促進知識理解的初中化學單元作業設計

鄭雪珍　肖雪紅　江昌標

摘要：“雙減”政策背景下，亟須提高作業的有效性，發揮作業應有的作用。通過設計單元鞏固性、拓展性、實踐性等作業，促進學生知識理解，形成結構性、系統性知識，解決各單元學習問題的思路方法，發展學生學科核心素養。本文以“應用廣泛的酸、堿、鹽”單元為例，開展基于知識理解的結構化單元作業設計。

關鍵詞：初中化學；知識理解；核心素養；單元作業設計

文章編號：1008-0546（2023）08-0025-04?? 中圖分類號：G632.41?? 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2023.08.005

一、單元內容分析與作業目標設計

1.單元內容分析

滬科版九年級化學教材“應用廣泛的酸、堿、鹽”單元，主要知識涵蓋溶液的酸堿性、酸堿鹽的性質、用途及轉化、中和反應、金屬活動性順序、復分解反應等內容。教材把分散在前面各章節學習的有關酸堿鹽知識和物質性質、變化、反應類型，進行結構化、系統化總結，并概述酸、堿、鹽各類物質的性質、變化、用途，形成化學觀念，培養學生分析、比較、歸納、概括等能力。

本單元內容的教學應促使學生初步形成酸、堿、鹽結構性知識體系，分類認識身邊的化學物質，形成“結構決定性質，性質決定用途”的“構、性、用”觀念，以及同類物質具有結構、性質相似性和在一定條件下各類物質相互轉化的觀念。引導學生認識酸堿性對人體健康、農作物生長的重要性，通過酸堿性調控，更好地為人類生產、生活服務的責任和意識。

2.單元作業目標設計

通過整體性優化單元作業，充分發揮單元作業的鞏固性、拓展性、探究性等功能，提升學生的學科核心素養。[1]同時，促進學生進一步理解酸堿鹽性質以及相互之間的關系，使化學知識系統化、結構化、功能化，[2]提高學生綜合應用知識解決問題的能力，促進化學學科核心素養的發展。其中，鞏固性作業側重于復習鞏固學生對溶液酸堿性以及化學測量、物質性質和應用，物質檢驗、鑒別、除雜、分離、金屬活動性，微觀模型圖表征知識等基本知識和能力的認識、理解和應用；拓展性作業側重于對曲線坐標圖知識、標簽信息題、微粒運動、推斷題和氣體的制取等知識、能力的遷移應用與創新；探究性作業針對碳酸氫鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉的性質開展綜合性探究，通過實踐性作業，培養學生的合作學習能力，觀察與動手等綜合能力。

基于上述分析，我們設計了“應用廣泛的酸、堿、鹽”單元作業目標，如表1所示。

二、單元作業設計要求

單元作業設計和測評必須依據《義務教育化學課程標準（2022年版》和教育部《關于加強初中學業水平考試命題工作的意見》的要求，落實立德樹人根本任務，引導教學方向，培養學生的綜合能力和素質，促進學生全面發展。[3]因此，作業設計必須要聚焦核心素養，培養學生必備知識和關鍵能力，實現教育價值和功能。

1.創設真實情境，開展問題探究

在作業設計時，應結合教學內容，聯系貼近學生具體的生活、生產實際問題，創設真實問題的情境，激發學習興趣，促進學生知識理解和應用，建構結構化知識，形成從化學視角思考問題、解決問題的思路和方法。

例如，在日常生活中如何正確使用和保存潔廁靈？鋇餐透視能否服用碳酸鋇？能否用鐵桶盛裝農藥波爾多液？烘焙糕點時加入適量小蘇打的作用是什么？月季花喜愛酸性土壤，最好施用溶液pH 為多少的氮肥？銨態氮肥如何使用和保存？酸性土壤如何改良等問題討論。

設計上述鞏固性作業，讓學生充分關注化學與生產生活實際的聯系，體會到化學的實用價值和學科魅力，并在解決實際問題的過程中提升關鍵能力，形成正確的價值觀，達到“教真實的化學，學有用的知識”的目的和功效。

2.拓展生活素材，設計探究實驗

科學探究與實踐是經歷實驗探究，基于學科和跨學科實踐活動形成的學習能力，是綜合運用化學等學科的知識和方法的能力和品格。[1]以日常生活中或者平時實驗中學生熟悉的一些物質，設計探究性實驗家庭作業，深度認識理解酸堿鹽性質和用途，促進學生知識理解應用，培養探究能力。

如設計拓展性作業，讓學生在家中探究紫甘藍能否作酸堿指示劑？

教師通過導學案引導學生明確實驗目的，根據實驗原理設計實驗方案，開展實驗，觀察實驗現象，分析證據，推測解釋結論等。學生通過自制紫甘藍酸堿指示劑，觀察紫甘藍汁液在醋、蘇打水、肥皂水、水和食鹽水中顯示的顏色，深刻認識酸堿指示劑與酸或者堿溶液發生的化學變化，掌握實驗探究的一般思路與基本方法。

3.依托核心知識，形成化學觀念思想

化學觀念是認識物質及其變化和解決實際問題的基礎。[1]化學核心知識是形成化學觀念的載體，形成化學觀念不僅需要學生能夠記憶概念、規律，還要在情境中體會化學知識的運用，加深對化學概念、規律的理解。

（1）依托核心知識，形成“構、性、用”觀念

學生通過了解溶液的酸堿性、常見酸堿鹽的性質，分析比較和歸納各類物質的共性，然后從組成上探析物質共性的原因，預測同類物質的基本性質，形成同類物質一般具有結構相似，性質相似等觀念。如酸的水溶液中陽離子全部是H+，堿的水溶液中陰離子全部是 OH－，因而酸、堿各具有相似的化學性質。在學習常見酸堿鹽時，運用酸堿鹽知識解決實際問題時，應從物質結構入手，分類認識它們的性質，了解它們的用途，最終形成“構、性、用”學科觀念及解決生產、生活和科研中的實際問題的思路方法。

例如，下列物質的性質與用途是否匹配：石墨質軟，可作電池的電極材料；酒精具有可燃性，可作燃料；活性炭具有吸附性，可用于脫色制白糖；氫氧化鈉能與鹽酸反應，可以治療胃酸過多。

這些問題，需要學生熟悉石墨質軟具有導電性，適合作鉛筆知識，但不能作為電極，因為作電極是利用其具有導電性而不是質軟性；酒精具有可燃性可以作燃料；活性炭結構疏松多孔，具有很強的吸附性，可作白糖脫色劑；氫氧化鈉具有腐蝕性，不可以治療胃酸過多。通過“物質性質與用途”匹配性作業練習，培養了學生分析、比較、推斷能力，明確了常見物質的性質及用途的對應關系，深入理解了有關物質的性質和用途，深化了“性質決定用途、用途反映性質”的核心觀念。

（2）設計化學三重表征作業，促進核心知識理解

化學學科區別于其他學科的思維特點是：為了認識物質的變化、性質，一般先從宏觀實驗化學事實入手，再從微觀角度認識化學反應的實質，運用化學符號進行表征，深入理解運用。因此，應該充分設計化學表征鞏固性、拓展性作業，引導學生從宏觀、微觀、符號視角分析和解決反應中的有關問題，理解反應的本質，形成化學學科觀念和能力。

在氫氧化鈉溶液中，滴入幾滴無色酚酞后，溶液變紅，再將稀鹽酸滴入該紅色溶液中直至溶液變成無色。其溶液中微觀離子變化如圖1所示。問：

①反應后溶液pH是否等于7？

②反應后溶液中是否僅有Na+和Cl-？

③寫出該反應的化學方程式；

④該反應本質是否是H+和OH-反應生成了水？

⑤分析反應前后該溶液中元素的種類、離子的種類和數目變化情況。

解決上述問題，學生需要掌握物質類別和性質，了解中和反應特征，能夠從微觀角度分析理解其中的變化，知道溶液中離子的反應特點和規律，知道溶液酸堿性的變化情況等知識。同時，理解元素符號、化學式、化學方程式表示方法和意義，認識中和反應的實質，形成獨特的化學表征思維方式。

（3）設計推斷題作業，強化物質分類觀和轉化觀

分類觀、變化觀是重要的化學學科的核心觀念。學生憑借物質的類別，往往可以類比推測物質的性質，了解物質的性質變化，研究物質的制備等問題。因此，建立物質“類別→性質→變化”核心概念思維模型，是學習知識和解決問題的重要方法。[1]因此，通過物質的轉化建立物質間的關系圖，完善一種物質到一類物質的認識，逐步形成物質的轉化是有條件的、有規律、有價值的觀念。

甲、乙、丙、丁是常見的四種化學物質，它們均含有同一種元素。其中甲和乙兩物質的組成元素相同，乙可用于人工降雨，丙是石灰石，其主要成分是碳酸鈣，常溫下，丁是呈液態的常見氧化物。它們之間在一定條件下，可以發生如圖2所示的相互轉化關系。請推測甲的化學式為；乙→丁的化學方程式為；丙→丁的化學方程式為。

根據物質的性質及其相互轉換關系推測物質，需要學生熟悉各類物質的化學性質及其轉化，學會分析和推理。從題干信息可知，乙是干冰，即二氧化碳；丙是碳酸鈣；丁常溫下呈液態的常見氧化物為水。據此，可以推測出甲的化學式為 CO，乙→丁，丙→丁的

化學方程式分別為 CO2+Ca（OH）2CaCO3↓+ H2O； CaCO3+2HCl CaCl2+ H2O+ CO2↑。

通過適當的推斷題練習和歸納整理，掌握各類物質之間的相互關系，形成系統化、結構化知識，培養分析論證推理等能力。

（4）設計“控制變量和對比實驗”作業，培養學生學科學習方法

“控制變量，對比實驗”是化學學科重要的實驗探究方法。因此，設計綜合性、鞏固性作業，讓學生探究問題，掌握“控制變量，對比實驗”的解題思路和方法，解決化學實際問題，形成規律性等認識，具有重要意義。

例如，某實驗小組取等體積、等濃度的稀硫酸分別與等質量片狀鎂、鋅、鐵金屬反應，探究在相同條件下，金屬與酸反應的規律，用溫度傳感器測得反應溫度變化曲線如圖3所示。

①為什么要取等體積、等濃度的稀硫酸參加反應？

②分析反應中溫度升高的原因。

③根據曲線總結出金屬活動性的相關規律。

學生必須掌握實驗設計“控制變量，對比實驗”原則，在有多個變量的反應中，保持1個自變量，才能夠對比出實驗中因變量的關系。因此，取等體積、等濃度的稀硫酸與等質量、片狀的金屬反應，才能保證單一自變量。根據溫度傳感器測量出反應溫度變化曲線可知：上述三種金屬與稀硫酸反應，均為放熱反應，反應后溶液溫度逐漸升高。其中鎂與稀硫酸反應放出的熱量最多，溶液溫度最高，鋅和鐵與稀硫酸反應放出熱量依次降低，溶液溫度也依次降低，所以相同條件下，金屬越活潑與酸反應放出的熱量越多。

通過上述作業，加深了對“控制變量和對比實驗”方法的理解，提高了圖像分析應用、證據推理及模型認知的能力。

（4）發展科學思維，強化創新意識

在解決化學問題中運用科學方法，形成的質疑批判能力和創新意識。[1]教師在設計單元作業時，可以結合實驗事實和數據，以裝置圖、表格、坐標圖等形式，讓學生運用分析、比較、綜合、歸納等方法學習。還可以設計一些開放性探究性作業，鼓勵學生從不同的角度進行探究，引導學生分析、比較、評價實驗方案，選取最優方案。

例如，讓學生設計實驗方案，驗證長期敞口存放的氫氧化鈉溶液是否變質。考查學生理解題意，實質考查堿類及碳酸鹽的性質，才能夠設計實驗方案、評價實驗方案、進行實驗驗證。通過實驗作業，培養學生具備物質轉化觀，提高分析推理論證能力、開放性思維能力。

三、教學總結與反思

設計單元作業是初中化學教學中不可缺少的環節，也是學生鞏固知識、提升能力和發展學科核心素養的重要途徑。通過設計單元鞏固性作業、拓展性作業、探究性作業及實踐性作業，及時發現并糾正單元學習過程中存在的問題，拓展學生知識視野，培養探究能力；同時，開展探究性實驗和綜合性、實踐性作業，培養學生綜合素質和學科核心素養，從而提高單元復習的效率。

通過單元作業設計，引導學生梳理單元內容知識，促進知識關聯，理解核心知識概念，形成結構性系統性網絡知識，培養學生分析、比較、歸納、分類的能力和落實學科核心素養。

單元作業設計，是幫助學生鞏固知識，拓展視野，提升能力，落實立德樹人，發展學科核心素養的一個重要途徑。需要教師精心、高效和創新性地設計單元作業，通過“鞏固性、拓展性、探究性和實踐性作業”的練習，立德樹人，發展學生必備品格和關鍵學習能力。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.義務教育化學課程標準（2022年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2022.

[2]張笑言，鄭長龍.基于學科理解的學習任務設計策略[J].化學教育（中英文），2021，12（9）：41-44.

[3]中華人民共和國教育部.關于加強初中學業水平考試命題工作的意見.教基[2019]15號[N]，2019-11-20.