单元视角下高中化学情境化试题作业设计策略研究

张勤

摘要：单元视角下高中化学情境化试题作业设计包含五个环节，即单元作业目标属性表的制定、单元作业框架表的构建、作业试题情境的创设、情境试题问题任务的设计以及作业评价量表的制定。情境化试题所承载的是对学科知识、核心素养及学科能力的考查，情境试题中情境与问题的融合度决定了情境化试题的质量水平。

关键词：单元视角 高中化学 情境化试题作业 设计策略

一、单元视角下高中化学情境化试题的意义

高中化学学科核心素养是发展学生核心素养的重要组成部分，高中化学作业是高中化学课堂教学的延伸，是发展学生化学学科核心素养的重要途径。教师通过创设丰富典型的试题情境，让学生在试题情境中感受化学学科价值的引领作用，从而增强学生的社会责任感，实现“立德”目标。学生在对试题情境问题任务的解决过程中，实现从“做题”到“做事”、从“学会解题”到“学会解决问题”的转变，培养学生的创新精神，提升学生的化学学科核心素养，促进“树人”目标的落实。

二、单元视角下高中化学情境化试题作业设计具体流程

（一）依据课程标准，制定单元作业目标

单元作业目标为情境化试题作业设计提供了目标引领，单元作业目标的制定要依据《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称“新课标”）的学业要求和内容要求，教师研读新课标，精准掌握单元知识的学习主题、核心内容、单元所承载的核心素养发展目标。

以人教版选择性必修1 盐类的水解单元作业设计为例，来阐述单元视角下高中化学情境化作业设计策略。新课标关于盐类水解主题内容和学业方面分别作以下要求。

根据新课标内容要求和学业要求确定单元教学目标，但单元教学目标是输入型目标，指向不明确，只根据单元教学目标进行作业设计很容易出现指向不明、水平不清等问题，这就需要对单元教学目标进行剖析，从单元教学目标中剖析出知识点、学科能力水平、学科核心素养三要素的单元作业目标，并根据单元作业目标制作单元作业目标属性表。，将知识点转化为学生易于理解的作业目标，学科能力水平按照王磊教授团队提出的三乘三学科能力体系进行分级。

根据教材内容特点，盐类的水解单元作业可以设计成3份课时作业和1份单元综合提升作业。通过对单元教学目标的剖析形成包含知识点、学科核心素养、学科能力水平三要素的单元作业目标，从而制定单元作业目标属性表如下。

（二）构建作业框架，落实作业目标

王月芬教授提出“双减”背景下作业设计要遵循“控量提质增效”的原则，即在题量上严格控制，题型上追求形式多样，在此原则下，根据单元作业目标属性表中三要素制定单元作业框架表，单元作业框架表是情境化试题作业设计的直接依据。

（三）筛选设计对象，创设试题情境

情境化试题作业设计之前，需要对单元作业目标逐个进行分析，筛选需要设计情境试题来完成的作业目标，避免过度情境化。对于需要设计情境试题来达成的作业目标，根据作业目标承载的知识点、学科核心素养、学科能力水平三要素特点来选取情境素材。

1.試题情境素材的来源

试题情境素材可以来源于新课标，新课标针对每个单元主题都提供了丰富典型的情境素材，选取新课标的典型情境素材能最大限度地体现作业的公平性。例如，新课标上关于金属及其化合物大单元提供了丰富典型的情境素材：“补铁剂的成分、制备及使用；印刷电路板的制作；打印机墨粉成分的检验；日常生活中菠菜中铁元素的检验”等。

教材上图文并茂的素材，集中体现了化学学科价值和社会价值，作业试题设计时可以引用作为试题情境。例如，关于金属冶炼主题在苏教版教材中给出了这样的情境：在打捞出来的“南海一号”沉船的文物中，“鎏金龙纹手镯”光彩夺目，完好无损，铜镜表面有铜锈，铁器则锈迹斑斑。教师设计金属冶炼作业试题就可以运用此情境。

试题情境还可以选自化学史、科研文献，选自科研文献的试题情境能体现出试题的新颖性和权威性，以化学史、化学家最新科研成果作为试题情境不仅能体现化学学科价值的引领作用，通过化学家对待科研的态度还能激励学生，感化学生，落实“立德”任务。

试题情境还可以取自新闻报道，更能体现化学学科的生活性和社会性，这就要求教师多关注中国科技网等媒体，教师还可以从平时教学中的化学探究实验等创设试题情境。

2.试题情境的构成要素

试题情境从组成结构上包括：“背景、任务、问题”三大版块，以具体情境为背景，从情境中引出任务，学生通过去情境化抽出具体问题，三者在试题中具体可见，黄泰荣教授将其称为显性要素。从价值追求角度来看，情境化试题承载了对学科知识、学科素养、学科能力的考查，三者蕴含在试题之中，黄泰荣教授将其称为三大隐性要素。以具体案例列表进行分析。

【案例1】油条是我国北方的传统食品，其做法是将明矾、纯碱、食盐按一定比例加入温水中，再加入面粉搅拌成面团，放置一段时间后，做成形状放入油锅，你知道油条进入油锅后会膨大的原理吗？查阅资料解释油条进入油锅后会膨大的原因。

本案例试题中情境、任务、问题要素分析如下。

通过对试题情境三大显性要素的分析，一方面能准确判断试题情境的完整性，另一方面能判断试题情境的质量，高质量的试题情境与任务和问题间应该是紧密联系的。学生在完成寻找油条进入油锅后会膨大的原理任务过程中，利用盐类的水解原理知识工具，分析解决实际问题，本案例题承载的学科知识、学科素养、学科能力分析如下。

通过对试题情境三大隐性要素的分析，能判断出情境化试题对作业目标的落实程度，本案例题是依据作业目标3-3-3-1而设计的，即依据盐类的水解原理解释，分析和解决生产、生活中有关实际问题，落实科学态度与社会责任核心素养。通过对情境的列表剖析发现，无论是学科知识、学科素养还是学科能力，该试题情境均能较好地达成目标要求。

3.试题情境的质量评价

试题情境质量的高低直接影响到学生核心素养目标的达成，试题情境创设需要遵循以下原则：首先情境内容应具有正能量，体现化学学科价值的引领作用，在试题情境中渗透中华优秀科技成果对人类发展和社会进步的贡献。其次情境内容应具有丰富性，试题情境丰富程度越高越有利于学生核心素养的发展，教师在试题情境创设时，尽可能使情境内容以文字、图画和表格等形式共同呈现。最后试题情境应与问题要高度融合，杜绝为了一味地追求情境出现情境与问题毫无关联，情境仅仅作为阅读材料的情形出现。关于试题情境与问题的融合问题，华南师范大学化学学院黄泰荣教授等制定了以下评价指标。

下面结合两个案例来具体分析试题情境与问题的融合程度。

【案例2】亚硝酸盐是一种防腐剂，能抑制微生物生长，过量的亚硝酸盐进入人体，会把体内二价铁氧化成三价铁，使高铁血红蛋白浓度增高，导致组织缺氧，出现头晕、呕心、呕吐等症状，严重会丧失意识直至死亡，生活中我们可以根据亚硝酸钠与食盐溶液的酸碱性进行区分，避免不幸事件的发生。请用化学用语分析亚硝酸钠溶液呈碱性的原因。

本题情境介绍的是亚硝酸盐对人体健康的危害，问题任务是写出亚硝酸钠的水解方程式，情境仅仅提供阅读材料，与问题并无关联，两者的融合度属于前结构水平，属于最低融合水平。

【案例3】清朝诗人龚自珍《己亥杂诗》中有“落红不是无情物，化作春泥更护花”的名句，请从自然界氮循环的角度，谈谈你对这种自然现象的认识。

本题情境以古诗文为载体，蕴含自然界中氮的循环，问题超越情境，在问题任务的解决过程中将知识点氮的循环与情境综合，即可得出落红护花蕴含的知识，问题与情境的融合度属于拓展抽象结构水平。

（四）设计问题任务，落实核心素养

基于选择好的试题情境进行问题任务设计，问题任务设计要与作业目标属性表中作业目标和能力水平相对应，根据学科能力水平和需要落实的核心素养目标来设计问题，问题的设置尽可能有主题性，体现大概念。根据霍华德·加德纳提出的“多元智能”理论，试题问题设置时要体现一定的层次性和创新性，为不同层次学生作答提供机会。

如针对作业目标3-3-3-1，笔者设计了【案例4】分层问题试题作业，为不同层次学生发展均提供机会。

【案例4】人体有多种常量元素和微量元素，每一种元素都有其重要的功能，其中血液中含有但不限于下列微粒：H2CO3、HCO-3、Cl-、Fe2+、Fe3+、Ca2+。这些微粒处于一个平衡稳定的状态，维持我们正常的生命活动。

（1）人体内的含铁化合物主要分为两类：功能性铁（Fe2+）和储存铁（Fe3+），功能性铁和血红蛋白一起参与氧的运输，当人体中少量缺铁时只需补充富含维生素C的水果即可，维生素C的作用是 。

（2）正常情况下，人体血液的pH约为7.4，血液呈弱碱性的原因是

（用离子方程式表示），肾脏通过分泌HCO-3调节血液pH，分泌HCO-3可使血液pH （填“升高”或“降低”）。

（3）当血液的pH=7.4时，HCO-3和H2CO3濃度比值约为2，计算此状态下H2CO3的Ka1= ，查阅资料得知常温下H2CO3的Ka1=4.5×10-7，解释与计算所得数据存在差异的原因。

学生在问题1的解决过程中落实了宏观辨识与微观探析核心素养，学生在问题2、问题3分析差异原因的过程中落实了变化观念和平衡思想核心素养。从整道试题来看，试题诊断学生利用水解平衡知识跨学科综合运用能力。问题设计围绕血液主题展开，从补铁时维生素C的作用到血液呈碱性的原因，最后升阶到血液中碳酸的电离平衡常数计算及其差异分析，问题设计层层推进，为不同层次学生提供参与问题解决的机会。

（五）制定评价量表，实施作业评价

作业评价是学生日常评价的重要组成部分，一份完整的课时作业设计应该包括学生作业评价量表。针对不同的作业类型评价指标也应有所不同，对于客观题可以根据正确率来定优、良、一般、差等次，而对于开放性试题没有标准答案，所以评价方式也有所不同。

针对不同类型试题作业，笔者构建了如下评价指标：

三、单元视角下高中化学情境化试题作业设计展望

本研究阐述的情境化试题作业设计流程为今后的情境化试题作业设计仅提供了基本范式，尚有很多不足之处。笔者认为，情境化试题作业在今后的研究实践中，着力从以下三个方面加以拓展与完善，首先积极寻找体现时代性的新颖素材来构建大情境进行作业试题设计，体现试题情境的主题性和时代性；其次精心设计结构性问题任务，试题问题任务设计不仅要符合学生认知特点，还应做到面向全体学生，让所有学生均有发展主体性的舞台，体现试题任务的层次性和全面性；最后建设完善适切的作业评价量表，有效的作业评价量表不仅能对学生的学科知识、学科素养、学科能力水平进行真实全面评价，也能对教师课堂教学效果及作业设计质量进行有效反馈，促进“教、学、评”一体化的落实。

参考文献：

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[3]王磊.基于学生核心素养的化学学科能力研究[M].北京：北京师范大学出版社，2017：6.

[4]黄泰荣.新旧人教版必修化学教材习题情境创设的比较研究[J].中学化学教学参考，2020（15）：57-60.

[5]潘红，张亚林.中学化学情境化试题：意义、要素与设计[J].中学化学教学参考，2022（11）：66-71.

责任编辑：黄大灿

**本文系合肥市教育科学规划课题“基于核心素养的高中化学必修课程单元作业设计研究”的研究成果，课题立项编号为HJG22016。