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单元作业设计的思考与实践

2021-01-10李洁

湖北教育·教育教学 2021年12期
关键词:氢气物质情境

李洁

优质的单元作业设计应关注必备知识的关联、关键能力的综合、学科素养的递进及核心价值的全面。笔者认为,单元作业设计应以课标为依据、以教材为蓝本、以生活为背景,聚焦深度学习,注重单元整合。

一、梳理单元内容,架构单元作业框架

《自然界中的水》单元内容较多,重点是能用化学式表示某些常见物质的组成,能依据化学反应过程中元素不变的规律,推断反应物或生成物的元素组成,形成探究物质组成的一般方法;难点是从元素、微粒、符号视角认识物质的组成及其内在关系,形成宏观与微观符号相联系、从定性到定量认识物质组成的独特视角和思维方式等。根据“课程标准”对本单元具体内容和作业时间的要求,笔者设计了单元作业多维细目表(见下表)。

这个设计包括4道大题,合计28道小题,主要题型是选择、填空、简答,预估学生完成时间是40分钟。

二、单元作业设计举隅

1.在知识联结中实现知识建构

化学知识点繁杂,知识点之间有众多的联结点。笔者尝试通过作业的设计搭建联结知识点的阶梯,让学生通过理解、加工与整合,建立起新的知识结构,促进学生深度学习。

本单元作业中,书写化学式的题目设计不能局限于对具体知识的简单记忆和化学技能的机械训练,而要注重知识关联。笔者在题目中渗透了确定物质化学式的方法,指导学生发现知识间的联结,实现知识的建构。例如下题:

请根据所给信息,将表格填写完整。

本题涉及的知识点有原子结构示意图、离子符号、化合价、化学式。由于这些知识分散在教材第三单元和第四单元,所以学生对这些知识之间的联结认识薄弱,尤其是微观离子的形成和宏观元素化合价之间的联结。基于此,这道题的设计意图是考查学生对离子化合物形成的本质的理解。旨在通过试题的设置,引导学生根据元素原子结构的特点分析化合价的定义,从而发现原子核外最外层电子数、离子所带电荷数以及化合价之间的关联;通过梳理离子化合物氯化钠形成的变化过程,理解离子化合物形成的本质;在知识建构中建立起宏观元素与微观离子之间的联系,并能用符号进行表征。这样设计能促使学生的知识结构从原来的点状、线性结构,变为树状、网状结构。

2.在真实情境中凸显知识运用

情境提供了连接现实生活和学科领域的桥梁。笔者尝试在单元作业设计中以学生对于物质——水的认知路径为顺序,创设相关情境,编制相应习题,让学生在真实情境中自主运用相关知识解决问题。

笔者设计的作业题目以世界水日、中国水周为整体背景,在这个背景下,化学兴趣小组学生通过查阅资料、实地考察、实验探究等方式进行关于“水”的项目学习。这是贯穿单元作业习题的情境线。同时,笔者以爱护水资源相关知识、水净化的相关知识、有关化学式的计算、水的组成探究实验、化学式的书写等为考查点,将知识考查与实际情境紧密结合。例如下题(只呈现问题情境部分):

化学兴趣小组实地考察了宜昌当地矿泉水生产车间,并尝试画出了矿泉水厂生产矿泉水的简要流程,如下图所示。

本题基于教材提供的自来水厂净水过程,创设了参观矿泉水厂净水流程的活动情境,讓学生联系已有知识来解决新情境中产生的问题。如此情境下的具体问题“在活性炭过滤器中,活性炭的作用是 _______________”,若学生不从矿泉水厂净水的流程图中提取信息,只是按照平时的思维惯性填写,就容易写出“吸附作用”这个不完全的答案。仔细观察该净水流程图,活性炭过滤器中的水上进下出,此时活性炭不仅发挥了吸附作用,还发挥了过滤部分难溶性杂质的作用。情境让这道习题不再只考查学生对知识的识记,还需要学生具备在陌生情境中分析条件、灵活运用知识来解答问题的能力。

3.在实验探究中促进逻辑思维发展

化学的学习,常根据已有的知识分析更为复杂的事物之间的联系,从而获得新知识。因此,良好的逻辑思维对于培养和提升学生的化学学科思维有积极作用。基于此,笔者在单元作业中设计了这样的题目:

化学兴趣小组的学生想模拟18世纪末法国科学家拉瓦锡探究物质组成的方法——“分”法和“合”法,通过水的分解与水的生成来探究水的组成。

(1)通过“分”的方法探究水的组成。

【提出疑问】水是由什么元素组成的?

【作出猜想】猜想①:水由氧元素组成;猜想②:水由氢元素组成;猜想③:水由氢元素和氧元素组成。

【设计实验】电解水实验(图略)。

【实验现象】通电后,两根电极上都出现______ 。一段时间后,正、负两极试管内收集的气体体积比为_____ 。

【实验验证】如何鉴别试管2产生的气体?___________________ 。

【实验结论】水由     组成。电解水的符号表达式是_______________ 。

(2)通过“合”的方法验证水的组成。

如图1所示,化学兴趣小组学生将氢气点燃前要先_____ ,从图片可以分析得出,氢气的性质有_______________(物理、化学性质各一条)。

如图2,点燃氢气后观察到的现象是_______________ ,通过实验现象验证了水的组成。

写出相关符号表达式 _______________  。

【反思评价】你能根据以上两个实验归纳探究物质组成的方法吗?判断物质的组成,可以从物质分解的角度,检验_______________的组成;还可以从物质 _______________的角度,分析反应物的组成。

此题引入了水的电解和氢气燃烧两个实验来探究水的组成。化学逻辑思维的“原材料”来自观察和实验。面对观察对象、实验对象时,学生首先获得对象的外表形象、性质表现、变化情境等直观表象。就水的电解实验而言,学生首先会发现电解水实验中,正、负两极有大量气泡产生,通过进一步检验两极产生的气体,得出正极产生的是氧气、负极产生的是氢气的结论。然后,学生将直观表象经过整合、变换、识别、抽象、概括等加工,即学生应用化学反应前后元素种类不变的已有知识,通过产物的元素组成倒推反应物“水”的元素组成,得到水是由氢元素和氧元素组成的。同理,在氢气燃烧实验中,学生观察到干冷烧杯中有水雾产生,推理出氢气燃烧产物中有水,再通过反应物的元素组成,推理出水的元素组成。最终,学生能从“分”与“合”两个角度,也就是通过水的分解和水的生成探究出水的组成。

(作者单位:宜昌市夷陵区实验初级中学)

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