在實踐性作業中培養科學探究與實踐核心素養

韋遠兆 龐榮飛 鐘麗萍

【摘要】本文論述實踐性作業的內涵、特點和優勢，以“探究土壤的酸堿度對茉莉花年產量的影響”為例，從引導學生提出探究問題、圍繞問題解決查閱資料、初步設計方案實踐探究、完善實踐任務和解決實際問題、作業評價等方面探討基于科學探究與實踐核心素養培養的初中化學實踐作業的設計與實施。

【關鍵詞】初中化學 實踐性作業 科學探究與實踐 土壤的酸堿度 酸和堿的中和反應

【中圖分類號】G63 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2023）10-0093-05

作業是教學過程中的一個重要環節，是學生所學知識的鞏固與延伸。傳統的作業一般以書面作業為主，作業量大、針對性強，為考查學生知識點的掌握情況和應對考試而設計，題型與考試題型類似，實施上有許多重復、機械的訓練，通常以正確率作為評價標準。傳統的書面作業雖然具有教學診斷和反饋的功能，但對激發學生的學習興趣成效不顯著，也無法充分展現學生的個性化學習和創造潛能。2021年4月，教育部辦公廳發布《關于加強義務教育學校作業管理的通知》，強調教師要根據學段、學科特點及學生實際需要和完成能力，合理布置書面作業、科學探究作業、社會與勞動實踐作業等不同類型的作業，鼓勵教師布置分層作業、彈性作業和個性化作業，科學設計探究性作業和實踐性作業，探索跨學科綜合性作業。

化學是一門以實驗為基礎的自然科學，學生要學會科學探究的過程和方法，去解決自然界和生活中的化學問題?！读x務教育化學課程標準（2022年版）》（以下簡稱《2022年版化學課標》）把科學探究與實踐作為本學科所要培養的學生核心素養之一，強調科學探究是一種重要而有效的學習方式，教師在教學實施過程中要積極、合理地運用各種教學策略，培養和發展學生的科學探究與實踐核心素養。新的教學思想、理念及策略在引領教師不斷探索和改進課堂教學，但如何切實有效地減輕學生過重的課外作業負擔，提高作業設計的有效性和新穎性，把作業作為提高學生化學核心素養的重要手段，初中化學教師對這方面的研究并不多。長期以來，初中化學作業目的應試化，存在類型單一性、答案絕對性、完成封閉性和評價片面性等問題，忽視了學生的個體差異和能力發展，忽視了培養核心素養這一重要教學目標。在初中化學教學中，如何把實踐性作業引入學生學習的過程，培養學生樂于探究的精神和科學探究的技能，培養學生良好的動手習慣和實踐能力，成為教師急需解決的問題。本文擬以人教版化學九年級下冊“酸和堿的中和反應”的教學內容為基礎，以“探究土壤的酸堿度對茉莉花年產量的影響”為例，探討基于科學探究與實踐核心素養培養的實踐性作業的設計與實施。

一、實踐性作業的內涵和設計構想

實踐性作業是根據各學科的特色，以學科核心素養為導向，圍繞體驗式主題、實驗式主題、設計式主題等特定主題開展的作業活動，引導學生在教師或家長的指導下，通過觀察、實驗、調查等實踐性行為獲得知識、情感、態度和價值觀的初步發展。實踐性作業的內容由偏重書本學習轉向重視實踐應用，體現個性化、社會化和生活化；作業的形式由單一化轉向多元化，強調開放性、探究性和合作性；作業的完成方式由獨立完成趨向于協作完成。實踐性作業改變過去阻礙學生個性發展和潛能發揮的傳統作業模式，使學生從書面練習中擺脫出來，實現課內外聯系、校內外溝通、學科間融合，讓作業成為培養和發展學生核心素養的橋梁。學生通過觀察、動手實踐、合作探究等方式完成實踐性作業，可有效彌補傳統作業的不足，達到在生活中學習、在實踐中運用的教學目的。實踐性作業不僅能對學生所學知識進行鞏固，還能通過活動和交流暴露學生的認知缺陷，增強學生的創新意識和實踐能力，使學生的學科核心素養得到培育和發展。

（一）實踐性作業的特點和優勢

實踐性作業具有情境化、功能化、綜合性、開放性等特點：作業的情境來自貼合學生實際的生活經驗、事實、熱點話題等，針對培養學生的某項能力，有一定的探究意義和情感體驗；作業呈現形式多樣、內容新穎有趣，可以跨學科，體現一定的綜合性；學生完成作業的方式方法多種多樣。與傳統作業相比，實踐性作業有以下優勢：一是內容新穎有趣，有利于激發學生學習興趣。實踐性作業的內容基于學生的認知和學情，讓不同層次的學生都能理解情境中的問題，甚至能自己提煉出探究性問題，從而產生濃厚的學習興趣，愿意全身心參與實踐活動，在活動中自然而然地完成作業。二是形式靈活多樣，有利于培養學生的綜合能力。實踐性作業通過創設形式多樣的學習情境，為學生提供更多自主選擇的學習空間和充分的探究機會。學生完成作業的途徑靈活多樣，各方面的能力都能得到鍛煉和提高。三是思維開放，有利于學生科學思維的形成。實踐性作業給予了學生更多自主探索的空間，評價多維，學生通過作業評價與改進，對不同觀點進行質疑和批判，逐步形成科學態度，培養發散性思維和創造性思維。

（二）初中化學實踐性作業設計的構思

實踐性作業是讓學生有更多的機會主動體驗探究過程，在知識的學習和運用過程中養成科學的態度、獲得科學的方法。在初中化學教學中，教師選擇符合學生認知特點和學習方式的教學內容作為作業素材，提煉成可探究的問題，設計成可具體操作、實施的一種或多種探究性任務，最終形成實踐性作業。這就要求教師在設計和布置作業時，要充分考慮作業的功能，避免機械重復的記憶，要在作業中體現素質教育的要求，實現提高學生化學核心素養的教學目標。此外，教師還應把握教學重難點，拓展作業內容的深度和廣度，注重多學科融合的實踐探究性素材積累，結合當地的文化背景，激發學生實踐探究的興趣，積極參與作業的完成。

以“探究土壤的酸堿度對茉莉花年產量的影響”實踐性作業設計為例。南寧橫州市是中國茉莉花之鄉，種植茉莉花歷史悠久，始于明代，距今已有六七百年的歷史。橫州茉莉花具有產花早、花期長、花蕾大、質量上乘等特點，這與橫州的氣候和土壤都有很大關系。土壤的酸堿度對植物的生長有很大影響，而茉莉花最適合在什么酸堿度的土質中生長，了解的學生并不多。人教版化學九年級下冊涉及酸和堿的知識是在第十單元課題2“酸和堿的中和反應”中，教材講到通過用pH試紙或pH計可以測量溶液中的pH了解溶液的酸堿度，同時可以利用酸堿中和反應原理調節溶液的酸堿度。在教學實踐中，教師以茉莉花文化為背景設計實踐性作業，指導學生利用教材中酸和堿的知識去探究茉莉花生長所需土壤的酸堿度對茉莉花年產量的影響，讓學生在實踐操作中掌握教材課題的相關知識點及基本的實驗操作，同時引發學生思考：如何改良本地區種植茉莉花的土壤酸堿度？學生通過設計改良土壤酸堿度的方案并進行實踐操作，最終得出適合改良土壤酸堿度的方案。以上實踐性作業一方面可以讓學生感受到橫州本地的茉莉花文化，另一方面可以讓學生體會到化學與生活的密切聯系，從而激發學習化學的興趣。

二、實踐性作業的設計與實施

（一）提出探究問題，分組實施探究

科學探究是人們探索、研究自然規律和社會問題的一種綜合能力，通常包括提出問題、建立假說、收集資料和信息、進行社會調查、進行科學觀察和科學實驗、歸納科學結論等方面的能力?；瘜W實踐性作業的設計是為了提高學生的科學探究與實踐核心素養，解決日常生活中的化學問題。實踐探究源于問題，教師應引導學生就實踐性作業提出探究性問題，使學生獲得新知識的過程變成提出問題、猜想、分析、實踐探究、解決問題的過程。教師貼近生活情境的問題引導，可以讓學生在生活情境中思考和回答相關問題，從而很好地誘發學生的探究動機，培養學生提出探究性問題的能力。

例如，學生學習了人教版化學九年級下冊第十單元課題2“酸和堿的中和反應”這一內容后，教師以茉莉花文化為背景，引導學生根據所學課題的相關內容，提出想要探究的問題。

師：同學們，我們這里是茉莉花之鄉。學習了酸和堿的知識后，我們可以把這些知識運用到有關茉莉花生長的哪些方面呢？

生1：探究茉莉花生長土壤的酸堿度。

生2：探究土壤的酸堿度對茉莉花年產量的影響。

生3：改良土壤的酸堿度來提高茉莉花的年產量。

師：你們的回答都很好，以上問題歸結來說就是土壤的酸堿度是否對茉莉花年產量產生影響。我們可以按照科學探究的步驟分學習小組設計實踐性作業進行探究。

（二）分組查閱資料，啟動科學猜想

有了問題的指引，學生在課外通過網上查閱相關資料和實地調查等方式得知，土壤鹽堿化是當今農業生產面臨的主要問題之一，且橫州市的中華茉莉園部分區域的土壤已經出現了不同程度的堿化，表現為部分土壤的pH高于7.5，土壤堿化面積與強度近年來仍在加劇。橫州市近三年不同土壤酸堿度的茉莉花年產量情況如圖1所示。從圖1可知，在pH為6.0—6.5的偏弱酸性土壤中，茉莉花的年產量最高。圖示還反映出，橫州市近三年土壤堿化程度逐漸加劇，茉莉花的產量明顯受到影響。

師：同學們查閱資料后，已經知道茉莉花在偏弱酸性土壤中生長的年產量最高，而且知道了橫州市部分區域的土壤正在不斷堿化。那你覺得本地土壤堿化到了什么程度呢？

生1：我覺得堿化到了pH為10。

生2：我覺得堿化到了pH為8左右。

師：那么，我們可以設計哪些實踐性作業來驗證土壤的pH呢？

生：可以測定不同區域的土壤中所生長的茉莉花汁液的pH，以此確定土壤的pH。

（三）初步實踐探究，引發深度反思

啟動科學猜想后，教師要引導學生制訂探究方案，并進行實踐探究。學生就上述猜想和假設進行思考、交流、討論后，設計出如下實踐性作業的任務一，并分組進行實踐操作：步驟1，摘取幾朵不同區域不同土壤環境中生長出的茉莉花，并做好標記；步驟2，將茉莉花放入不同的燒杯中，并用玻璃棒搗碎花瓣產生汁液；步驟3，用鑷子取一片pH試紙放在白瓷板上，分別用玻璃棒蘸取茉莉花汁液，滴到pH試紙上，將試紙顯示的顏色與比色卡進行對比，讀出茉莉花汁液的pH；步驟4，對茉莉花汁液的不同實驗現象進行記錄。在實踐操作過程中，教師提醒學生不要用沾有水的玻璃棒蘸取茉莉花汁液，以防所測得的pH小于實際值。

學生完成實踐性作業任務一，測出了不同區域不同土壤環境中生長出的茉莉花的pH，想以此確定不同區域土壤的pH情況。此時，教師提出了質疑，讓學生進入交流和反思過程，進行下一個實踐任務。

師：剛才大家已經測出了茉莉花汁液的pH，那么直接拿茉莉花的pH當作土壤的pH，是否科學？土壤的pH和茉莉花的pH是不是一樣的呢？

生1：不科學。兩種不同的物質，pH可能不同。

生2：可能相同，但我不確定。

生3：我們可以通過測量土壤的pH進一步確定。

（四）完善實踐任務，發展化學思維

從根據所學知識和生活經驗提出猜想，到初步設計實驗方案進行實踐探究，再到豐富和完善作業設計，讓學生體驗完整的探究過程，這樣的實踐性作業是培養學生化學核心素養重要而有效的方法。為規范學生的科學探究操作步驟，幫助學生構建嚴謹的化學思維，教師引導學生設計測量不同區域土壤pH的方案，并完成如下實踐性作業的任務二：步驟1，依據初步實驗，標記不同區域不同土壤環境中生長出的茉莉花，取三個不同區域的土壤樣品，干燥后分別置于不同的燒杯中，加入適量蒸餾水充分攪拌后靜置，并做好對應標志；步驟2，用玻璃棒蘸取三個燒杯中的溶液滴到三張不同的pH試紙上，將試紙顯示的顏色與比色卡進行對比，記錄下三個不同區域土壤樣品的pH；步驟3，根據測量結果，小組之間相互討論，得出實驗結論。

師：大家通過完成兩次實踐性作業任務，已經得到本地不同區域茉莉花和土壤的酸堿度。大家測出的pH各是多少呢？請小組代表來回答。

生：我們組測得的第一份茉莉花的pH為7.5，對應土壤的pH為8.5；第二份茉莉花的pH為8，對應土壤的pH為8.2；第三份茉莉花的pH為8，對應土壤的pH為8.5。實踐證明，土壤的pH和茉莉花的pH是不一樣的。

學生在實踐性作業中能夠準確測量出土壤的pH，同時對實驗儀器的操作有了一定的經驗。教師基于教學目標補充設計相關的課后書面作業，幫助學生掌握和鞏固本課學習內容。兩次實踐性作業任務及相關的課后書面作業，一方面培養了學生發現問題、分析問題、交流反思和動手操作的能力，促進了學生科學探究與實踐核心素養的形成和發展，另一方面強化了學生對教材內容的學習，為學生下一步改良土壤的酸堿度設計方案積累了更多經驗。

（五）制訂改良方案，解決實際問題

教學的最終目的是將學到的知識運用到實踐中去，這就要求教學要與現實生活緊密聯系，引導學生在生活中運用所學知識和方法解決問題，培養實踐意識，發展實踐創新能力。在化學實踐性作業中，教師可以引導學生思考如何改良土壤的酸堿度，得到適宜茉莉花生長的土壤環境，從而提高茉莉花的年產量。

師：我們已經通過測量茉莉花和土壤的pH，知道了不同區域土壤的pH情況，發現這些土壤的pH并不是十分適合茉莉花的生長。那么，我們可以用哪些方法來改良這些土壤呢？

生1：資料上說可以在土壤中加硫酸亞鐵溶液。

生2：還有硫黃粉、水果皮、淘米水、食醋等。

師：既然同學們從資料上查閱到了那么多種方法，究竟哪一種方法操作更便捷、時間更快、效果更好呢？請同學們分組探究比較一下吧。

學生在教師的指導下，設計出如表1所示的土壤酸堿度的改良方案，并按照方案對相同區域的5份土壤分別進行改良，再利用pH計測量土壤的酸堿度，記錄不同改良方案土壤的pH，探究哪種方法對土壤的改良效果更好。

改良前5份土壤樣本的pH統一為8.6，偏堿性，因茉莉花適合在pH為6.0—6.5的弱酸性土壤中生長，學生設計了土壤改良實驗。從表1的實驗數據可以發現，改良方案二、方案五不僅操作簡便，且容易使土壤的pH迅速調整到適合茉莉花生長的pH。通過以上小組合作探究活動，學生的實踐意識得到了培養，分析和解決問題的能力得到了提高，學會了運用已有化學知識解決生活中的問題，落實了在實踐性作業中培養科學探究與實踐核心素養的教學目標。

三、初中化學實踐性作業的評價

作業評價要體現評價主體多元化，評價標準、方式多樣化，“教—學—評”一體化的評價要求。初中化學實踐性作業評價關注學生的實踐探究過程，既注重成果展示，也結合過程方法。在每一個實踐環節，教師要適時給予學生一些評價，并以促進學生核心素養的發展為基本原則，凸顯評價的激勵、促進、發展功能，幫助學生明確實踐探究的方向，增強學習的動力和信心?！疤骄客寥赖乃釅A度對茉莉花年產量的影響”實踐性作業的量化評價如表2所示，它以學生自己、組內同學、教師為評價的多元主體，以學習態度、學習能力、學習方法、學習目標等為評價維度，設計了相應的評價標準，最終落實了對以上實踐性作業的多元量化評價。

實踐性作業是教師鞏固課堂教學和提高教學質量不可或缺的教學手段，是引導學生掌握和深化課堂知識的重要方法，同時也是培養學生綜合運用課堂知識解決生活問題的有效途徑。作業設計與育人目標相結合，教師在學生掌握化學知識以后，要適時設計一些聯系生活實際的實踐性作業，引導學生在實踐探究中培養嚴謹的科學精神以及尊重事實和證據的科學品格，鍛煉學生運用化學知識、原理和方法解決實際問題的能力，從而落實化學核心素養的培養，達到作業育人的目的。

參考文獻

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［4］干慧菁.學科核心素養視角下開放性實踐性作業的設計與實施［J］.物理通報，2020，39（9）：74-77.

作者簡介：韋遠兆（1985— ），廣西橫州人，本科，一級教師，研究方向為初中化學教學；龐榮飛（1993— ），廣西陸川人，本科，二級教師，研究方向為初中化學教學；鐘麗萍（1996— ），廣西橫州人，本科，二級教師，研究方向為初中化學教學。

（責編 韋榕峰）