。

以第4課時“摩爾質量、氣體摩爾體積”為例，落實目標編碼HX10101114。

例4 氣象氣球是測定風向、風速、溫度等氣象數據的常用運載器，常見有“膨脹型”與“非膨脹型”兩種。

（1） 氣象氣球中一般充入氫氣或氦氣，而非空氣或氮氣的主要原因是__________。

你會選擇氣象氣球中充__________（選填“氫氣”或“氦氣”），理由是__________。

（2） “膨脹型”氣球內外氣體壓強在任何高度都幾乎相等。氣球在上升過程中，體積會逐漸增大。從微觀角度分析原因：__________。

（3） “非膨脹型”氣球的體積保持不變，但球內外氣體壓強差有時可達數十倍之多。請繪制氣球內氣體分子間平均距離隨離地面高度增加的變化曲線圖。

素養體現：從宏觀和微觀視角分析問題，發展“證據推理與模型認知”素養；在感知與想象中說明影響物質體積的因素，形成對微觀粒子存在形態的認知。

作業以氣象氣球為載體，情境真實可靠，吸引學生興趣，同時融合物理和氣象方面的相關知識，完成有意義的學習。問題設計從簡到難，作業形式豐富多樣，培養學生運用跨學科知識分析和解決實際問題的能力，體現化學學科核心素養的要求。

4.5 綜合與評價

“綜合與評價”通過數據、圖表、流程圖等多角度信息進行綜合分析、推理與評價，發展學生的文字表述能力和高階思維。每課時“綜合與評價”題均有一個開放性小題，沒有標準答案，只給出評價要點。學生可從不同角度、不同層面進行合理解釋，教師根據學生實際水平和真實答題情況靈活調整評價標準，促進分層分類的多元評價，實現“教-學-評”一體化。

以第3課時“物質的量、阿伏伽德羅常數”為例，目標編碼HX10101114。

例5 物質的量的單位“摩爾”是化學測量溯源體系的源頭。1971年，國際計量大會（CGPM）將摩爾采納為第七個SI單位，明確定義：“摩爾是一系統的物質的量，該系統中所包含的基本單元數與0.012kg碳-12的原子數目相等……”。2018年，CGPM通過了基于阿伏伽德羅常數的摩爾的新定義：1摩爾精確包含6.02214076×1023個基本單元。

（1） 阿伏伽德羅常數的精確測定原理是利用單晶硅的宏觀密度與微觀的硅晶格密度相等。測定過程是先制作質量約1kg的高純度硅球，再測定硅晶格的體積，根據硅晶格中所含的硅原子數目，最后精確計算阿伏伽德羅常數。

綜上所述，科學家精確測定阿伏伽德羅常數需要：NA個硅原子的質量、硅球的質量、硅晶格中所含的硅原子數目、_____、_____。

（2） 查閱資料并結合教材第19頁“拓展視野”，評價兩次關于“摩爾”的定義：_________________。

評價要點：

（1） 能從1971年“摩爾”定義與質量單位千克關聯的弊端，2018年“摩爾”新定義轉變為微粒數量溯源的優勢進行分析。

（2） 能依據信息歸納概括，表述準確。

素養體現：提高獲取與加工信息的自主學習能力；認識科學與技術、社會的相互關系；認識人類對物質世界的探索從未停止，科學探究永無止境；提升證據推理與模型認知、科學態度與社會責任核心素養。

“摩爾”是化學測量溯源體系的源頭，修正“摩爾”的新定義有重要的意義。阿伏伽德羅常數的數值確定充分體現了科學知識的嘗試性與修正性。通過基于阿伏伽德羅常數精確測定原理分析以及評價“摩爾”的兩次定義，認識到阿伏伽德羅常數中的“規定”不是主觀臆想，而是經歷了長期艱苦卓絕的理論推導與實驗探究，體會到常用的化學常數背后蘊含著科學家們的辛勤付出。

5 啟示

5.1 要依標命題

課程標準是教育考試與評價的根本依據。依標命題不僅能夠科學合理地測評學生的學業質量水平，而且還能引導教學方向糾正偏差，達到減負提質效果。“依標”主要看兩方面：一是作業設計的內容不能超標，不能隨意擴大和加深；二是作業水平不能超標，增加學生學業負擔［3］。在“依標”前提下把重視關鍵能力、培養高階思維作為作業設計的一個重要指標。

5.2 要借助實證與數據

作業設計無法一蹴而就，要以行動研究為基礎，在“編制—研討—修改—試做—修改”環節中反復進行，不能光憑個人經驗。作業編制完后，進行測試和訪談，根據學生的錯誤情況尋找編制中的問題，使問題指向更明晰，文字表述更精煉，作業的實用性和科學性更高。尤其是實驗類題目，確保可操作性強，學生能“真探究”［4］。

5.3 要著眼于學生的終身發展

與學生掌握多少具體的知識相比，作業是否有助于學生獲得未來發展的能力和素養才是設計的關鍵，而能力的發展和素養的落實不是一朝一夕就能完成的。“教學有心，學者得益”，“雙新”背景下作業要脫下陳舊的應試面孔，建構多維度的學習平臺，鏈接有意義的問題情境，創設豐富、適切的題型，實施多元評價方案，確保作業發揮“立德樹人、引導教學”的積極作用，真正讓學習再次發生。

注：本文作業樣例由上海市七寶中學周國亮領銜的跨校團隊（薛華勤、徐麗、趙春梅、李淑妍）編制。

參考文獻：

［1］［4］上海市教育委員會教學研究室編著. 學科單元作業設計案例研究（第二輯）［M］. 上海： 華東師范大學出版社， 2020： 1， 72.

［2］王懷文， 張春艷， 蘇華虹. 立足學科理解， 凸顯學科能力考查的主題式命題研究——基于地市質量檢測命題視角［J］. 化學教學， 2023， （2）： 81.

［3］莊曉松，王祖浩.中考化學“依標”命題的分析與策略研究［J］. 化學教學， 2023， （5）： 79.