素養為本的深度學習作業設計

韓建豐 高凌蕊

摘 要 “化學反應的速率與限度”在高中化學知識、能力和素養體系中占據重要地位，是“化學反應原理”知識學習的起點。教師在高一教學中采取深度學習方法進行課堂教學設計和課后作業設計，以幫助學生做好高二年級深度學習的準備?！盎瘜W反應速率和化學平衡”“溶液中的離子平衡”兩部分是學生學習的難點，教師可以借助教育技術進行作業設計和分析，幫助學生形成學習過程性評價與數據分析，進一步落實化學學科核心素養。

關鍵詞 高中化學 化學反應限度的認知 深度學習 作業設計 技術賦能

新課程改革要求落實先進的教育理念，積極推進人才培養模式的變革，教師的教學方案和作業設計方案也應隨之變化，指向深度學習的作業設計研究，能夠促進教師教學的專業化發展和學生的化學學科核心素養發展[1]。

在建構主義學習理論、認知理論、化學學科核心觀念等相關理論基礎上，開展指向深度學習的高中化學作業設計是深化教育改革的必然。本文以“化學反應的速率與限度”一節中“化學反應限度的認知”作業設計為例，闡述指向深度學習的化學作業設計的關鍵技術和實施策略，即“確定學習主題”“確定層級分明的學習目標”“延用、創新并撰寫評價任務”“撰寫學法建議”“設計學習具體過程”“檢測作業成果”“設計和利用作業反思進行再提升”等，并借助現代教育技術進行課堂構建及作業設計與追蹤。

一、指向深度學習的高中化學作業設計概念梳理

（一）深度學習作業設計與核心素養落地的關聯

普通高中新課程改革要求開展基于學生主體的建構學習、探究學習和問題解決學習，促進學生學習方式的轉變，不斷地提升自身的化學學科核心素養。深度學習作業設計是一種基于學生立場，強調學生自主構建或社會構建知識和經驗的具體實施媒介，符合發展學生化學學科核心素養的要求[2]。為落實學生本位的課堂教學延伸，促進學生化學學科核心素養發展，開展基于化學學科核心素養的高中化學作業設計與實踐勢在必行。通過問卷調查，筆者了解了高一學生的化學學科核心素養發展情況以及在化學學習中存在的問題。在此基礎上，結合化學學科核心素養的培養要求，探討了基于化學學科核心素養的高中化學作業設計的原則和策略，選取“化學反應的速率與限度”一課為例進行論證。研究結果表明：素養為本的高中化學作業的實施有助于培養學生的化學學科核心素養，提高化學學習成績，促進深度學習。

（二）深度學習作業設計的特征

基礎教育課程改革在內容、方法、目標、評價等方面給高中化學教學指明了方向。評價是教學過程的重要環節，是課堂教學實施的延伸[3]。新課程的實施要求化學教師拋棄應試教育思維，改變“題海戰術，以量取勝”的作業觀。依照新課程標準、參考現行高中化學必修教材，歸納作業設計的基本特征：重點落實和發展的化學基本觀念；建立化學基本觀念與具體內容之間的聯系；在真實情景下解決問題；建構系統化的化學知識體系；培育學生創新思維和社會責任感。這五方面特征既是深度學習的特征，又是核心素養落地的直觀表現。同時，作業作為課堂教學的重要組成部分，能夠反向提升教師教學能力、提升課堂教學質量[4]。

作業被視為“課堂教學的延伸和補充”。若作業內容局限于學科知識范圍，遠離學生生活和社會實際，則會導致學生無法順利地構建化學知識體系。若作業形式單一，強調死記硬背和機械訓練，作業則成了教師強加給學生的沉重負擔，失去了應有的意義。

新課程標準指導下的作業，應該充分體現新課程理念和化學學科特點，成為學生課外、校外的一種生活過程和生活方式[5]。課后生活也應該多姿多彩，因而深度學習視域下的化學作業設計還應該具備趣味性、跨學科融合、開放性等特征。

在設計作業時，要兼顧深度學習思想的貫徹和試題來源，并應用能夠跟蹤學生作業過程與成果的教育技術。并在學生前測、作業、后測中都有輔助分析工具，能夠及時了解學生的真實情況。

二、“化學反應限度的認知”學習中學生迷思概念的調查

化學平衡思想在高中化學知識體系中占有重要地位，是學習化學的重要思維工具[6]。但是對于“化學反應原理”模塊知識，學生學習起來困難較大。通過對高二學生的后測數據分析得知：“化學反應速率和化學平衡”“溶液中的離子平衡”兩部分內容是學習難點。而“化學反應的速率與限度”在高中化學知識、能力和素養培養體系中具有重要的啟蒙作用，是學生學習“化學反應原理”模塊知識的基礎。

針對學生理解上的常見誤區，筆者遵循“確定學習主題”“確定層級分明的學習目標”“延用、創新并撰寫評價任務”“撰寫學法建議”“設計學習具體過程”“檢測作業成果”“設計和利用作業反思進行再提升”等七個指向深度學習的作業設計步驟，進行了“化學反應限度的認知”主題的作業設計。

（一）“化學平衡”在高一階段的迷思概念

“化學平衡”是培養學生轉化觀、平衡觀、微粒觀等化學觀念的重要載體，對學生化學學科核心素養的提升起著至關重要的作用。學生在學習“化學反應限度”知識的過程中存在很多迷思概念，通過高一階段學生的前測數據分析，存在迷思概念的知識點為：可逆反應，化學平衡的建立，化學平衡狀態的判斷，簡單判斷化學平衡移動等。這些迷思概念容易被發現但很難轉變，從而影響學生的認知和發展，會進一步影響學生化學科學核心素養的提升。

（二）迷思概念的轉化

“化學反應限度的認知”存在如何證明一個反應為可逆反應的迷思概念。如果教師在課堂上不能意識到學生存在的迷思概念并及時轉變，那么在課后學生會產生更多的迷思概念，甚至會延伸出更多。為了鞏固課堂教學成果，該部分作業設計需要進一步進行迷思概念的測查、轉變。因此，針對迷思概念轉變的作業設計尤為重要。通過對學生的課前與課后調查以及訪談，探查學生在學習之前與學習之后的迷思概念，有針對性地運用概念轉變策略設計作業。以認知發展理論、最近發展區理論、建構主義學習理論為基礎，將迷思概念轉化為學生化學學科核心素養的發展點。

三、“化學反應限度的認知”深度學習作業的設計策略與技術要點

（一）確定學習主題

新課程標準中對于“化學反應限度的認知”要求認識可逆反應有一定的限度，知道可逆反應在一定條件下能達到化學平衡狀態[7]。在教材體系中，本課題是“化學反應與能量”的重要組成部分，屬于化學反應原理內容，是整個中學化學教學的重點內容之一。在第一課時的學習中，學生已經知道化學反應速率是由內因和外因共同決定的。在必修二中學生已經知道了可逆反應的概念，故確定學習主題為：認識化學反應的可逆性，理解化學反應的限度，知道什么是化學平衡狀態。延伸擴展內容為選擇性必修模塊的學習打下基礎。

（二）確定層級學習目標

根據課程標準的要求、教材的編排意圖以及高一學生的特點，擬定如下作業目標：在知識學習方面，知道化學反應具有限度。了解化學平衡的特征，建立化學平衡觀念，初步了解化學平衡的標志及平衡移動。在能力培養方面，通過猜想、思考、實驗探究等活動，提高分析、類比、遷移以及概括的能力。在素養發展方面，通過實驗探究活動，激發探索未知知識的興趣，享受探究學習的樂趣，形成嚴謹認真的科學態度以及理論聯系實際的思維品質。

基于上述作業目標，通過實驗探究化學反應，化學反應限度是重點，由于化學平衡比較抽象，無法具體感知，所以建構化學平衡概念是作業的難點。

（三）評價任務設計撰寫的延用與創新（見表1）

（四）撰寫學法建議

結合本節教材的特點及課堂學習，使用“數據分析、比較，實驗探究、討論”等方法開展課后學習活動。通過探究活動發現問題、提出問題、分析問題、解決問題，增強問題意識，發展思維的連貫性。必要時可以采用小組討論、交流協作等方式。通過網絡平臺進行后測分析，并及時對課后學習任務進行評價和反思。

（五）設計學習具體過程

[任務1]向學生提供高爐煉鐵的化學史資料——工程師們試圖增加塔的高度來提高CO的轉化率，但是發現尾氣中CO并沒有減少。學生通過閱讀資料并結合已學知識回答問題：為什么增加塔的高度尾氣中一氧化碳含量沒有變化？

[任務2]回憶氯氣溶于水的實驗，問題：氯氣為什么不能完全溶于水？

[任務3]畫圖描述少量Fe3+和過量SCN-反應的示意圖；根據所給數據，在坐標紙上描點畫圖。描繪工業合成氨中各物質濃度隨時間變化圖像。

[任務4]創新與改變試題（試題原型來自科大訊飛“智學網”）：某溫度時，在2L的密閉容器中，X、Y、Z（均為氣體）的物質的量隨時間的變化曲線如圖1所示。

（1）由圖1中所給數據進行分析，該反應的化學方程式為______。

（2）反應從開始至2分鐘，用Z的濃度變化表示的平均反應速率為v（Z）=________。

（3）2 min反應達平衡，容器內氣體的平均相對分子質量比起始時________；混合氣體密度比起始時________。

（4）將a mol X與b mol Y的混合氣體發生上述反應，反應到某時刻各物質的量恰好滿足：n（X） = n（Y） = n（Z），則原混合氣體中a∶b = ________。

（5）下列措施能加快反應速率的是________。

A.恒壓時充入He；? ? B.恒容時充入He；? C.恒容時充入X；

D.及時分離出Z；? ? E.升高溫度；? ? ? F.選擇高效的催化劑。

[任務5]延伸設問：解釋喝冰鎮可樂為什么容易打嗝。

學生通過思考和對課堂學習的回顧嘗試解釋上述問題。通過該問題激活學生頭腦中已有的可逆反應的概念，認識到可逆反應不能進行到底。通過情景的建立，將迷思概念轉化為科學概念。通過宏微結合、作圖、解決實際問題來深度學習化學反應限度。

（六）檢測作業成果（見表2）

（七）設計和利用作業反思進行再提升

任務1激發了學生的學習興趣，提高了學生的學習效率和效果。任務2、3與傳統試題相比較，學生有耳目一新的體驗，能夠促使學生轉變死記硬背的學習方法。任務4能夠幫助學生把零散的化學平衡相關知識進行歸納、整理。任務5幫助學生了解化學平衡移動特點，深化平衡思想，關聯化學平衡知識體系，起到事半功倍的效果。

后續根據本次作業反饋和訪談進行再提升，教師在課堂中在學生的最近發展區對學生進行追問，如表2所示。學生可以根據作業再分析和改錯、補充，促使學生進行深度的思考。

深度學習作業設計研究比深度教學起步晚。深度教學讓每個學生帶著獨特的技能、態度、知識、情感、價值觀等進入課堂，成為課程資源的一部分，與他人進行對話，形成深度學習[8]。作業設計應該同樣向深度學習轉變。對每個學生的學習經驗進行挖掘和有效利用，在作業設計過程中利用問題情境、反思、遷移，在課堂之外增加師生思維的碰撞，通過作業上的師生對話，豐富學生的課后生活，落實化學學科核心素養，使學生逐漸形成深度學習的品質。教師在進行深度作業設計時基于真實情境，以問題為導向，引導學生完成“化學平衡核心觀念”相應作業任務，實現對化學平衡的復習及學生科學探究素養的提升[9]。技術賦能教學打開了課改的新局面，豐富了線上課堂教學的素材，線上作業跟蹤和調研可以讓作業設計更便捷有效。

[參 考 文 獻]

[1]李夏.指向深度學習的高中化學學歷案設計與實施[D].新鄉：河南師范大學，2019：2-6.

[2]李蘭.基于學科核心素養下高中化學學歷案的設計與實踐[D].貴陽：貴州師范大學，2020：10-12.

[3]尹文治.新課程背景下中學化學作業設計的研究[D].武漢：華中師范大學，2008：2-4.

[4]姜顯光.學科素養導向化學課堂學習表現評價任務設計：基于《普通高中化學課程標準（2017年版）》教學與評價案例[J].中小學教學研究，2022，23（4）：87-90.

[5]翟新民.談新課程標準下高中化學作業設計[J].教學月刊（中學版教學參考），2010（3）：3.

[6]葛珊珊，趙華.四環節法：高三化學復習課作業設計的實踐研究[J].化學教與學，2016（7）：5.

[7]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020：18.

[8]楊令宇.基于核心素養理念下的高中化學實驗教學探索[J].中外交流，2019，26（44）：51-56.

[9]黃順紅．“實驗方案設計與評價”的高三化學實驗復習：以化學平衡移動的復習為例[J].中小學教學研究，2021，22（5）：51-56.

（責任編輯：姜顯光）