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基于SSI的分层作业设计

——以“短期内新能源电车能否取代燃油汽车”为例

徐杨丽文 吴媛媛
  
大通媒体号
2025年18期
合肥市第十一中学

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摘要:三新(新课程、新教材、新高考)工作的推进对高中化学教学提出了更严格的要求。为了满足学生多样性发展需求,本文以“短期内新能源电车能否取代燃油汽车”为例,基于SSI设计分层作业,让不同类型的学生高效掌握化学知识,实现利用化学知识解决实际问题,发展学生的化学学科核心素养。

关键词:高中化学、分层作业、SSI

一.基于SSI的分层作业设计依据

科技进步促进了社会发展。但科技在造福人类的同时也引发了全球持续变暖、能源枯竭等问题。这类由科技发展引发的涉及技术、伦理、社会等方面的问题被称为社会性科学议题(Socio-scientific Issues,简称“SSI”)[1]。

随着三新工作的推进,教师的课堂教学更加注重提高学生的学科核心素养的及综合素质。《普通高中化学课程标准(2017年版)》(以下简称新课标)提出:“通过讨论与化学密切相关的有争议的社会性议题,培养学生参与社会决策的意识”、“有意识运用所学的知识或寻求相关证据参与社会性议题的讨论”[2]等涉及SSI的要求,要求学生能利用化学知识开展SSI议题的讨论并做出具有科学依据及正确价值观的决策,以实现化学学科素养及社会责任感的提升。

基于此,本文以新课标为导向,以“短期内新能源电车能否取代燃油汽车”的SSI为问题情境,设计新人教版必修第二册第六章第二节化学能与电能的分层作业。在诊断、巩固电化学知识的同时,引导学生建立用化学知识处理与化学有关的社会问题的正确观念。

二.基于SSI的分层作业设计理念

1.以生为本,强化学生对知识的理解

学生是学习的主体。在新高考改革方案落实后,化学变为选考科目,选考化学和非选考化学的学生对化学知识理解程度的要求已然发生变化。进入到高中阶段,学生个体的理科思维能力及语言表达能力差异也更为显著[3]。因此,分层作业的设计应以学生为主体,以学生成长内在需求为出发点,引导不同的学生学习不同的化学,以实现学生未来发展多样化的需求[2]。教师在布置分层作业时,也要允许学生根据自身兴趣和知识水平,对需要完成的作业组别进行选择,以最大限度地实现以生为本[4]的教学。

2.知行合一,促进学科核心素养的发展

新课标重视课程内容的情境化,要求学生能利用化学知识解决实际生产生活中遇到的问题。因此,分层作业的设计要考虑真实生活问题情境的创设,促进学生实现将已掌握的化学知识与可能面对的社会生活实际相结合,引导学生关注与化学有关的社会问题,培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力。化学作为实验学科,分层作业也不仅限于纸笔作业,还可以包含化学实验、社会性议题探讨等多种探究活动,以培养学生的科学探究和科学决策能力。

三.基于SSI的分层作业设计实践——“短期内新能源电车能否取代燃油汽车”

1.依据学情对班级学生分层

基于班级内不同学生的化学学习情况及未来发展方向将学生分层为:a层:参加合格性考试的学生;b层:参加高考的学生;c层:未来致力于从事化学相关行业的学生。

2.依据课标对作业目标分层

分析新课标对化学能与电能的学业要求,针对不同学生制定合理的作业目标,如表1:

3.作业难度分层

结合学情和作业目标,将分成作业难度设置为A、B、C三层。其中A层为基础题,以夯实学生所学基础知识为主,难度较低,涉及内容为a、b、c三层学生都必须掌握的内容,全体学生均需完成。B层为素养题,素养题具有一定难度,是基础题型的拓展进阶,要求学生能在全面掌握所学知识的基础上,能举一反三,掌握运用一般知识分析和解决复杂问题的方法,实现从知识到能力的进阶[5]。b、c类学生需完成,a类学生自主决定是否完成。C层为SSI议题作业,响应新课标提出的“关注与化学有关的社会热点问题”、“理解化学、技术、社会和环境之间的相互关系”等要求,以实际生产生活问题为背景制定SSI议题作业,激发学生学习兴趣,让学生利用化学知识开展SSI议题的讨论,并做出具有科学依据及正确价值观的决策,以培养学生的社会责任感,提升化学学科核心素养。c类学生需完成,a、b类学生自主决定是否完成。

在作业推送的过程中,教师借助智慧课堂技术、智学网平台、一体机设备等信息化教学资源,将A、B、C三层作业以“作业礼包”的形式同步推送给全体学生,学生在完成必须的作业后,可依据自身兴趣和实际情况自主选择是否完成其他层次作业,从而最大限度的满足学生多元化、个性化发展的需要。

4.作业数量分层

依据学生的个性化发展需要及合格性考试与高考的知识要求差异,在设计分层作业时,不同层次的作业数目应有所区别。A层作业数为7-9题;B层作业数为5-7题;C层作业涉及SSI议题研讨,为2-4题,需要学生搜集整理资料,组织论点并做出科学决策,故作业提交时限定为3周,可小组合作提交作答。

5.设计案例

A.基础题作业案例:

1.一位同学在学习了Zn-Cu原电池后整理的学习笔记如图。

下列说法错误的是( )

A.①表示电流方向

B.②表示H+移动方向

C.③表示电池负极的物质转化及反应类型

D.反应后溶液中H+浓度降低

2.锌锰干电池是生活中常见的一次电池,其内部构造如图。下列有关描述中正确的是( )

A.该电池属于二次电池

B.电池工作时,电子从正极经NH4Cl糊流向负极

C.石墨棒作正极,MnO2在正极发生还原反应

D.锌电极的电极反应式为Zn+2e-===Zn2+

3.氢氧燃料电池具有清洁高效等优点,分为碱性(用KOH做电解质)和酸性(用硫酸做电解质)氢氧燃料电池,其简易装置如图。

(1)该电池的负极应通入________(填通入的气体)。

(2)若该装置为碱性燃料电池,则负极反应式是_________________________。

(3)若该装置为酸性燃料电池,则正极反应式是_________________________。

B.素养题作业案例:

1.某原电池装置的简易模型如图。下列叙述中不正确的是( )

A.电子由Zn片经导线流向Cu片

B.一段时间后,溶液的pH减小

C.将Zn片换成Fe片,电路中电流方向不变

D.将稀硫酸换成柠檬汁,导线中也会有电子移动

2.锂氟化碳电池在芯片电源、植入式医疗设备和军工航天等领域有重要应用,其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )

A.a极的电势高于b极

B.有机溶液可以换成水溶液

C.外电路中通过2 mol电子,a极质量减轻14 g

D.负极电极反应式:CFx+xe-=C+xF-

3.(2017·全国)如图所示是一种以熔融碳酸钾作为电解质的燃料电池。下列有关叙述错误的是( )

A.正极反应为:CO2+½O2+2e﹣=CO32﹣

B.电池总反应为:H2+½O2=H2O

C.负极反应为:H2﹣2e﹣=2H+

D.该电池需在高温下运行

4.分析典型的二次电源,掌握其总反应及电极反应方程式的书写:

C.SSI议题作业案例——以“短期内新能源电车能否取代燃油汽车”为例

1.不同类型的电动汽车(如使用锂离子电池的电动汽车及使用氢燃料电池的电动汽车)电池的工作原理如何?

2.如果你的家人要买车,你会推荐他买新能源电车还是燃油车呢?请利用智慧课堂平板在中国知网等网站检索文献资料,从政策、科学、社会、经济等角度总结使用新能源汽车和燃油车的优势、劣势;以及以锂离子电池、氢燃料电池为动力的电动车的发展进程(作业时限为期一周,学生自行分为电动车组及燃油车组,教师进行微调,一周后利用自习课开展辩论,不参加的同学自动当选为大众评审)。

3.锂离子电车和以氢燃料电池为动力的电车有何优缺点?(作业时限为期一周,学生自行分为锂离子组及氢燃料电池组,教师进行微调,一周后利用自习课开展汇报,不参加的同学自动当选为大众评审)。

4.通过对上述问题的思考,你认为短期内新能源电车可以完全取代燃油车吗?若可以,请说明理由;若不能,请利用智慧课堂平板在中国知网等网站检索文献资料,给出锂离子电池电动车及氢燃料电池电车的电池优化方案(作业时限为期一周,学生自行分为电动车组及燃油车组,教师进行微调,一周后利用自习课开展辩论,不参加的同学自动当选为大众评审)。

四.基于SSI的分层作业评价体系——以“短期内新能源电车能否取代燃油汽车”为例

作业评价能帮助教师系统地了解学生的整体知识掌握情况及知识迁移能力。新课标强调评价目标多元化、评价手段多样化[6],指出作业要发挥对学生化学学科核心素养的诊断与发展功能。据此,笔者设计了如下作业评价体系,见表2。

五.结语

随着三新工作推进,教师不仅要改变教学理念,也要设计更加合理的作业任务,满足不同学生的学习需要[7]。分层作业的实施,在为教师提供及时反馈并评估课堂教学效果的同时,也为不同类型学生化学学科的发展提供了选择空间。基于SSI议题的分层作业将化学知识与真实生活情境结合,既能帮助学生诊断和巩固知识,又能培养学生的辩证思维及科学决策能力,实现发展学生的化学学科核心素养。

参考文献

[1] 朱诗雨, 严文法. 新苏教版高中化学必修教材社会性科学议题内容分析与教学建议[J]. 化学教与学, 2023,(08):74-78.

[2] 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订版)[S].北京:人民教育出版社,2020.

[3] 常永侠.“化学电源”分层作业设计[J]. 中学化学教学参考, 2023, (18): 76-78.

[4] 林彧. 大单元教学背景下高中生物学分层作业设计 [J]. 中学生物教学, 2024, (18): 30-32.

[5] 翟军. 基于学业质量标准的高中地理作业分层设计——以“地球运动的地理意义”为例[J]. 中学地理教学参考, 2022, (09): 20-23.

[6] 林榕, 杨苑. 指向核心素养的高中地理分层作业设计研究——以“闽南水城水循环”为例[J]. 中学教学参考, 2024, (19): 83-86.

[7] 梁晓丹. “双减背景下”分层作业在高一化学中的实践研究[C]// 华教创新(北京)文化传媒有限公司,中国环球文化出版社. 2023教育理论与管理第三届“创新教育与精准管理高峰论坛”论文集(专题3). 甘肃省白银市第八中学

课题名称:本文系安徽省合肥市2023年教育信息技术研究课题“信息技术环境下高中化学分层作业实施的实践研究”(课题立项号:HDJ23077)阶段性研究成果。

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