“化”繁为简求真知“学”以致用提素养-以大概念为统摄的单元情境化作业设计

“双减”带来的化学教学改革在持续深化，新课标也在改进教育评价中提出要切实落实教学评一体化。作业作为“教学评”的一个重要环节，更要不断创新作业设计的思路与方法。通过观察学生目前所完成的作业，发现存在题目繁多且重复的问题，导致学生逐渐失去完成作业的兴趣。为了化繁为简，学以致用，需借助作业培养学生自主学习的能力，一方面课前、课中、课后三个阶段的作业要避免简单的重复与交叉，另一方面需要教师在学生作业完成的过程中注重学习方法、思维方式、学习习惯的指导。一、“课前”——以大概念为统摄指明方向（一）以大概念为统摄，构建单元认知结构复习课上往往出现这样的情况，教师随机抽背基础知识，学生基本都能答上，但在应用这些知识解决问题时，却不能有效地提取，其中很重要的一个原因是这些知识在学生头脑中是零散分布的，学生是强记于头脑中的，在经过一个单元的学习之后，学生需要对知识进行系统的联系、归纳与总结，形成认知结构，才能突破应用知识的障碍。因此，复习课中更应该注重知识的整体感知和知识之间的内在联系，重点突出知识的梳理和知识的生长。新课标中注重大概念统领化学学习主题，那么围绕大概念构建单元认知结构，更有利于学生形成对单元知识的整体性认识，完善头脑中的知识结构。通过对新课标的学业要求和教材主要学习内容进行分析，确定以“物质的组成”和“溶解的限度”为大概念，再以大概念为统领，构建了“溶液单元概念层级模型”。学生需要通过对具体知识的学习运用来掌握基本概念，逐步理解核心概念，通过多个核心概念的理解达成，最终实现对大概念的理解。因此，围绕基本概念将本单元的具体知识分为“需要掌握的知识”和“需要熟悉的知识”，构建了单元内容的环图模型。再基于“需要掌握的知识”间的内在联系结合学生的认知发展规律，围绕本单元的两个大概念构建单元认知结构。“溶液”单元概念层级模型根据本单元的两个大概念构建单元认识模型如下：有关溶液的组成，首先从定性的角度引导学生认识溶液中有什么，引出关于溶质溶剂的学习，那溶质是如何分散到溶剂中去的呢？引导学生从微观的角度了解溶解的过程及其伴随的能量变化，加深学生对于物理变化也伴随能量变化这一点的认识，并从微观角度分析溶质具有均一性、稳定性特征的原因。学生对溶液的组成不能只停留于定性的认识溶液中有什么，还需要从定量的角度分析各组成成分在溶液中有多少，引出溶质质量分数的学习，即从定量的角度认识溶液的组成，分析部分与整体间的关系。由此完善学生对溶液定性——定量两个角度的认识。再根据溶液中溶解程度的不同，将溶液分为饱和溶液与不饱和溶液，在饱和溶液的学习中学生可以通过实验直观的感受到物质溶解是有一定限度的，这与物质的溶解性密切相关，为了定量比较溶解性的大小，引入溶解度的概念。物质溶解性受多种因素的影响，其中溶质种类，溶剂种类是内因，温度是外因，我们可以将不同温度下的溶解度绘制成溶解度曲线，从而利用物质溶解度受温度影响的特点，选择合适的方法从饱和溶液中对溶质进行结晶析出，从而实现对物质的分离提纯。通过本单元的学习，学生可以认识到我们不光可以通过化学变化改造创造我们所需要的物质，还可以利用对物质进行混合或分离提纯的方法来应用物质。之前的学习中学生已经了解了，如何更好地应用纯净物，主要是通过研究纯净物的性质，性质决定用途。那么对于混合物，不仅用混合物具有不同的特点，对这些特点加以应用，也可以发挥混合物的用途。（二）以大概念为统摄，确立单元复习作业目标在进行复习之前学生已经对溶液的相关概念有所了解，能从宏观到微观，从定性到定量的角度，逐渐建立对溶液组成、特征、溶解过程以及溶解限度的科学认识，初步感受到定量研究的意义。但同时学生缺乏溶液知识的综合运用，构建知识网络能力稍弱，在解决具体的生活、工农业生产的实际情景中进行溶质质量分数、溶液稀释的有关计算有所欠缺。因此复习课的重要意义在于促使学生能够自主构建溶液知识思维导图，进行思维提升，实现知识、观念双建构，帮助学生通过运用比较、分类、归纳等方法探究与化学有关的实际问题，提高化学科学素养。目标是教学设计与作业设计的出发点和落脚点，是为了使单元复习作业目标的确立更加符合素养为本教学的要求。以大概念为统领，确定学生要达到的对大概念的理解为：通过实验和数据分析，从定性和定量的角度认识溶液的组成和物质溶解的限度。然后，将这一理解转化为四个基本问题：溶液具有怎样的组成？如何定量表示溶液的组成？物质的溶解是有限度的吗？如何表示物质溶解的限度？再以这四个基本问题为中心，确定单元作业目标为：1.能说出生活中常见溶液的组成和特征2.可以设计实验区分饱和溶液和不饱和溶液3.会列举饱和溶液和不饱和溶液相互转化的方法4.能进行溶质质量分数的简单计算5.能根据需要配制一定溶质质量分数的溶液6.根据溶解度曲线判断合适的结晶方法，设计物质分离的方案7.会分析溶解度曲线获得相应信息来解决问题。作业目标的要求反映了单元作业设计的整体要求与水平，因此，作业目标的表述要清晰，要保证诊断、评价等方面的价值体现，一方面要注意行为主体是学生，另一方面，在行为条件、行为表现以及表现程度的表述上，要尽可能的简单可测。（三）以大概念为统摄，设计思维导图为课前作业以目标为方向，以单元认知结构为依据设计思维导图作为课前作业，如“课前作业一：多角度认识溶液的组成”，引导学生从定性、定量、能量变化、微观过程等多个角度认识溶液的组成，并在溶解的微观过程与溶液的特征等宏观知识之间建立起联系。还要对溶液进行多角度分类，在知识梳理中完善化学观念与科学方法的培养。在课堂教学的适当环节中拿出思维导图进行复习，学生经过回顾填写——应用解题——再次完善，逐步在头脑中形成本单元的认知结构。课前作业一：多角度认识溶液的组成以“溶液的组成”为核心，根据以下提示自主画出结构图：1.写出分类、分类依据、分类结果；2.从定性、定量两个角度分析；3.从微观的角度写出溶解的过程；4.溶液的特征。二、“课中”——以真实情境为线索贯穿融合（一）创设真实情境线索为了提高单元复习的效果，落实教学评一致性，依据单元教学目标和单元作业目标，分别进行了单元教学设计与单元作业设计。并且以“如果有一天我们一起去阿拉善看绿洲”为情境线索，将教学设计与作业设计相融合。阿拉善是我国沙漠化最严重的地区之一，因此蚂蚁森林向全社会发起了倡议，在阿拉善地区种植抗沙漠化的胡杨林，而在条件如此艰苦的地区，胡杨林的生存现状也不容乐观，运用溶液这一单元所学习的知识，我们可以配置拯救胡杨林所需要的大树浓缩营养液。利用社会热点问题，创设教学情境，引导学生认识到化学来源于生活，服务于社会，升华利用化学获得我们所需物质的学科价值。（二）融合教学问题与课中作业九年级学生的思维方式逐步由形象思维向抽象思维过渡。教学中应注意积极引导学生应用已掌握的基础知识，通过观察现象、理论分析和推理判断来获得新知，发展抽象思维能力。同时九年级学生有较强的好奇心和求知欲。因此教学中通过智慧创设情境，培养学生对化学的兴趣，迎合他们好奇、好动、好强的心理特点，调动他们学习的积极性和主动性尤为重要。因此按照了解营养液—配制营养液—保存营养液—运输营养液—使用营养液的逻辑线索，设置对应的问题解决，构建问题线索。在真实情境的问题解决中，引导学生认识溶液、改造溶液、应用溶液。复习课中，我们往往需要运用大量的问题解决来帮助学生巩固应用知识、总结提升方法，但往往容易出现新授课中的问题重复讲解、问题之间联系不紧密等问题，使得复习课事倍功半。为了改善这一弊端，提高复习课效率，我们将教学过程中的问题解决与课中作业相结合。例如：在教学环节二“配制营养液”中，设置了问题：根据营养液的标签，请你思考该如何配制营养液？引导学生自主完成【课中作业二】。课中作业二如下：【问题1】请你帮助“胡杨急救站”队员们配制125g20%的硝酸钾溶液。（1）配制该溶液需要___克硝酸钾，___mL水（ρ水=1g/mL）。量取所需要的水应选择___（选填“10mL”“50mL”“100mL”）的量筒。读数时视线要与量筒内保持___水平。（2）认真观察指出图中的错误并加以改正。（3）用上述图示的序号表示配制溶液的操作顺序______。配制过程中，玻璃棒的作用是______。（4）如果配制的硝酸钾溶液中硝酸钾的溶质质量分数小于20%，分析造成这一结果的原因可能有（）。A.量取水时仰视读数B.需使用游码时右物左码C.用来配制溶液的烧杯刚刚用少量蒸馏水润洗过D.在把量好的水倒入烧杯时，有少量水溅出烧杯继续提问【问题2】“胡杨急救站”队员们发现配制好的硝酸钾溶液室外久置后析出了晶体，请你思考这是为什么?学生猜想一：温度改变；学生猜想二：水分蒸发。【问题3】请设计实验方案证明你的猜想，最后进行思路总结；通过称量结晶前后质量是否变化。【问题4】怎么让析出的晶体全部溶解？继续引导带领学生完成【课中作业三】。课中作业三如下：（1）“胡杨急救站”队员们想让析出的晶体全部溶解，你有什么好办法？（2）要使硝酸钾溶液恢复到原来的质量分数，哪种方法操作最简单？最后订正课前作业一，在这一环节中，将简单的基础知识的回顾应用放在课中作业中进行，学生自主完成，便于查缺补漏，给学生充分的自主复习空间。将面向高阶思维培养的问题如实验方案设计，在课堂教学中师生、生生合作完成，通过课堂教学与课中作业相辅相成，将知识巩固与思维提升落到实处，再经过一系列问题解决后引导学生完善课前作业中的思维导图，进而完善单元认知结构。三、“课后”——以分层要求为抓手践行落实（一）确定分层作业的原则单元复习的分层课后作业与统一要求的作业有所不同，教师在充分考虑学生学习目标的掌握程度的基础上，有针对性的强化不同层次学生的基础知识、技能和方法。在相同的作业时间内，让不同层次的学生获得更多的“成功的体验”，从而保持学生学习的兴趣，同时完成新课堂讲评的精准帮扶。但学生的知识、能力水平存在差异，这就要求教师在课后作业的设计中要充分考虑学情差异。首先根据课中作业的完成情况调整课后作业，将课中作业与课后作业紧密联系，课中作业为课后作业的设计提供指导，课后作业是对课中作业的进一步补充；其次，通过课中作业的评价反馈划分学生层次，实现动态分层，精准掌握学情，再将同一个作业目标对不同层次的学生提出不同的达成要求，再以达成要求为目标应设置相对应的课后作业。（二）将目标—要求—作业精准分层教师在接受学生具有不同的发展程度的基础上，对作业的难度有准确的把握。学生在已达成的目标的基础上，有的同学具有好胜心更愿意“冒险”，挑战“最近发展区”的内容，但是有的同学更愿意“获得成功”，更习惯完成简单的题目。因此教师要了解不同的学生，根据学生的个性和心理差异进行分类，精心设计符合学生身心发展规律的形式多样的作业形式。例如：作业目标——能根据需要配制一定溶质质量分数的溶液。先将对应的课中作业进行回收评价，制定详细的评价标准和不同的达成要求：课中作业2正确率低于80%，提出基础层次的达成要求：能掌握溶液配置的一般步骤，会分析溶液配置过程中的误差，完成习题4（1）（2）；课中作业2正确率80%～100%，提出中等层次的达成要求：完成习题4（1）（2）选做（3）；课中作业2正确率100%，提出高阶层次的达成要求：能根据实验目的进行简单计算，自主设计配置方案，完成习题4（3）。习题4：某同学想要配制120g溶质质量分数是5%的硝酸钾溶液，分析解决以下问题：（1）配制溶液的步骤如下：①计算：需要KNO3固体_______g，水_____mL（水的密度是1g/cm3）。②称量：用托盘天平上称取KNO3固体时，应放在_______托盘（填“左边”或“右边”）。③溶解：把KNO3放置到烧杯中，并用_____搅拌，作用是_____。④装瓶：配制好的溶液转移至试剂瓶中，并标注信息贴上标签。下面请在标签上写出需要标注的信息。（2）配制溶液结束后，发现所得溶液的质量分数小于5%，那么原因可能___。①硝酸钾固体中有杂质②配制溶液时烧杯提前用蒸馏水润洗③使用量筒量取水时俯视读数④使用量筒量取水时仰视读数（3）若老师提供的药品有，足量的KNO3固体和水，500g8%的KNO3溶液和500g1%的KNO3溶液，请利用上述药品，设计更多的配置方案，并写在下面。通过分层作业让学困生可以补齐基础知识的不足并且培养学生学习化学的兴趣，逐步建立学好化学的信心，同时让学优生在巩固学科知识促进思维提