基于元素觀的初中化學作業設計

元素觀作為化學基本觀念之一，是在學生學習原子、離子、原子結構、元素等事實性知識的基礎上，體驗、提煉、反思形成的最基本的概括性認識。課后作業作為過程性評價的一種重要手段，可以診斷學生元素觀建構情況、為課堂教學提供改進依據的作用。本文以人教版九年級化學“元素”為例，基于元素觀進行作業設計。

一、基于元素觀的作業目標設計

綜合何彩霞、梁永平、單光云等學者對元素觀的論述，中學階段元素觀主要包括以下三個方面的內容并對應設計本課的作業目標，具體內容如下：

對元素的認識：涉及核電荷數（即核內質子數）決定了元素的種類，每種元素都有規定的符號和名稱；按照一定標準可以對元素進行分類等基本理解。對應設計本課作業目標：能根據質子數（核電荷數）判斷元素的種類；能根據元素的原子序數在元素周期表中查到該元素的名稱、符號、相對原子質量等信息，對元素進行簡單分類；能說出元素符號的宏觀和微觀意義。

從元素角度看物質：物質是由元素組成的，物質的多樣性與元素的有限性相統一；元素在一個體系內分布是保持相對平衡等基本理解。對應設計本課作業目標：能說出地殼、生物細胞等混合物的主要元素；能從宏觀和微觀兩個角度描述物質的組成和構成。

從元素角度看化學反應：在化學反應中元素的種類和質量不變，即化學變化過程中元素不變等基本理解。對應設計本課作業目標：能從宏觀和微觀兩個角度描述物質的化學變化；能根據元素守恒推斷反應物或生成物的元素組成。

二、基于元素觀的作業內容設計

根據作業目標，精心設計促進元素觀建構的作業題，分為三個部分：A組基礎鞏固是發揮作業的鞏固功能，促進對事實性知識的記憶，深化對知識的理解，是本課題元素觀建構的初級水平，為全體必做作業；B組拓展提高是發揮作業的應用功能，提高運用課堂所學知識的能力，培養學生應用元素觀獨立解決問題的能力，是本課題元素觀建構的高級水平，供學有余力的同學選做；C組課外實踐是發揮作業的發展功能，培養學生的實踐能力，增進信息加工能力，是本課題元素觀建構的綜合水平，供學有余力的同學選做，具體設計如下：

A組 基礎鞏固

1.請根據信息，填空：

（1）氧氣的化學符號： ，氧氣是由 元素組成；

（2）過氧化氫的化學符號： ，過氧化氫是由 元素組成；

（3）碳酸鈣的化學符號：CaCO3，碳酸鈣是由 元素組成；

共同點：以上三種物質都含有 元素，該元素是質子數（核電荷數）為8的一類 的總稱。

2.某礦泉水標簽中標有“本品每100毫升中含鈣≥400μg、鎂≥50μg、鉀≥35μg、鈉≥80μg”等字樣。這里所標的各成分表示的是（ ）

A.原子 B.元素 C.分子 D.物質

3.稀土是儲量較少的一類金屬的統稱，有“工業的維生素”的美譽，是不可再生的重要戰略資源，我國稀土儲量居世界第一位。鈰（Ce）是一種常見的稀土元素，請根據圖片中所提供的信息填空。

（1）鈰的原子序數是 ；鈰原子中的質子數是 ； 鈰原子的核外電子數 ；

（2）鈰的相對原子質量是 ；

（3）鈰屬于 （填“金屬元素”或“非金屬元素”）；

（4）寫出下列符號的意義：

①Ce表示 ； ②2Ce表示 。

4.物質是由元素組成的，將下列各體系與其所對應的主要元素含量用線段連接起來。

體系 主要元素含量（質量分數）

空氣· ·氮、氧（由多到少）

地殼· ·氧、碳、氫、氮（由多到少）

生物細胞· ·氧、硅、鋁、鐵（由多到少）

5.請用“分子” “原子” “離子”或“元素”填空：

（1）氧氣是由氧 組成；（2）氧氣是由氧 構成；（3）1個氧氣分子是由2個氧 構成。

6.下圖是過氧化氫分子制氧氣的微觀示意圖，請結合圖中信息寫出你能獲得的化學知識。

（1）過氧化氫分子在化學反應前后是否發生改變？ （填“改變”或“不變”）；氫原子和氧原子在化學反應前后是否發生改變？ （填“改變”或“不變”）；（2）氫元素和氧元素在化學反應前后是否發生改變？ （填“改變”或“不變”）。

【設計意圖】

A組題目的設計，旨在鞏固學生對于元素的認識（A1、A3）、從元素角度看物質（A1、A2、A4、A5）、從元素角度看化學反應（A6）。本項作業采用紙筆測驗的方式，試題類型多樣，如選擇題、填空題、連線題，有利于甄別學生對于基礎知識的掌握情況。作業設計突出情景創設，如A2以課標建議使用的礦泉水等標簽信息和A3以我國稀土儲量作為素材設計問題，有利于學生感受化學元素與生活的密切性和稀土元素對國家工業的重要戰略意義。

B組 拓展提高

1．（1）下列符號中，只能表示微觀原子個數的是 ；（2）既能表示元素、原子，又能表示物質的是 。

A.H B.Cl C.2Cl D.Fe

2.經測定某集氣瓶中含有碳元素和氧元素，則該集氣瓶中不可能含有的物質是

A.氧氣 B.二氧化碳

C.一氧化碳 &nbsr3mmeQRdxdoBzl5muGoN5g==p; D.二氧化硫

3.實驗室利用過氧化氫和催化劑制得氧氣。化石燃料日益減少，有專家稱“發明了新型的催化劑，只以水為原料通過新型催化劑的催化，可以制得汽油（汽油由碳、氫等元素組成）。”你相信這項發明嗎？ （填“相信”或“不相信”），原因是 。

【設計意圖】

B組題目的設計，旨在提升學生對于元素的認識（B1）、從元素角度看物質（B2）、從元素角度看化學反應（B3）。學生在完成作業的過程中需要調用相關知識進行比較、分析、推理，實現元素觀的簡單應用，如B3的設計以上世紀80年代“水變油”事件為背景創編，學生結合催化劑的定義，應用元素守恒，推斷“水變油”新聞的真實性，樹立反對偽科學的科學精神。

C組 課外實踐

聯合國將2019年確定為國際元素周期表年，為傳播元素及化學知識，展示當代青年化學家風貌，中國化學會面向會員遴選118名青年化學家，作為118個化學元素的“代言人”，組成“中國青年化學家元素周期表”，請同學們參觀中國數字科技館——線上展覽“律動世界”化學元素周期表主題展覽。在周期表上挑一種特別引起你興趣的元素，徹底調查這種元素，盡可能地了解有關元素的一切信息，特別是化學元素背后的中國故事，一周內用你擅長的方式，向身邊的人進行宣傳介紹；未來隨著你學習的深入，還可以不斷補充。

【設計意圖】

以“中國青年化學家元素周期表”為情景素材，通過參觀線上元素周期表的數字展館，注重課程思政教育，體現學科育人價值，增強學生的民族自豪感，增強為實現中華民族偉大復興和推動社會進步而勤奮學習的責任感。調查感興趣的化學元素，用自己擅長的方式展示，最大限度調動學生的積極性，不僅幫助學生進一步加深對元素觀的理解，而且為未來的化學學習或專業研究埋下興趣的種子。

傳統的化學作業，過分強調“雙基”的訓練，作業形式和評價方式單一，導致學生只記憶與元素相關的零散概念、原理，不利于學生建構具有抽象性、概括性、統攝性的元素觀，更無法推動核心素養的發展。基于元素觀進行作業設計是一種新的嘗試，通過設計元素觀視域下不同角度的作業目標和編制具有情景特色的作業習題，將元素觀與相關具體知識有機融合，使得作業評價與促進元素觀建構的教學同向而行，真正實現減負提質，發揮作業的全面育人功能。

（徐德明）