作业设计三维矩阵模式的构建与实践——自然界的水_李燃.pdf
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1、*北京市教育学会“十四五”教育科研课题2 0 2 1年度一般课题“基于学科融合的中学化学项目式学习教学策略研究”(D C Y B 2 0 2 1-0 1 9);中国化学会化学教育委员会“十三五”规划2 0 2 0年主导课题“基于化学学科能力的高中化学教、学、评一体化教学实践研究”(H J 2 0 2 0-0 0 0 8);中国化学会化学教育委员会“十四五”规划2 0 2 1年一般课题“基于核心素养培养的化学学科社会实践课程的开发与实践”(H J 2 0 2 1-0 0 1 4);北京市东城区优秀人才培养资助项目“基于发展学生核心素养的化学教学与社会实践相结合的教学实践研究”(2 0 2 1-d
2、 c h r c p y z z-3)*通信联系人,E-m a i l:8 0 7 2 7 7 6 9 8 q q.c o m作业设计三维矩阵模式的构建与实践*自然界的水李 燃1*闫如月2 郑 越1(1.北京景山学校 北京 1 0 0 0 0 6;2.北京景山学校京西实验学校 北京 1 0 2 3 9 9)摘要 基于 义务教育化学课程标准(2 0 2 2年版)中的学业质量和学业水平要求,依据学生特点和实际教学内容,开发了中学化学单元作业设计的三维矩阵模式(作业目标、作业形式、作业要求)。以“自然界的水”的单元教学内容为例,系统阐述了作业设计、实施、评价的过程,并就作业实施做出了改进反思。关键词
3、 三维矩阵模式 学业要求 学业质量 作业设计 自然界的水D O I:1 0.1 3 8 8 4/j.1 0 0 3-3 8 0 7 h x j y.2 0 2 2 0 5 0 2 1 6 作业是学习的重要环节1-2。长期以来,在升学压力的影响下,大部分教师过度关注学生作业的“量”而忽略“质”。“双减”政策的出台和落实,大幅压减了作业总量和作业时长,减轻了学生的作业负担,“提质增效”愈发重要3。除此之外,课外作业也是培养学生自主学习能力、提高学生学习动力和兴趣的重要抓手,是拓展学生学习时间和空间的重要途径和手段。因此,这就从根本上要求教育工作者深入研究作业设计的标准。义务教育化学课程标准(2 0
4、 2 2年版)(以下简称“课标”)在教学评价部分最突出的变化就是基于学业要求和学业质量的描述4。在课程内容的每一个主题中,课标不仅明确了内容要求,而且给出了清晰的学业要求。也就是说,课标不仅从“输入”的层面指明教师应该教什么,同时也从“输出”层面明确了学生应该掌握到什么程度。同时,课标的学业质量部分,从4个不同的方面对学生完成义务教育阶段的化学学习后需要达到的水平进行了描述,并明确地指出“学业质量标准是化学学业水平考试命题的重要依据,对化学教材编写、化学教学和评价实施具有重要的指导作用。”基于此,课标中的学业要求和学业质量就理所应当成为教师进行作业设计的标准,也成为学生实现从“知识输入”到“能
5、力输出”的载体。1 构建中学化学单元作业设计的三维矩阵模式1.1 模型概述在多元智能理论的指导下,围绕 课标中对学业质量和学业水平的描述,依据学生的特点和实际的教学内容,笔者探索开发了中学化学单元作业设计的三维矩阵模型,力争将“教、学、评”活动有机结合5-6。该模型(图1)以“作业目标”为引领,以“作业形式”和“作业要求”为两翼,指导“作业内容”的设计。在实施的过程中,教师还需要通过精准的作业评价及时调整作业内容,完成学困生的补救教学和学优生的个性化发展指导。F i g.1 3 D m a t r i x m o d e l f o r m i d d l e s c h o o l C h
6、e m i s t r y u n i t a s s i g n m e n t s图1 中学化学单元作业的三维矩阵模型1.2 作业目标设计作业目标的制定需要同时具备育人性、整体性和功能性(见图2)。首先,作业目标要紧扣育人122 0 2 3年第4 4卷第1 3期 化 学 教 育(中英文)(h t t p:/w w w.h x j y.c h e m s o c.o r g.c n)目标,作业内容要兼顾知识面和育人观,落实立德树人的根本任务。其次,作业目标要在课程目标的引领下进行设置,要做到与教学目标协调统一,保证作业作为一种学习活动与课内学习相辅相成,引导学生循序渐进。F i g.2 3
7、D m a t r i x m o d e l o f c h e m i s t r y u n i t a s s i g n m e n t s i n m i d d l e s c h o o l a s s i g n m e n t t a r g e t d e s i g n图2 中学化学单元作业的三维矩阵模型 作业目标设计作业目标的功能性可概括为4个维度:对知识的诊断和巩固;对能力的训练和提高;对思维的建构与引导;对素养的发展和塑造等。作业目标要符合 课标中学业质量和学业水平的描述,要使作业成为课堂学习的一种自然延伸,或适度补偿课堂所学,或灵活拓展课堂所知,或将课堂所学实践
8、应用于生活和社会情境中。一方面,作业可以指导学生养成良好的学习习惯,培养可持续发展的学习能力。另一方面,作业也能帮助学生了解与课程有关的具有民族特色、科学精神的内容,从而弘扬家国情怀、树立科学态度。1.3 作业形式设计针对不同的学习内容以及学生的学业水平,教师应设置不同形式的作业以确保作业目标的达成。就形式来说,作业具体可以分为基础巩固型、整合迁移型、视野拓展型、实验探究型、社会实践型等。不同形式的作业所涉及的主要内容及作用见表1。1.4 作业要求设计根据教学内容和学生的个体差异,作业要求也应具有差异性(见图3)。从时间上来看:可以分为课上完成的随堂作业、当天完成的课时作业、周末完成的课题作业
9、、本单元完成的单元作业(也可叫项目作业)等。从作业对象上来看:可以分为所有人都要完成的必做作业和针对不同群体的选做作业。例如指定学困生完成的补救作业(完成作业时,学生表现出学业水平较低或对知识理解出现困难,在面批之后,教师要单独布置本作业,检验个性化指导的效表1 不同形式的作业所涉及的主要内容及作用T a b l e 1 M a i n c o n t e n t s a n d f u n c t i o n s i n v o l v e d i n d i f f e r e n t f o r m s o f a s s i g n m e n t s作业形式主要内容主要作用基础巩固型
10、对应 课标中学业水平和学业质量的描述,以模拟题和中考题为素材挑选题目进行编写简单知识记忆系统知识辨析整合迁移型主要针对概念的学习,通过绘制思维导图、概念图等方式实现对知识的整合,深化对概念的认识促进思维发展建构知识体系视野拓展型针对化学研究前沿或较丰富的学习内容,扩展学生视野,提高学生学习能力,可指导学生阅读文献、观看影片丰富学生视野提高自学能力实验探究型针对课上的必做学生实验或课下的必做及选做家庭实验,引导学生在科学实验中感受探究过程,发现科学的魅力提升学生兴趣发展学生能力社会实践型针对真实问题或社会热点问题,展开学习讨论,在“做中学、用中学、创中学”体会学习价值发展核心素养F i g.3
11、3 D m a t r i x m o d e l o f c h e m i s t r y u n i t a s s i g n m e n t s i n m i d d l e s c h o o l a s s i g n m e n t r e q u i r e m e n t s d e s i g n图3 中学化学单元作业的三维矩阵模型 作业要求设计果);还包括拔尖创新作业,既可以是直接针对学有余力的学生布置,也可以是针对所有学生布置,但仅要求有兴趣的学生选择完成。除此之外,在每一道题布置的过程中还需要指明作业时长。一方面,有利于帮助学生把握作业完成的节奏,提高效率;另一方
12、面,也有利于教师控制作业总量,切实做到“减量、提质、增效”。针对非基础性作业,教师在布置作业的过程中还要针对具体的题目内容指出明确的作业注意事项、学生的思考角度、教师的评价角度(评价标准)等等,引导学生在完成作业时有的放矢。2 中学化学单元作业三维矩阵模式的实施案例 “自然界的水”2.1 整体设计以人教版义务教育教科书九年级化学(上)第22化 学 教 育(中英文)(h t t p:/w w w.h x j y.c h e m s o c.o r g.c n)2 0 2 3年第4 4卷第1 3期四单元“自然界的水”为教学内容,在 课标所描述的学业要求和学业质量的指导下,笔者制定了教学目标和作业目
13、标,并在中学化学单元作业三维矩阵模型的框架下设计了作业内容,具体作业列表见表2。依据作业形式、作业对象和作业布置时间,对1 2道作业题进行分类,结果见图4、图5、图6。F i g.4 C l a s s i f i c a t i o n a c c o r d i n g t o a s s i g n m e n t f o r m图4 依据作业形式的分类F i g.5 C l a s s i f i c a t i o n a c c o r d i n g t o a s s i g n m e n t o b j e c t图5 依据作业对象的分类F i g.6 C l a s s
14、i f i c a t i o n a c c o r d i n g t o a s s i g n m e n t a r r a n g e m e n t t i m e图6 依据作业布置时间的分类2.2 作业设计2.2.1 爱护水资源共设计1 2道作业,其中作业1-7是要求所有学生完成的必做作业,作业8-1 2是供部分学生完成的选做作业。(1)作业内容作业1分析水费结构,宣传节约用水小明在学校的化学课上即将学习“自然界中的水”这一部分内容,这时家中收到了自来水缴费通知单,显示综合水费合计1 8 5元,其中包括水费、水资源费改税和污水处理费,并且水费部分要按阶梯式收费。小明的家人对水费
15、明细中的内容并不是十分理解,小明对此也十分感兴趣,因此开展调查,并完成如下任务:学习如何认读水表,并解读水费清单。请结合所学的知识和查阅的资料制作一张小报,介绍水费清单、宣传节约用水、科普净水环节、分享学科知识。利用作品开展家庭交流,展开志愿服务活动,倡议节约用水。作业指导:制作小报的纸张类型不限。要求:形式新颖,图文并茂。作业时长:2周。宣传单需要至少体现4个内容:介绍水费清单、宣传节约用水、科普净水环节、分享学科知识等。小报上的内容需要尽可能详细、准确,查阅的相关资料请标明出处(网址、书籍名、文章名及作者)。利用小报在家中或者社区中进行宣传。(2)作业形式该作业属于社会实践型作业。(3)作
16、业功能在调查、整理、制作的过程中,帮助学生落实保护水资源、水的净化等知识,树立节水意识;能够提高学生小组分工与合作、统筹资源的能力;能展现不同学生的多方面特长。2.2.2 水的净化(1)作业内容作业2如何获得饮用水河水含泥沙、细菌等杂质,需要净化处理成自来水,某市自来水厂的生产过程(图7):F i g.7 T h e p r o d u c t i o n p r o c e s s o f w a t e r w o r k s图7 自来水厂的生产流程沙滤池和吸附池在作用上有何异同?如何将自来水变为更好的饮用水,并对其进行鉴别?(2)作业形式与要求该作业属于基础巩固型作业,建议时长为1 0
17、m i n。(3)作业功能将自来水生产过程化繁为简,能落实重要知识,322 0 2 3年第4 4卷第1 3期 化 学 教 育(中英文)(h t t p:/w w w.h x j y.c h e m s o c.o r g.c n)包括水的净化及各环节的作用、硬水与软水的鉴别与转化等;引导学生进行完整的、有逻辑的表述。2.2.3 第1次复习(1)作业内容作业3“水的净化”在身边在学习水的净化的过程中,我们依次学习了沉淀、过滤、吸附、蒸馏(煮沸)、消毒等物质的分离、提纯过程,这些基本过程及操作在我们的日常生活中无处不在,只要你有一双善于发现的眼睛,就总能寻找到这些熟悉的操作。请寻找生活中的场景或行
18、为,用水的净化过程中某个操作进行解释,示例如表2所示。表2 生活中的过滤操作T a b l e 2 F i l t e r i n g i n l i f e生活中的场景或行为基本操作解释说明例如:家 里 煮 饺 子时,常常会使用漏勺从沸腾的水中捞出煮熟的饺子过滤使用漏勺捞煮熟的饺子,是为了将饺子和水进行分离。捞之前,锅中是混合的饺子(固体)和水(液体),捞之后,是分开的固体和液体 作业8我是自来水厂工程师假如你是一名自来水厂的工程师,请设计如何将水库中的水变为自来水。请和大家介绍自来水和饮用水的不同,并为大家的饮用提出建议。(2)作业形式与要求作业3属于整合迁移型作业,建议时长为1 0 m
19、i n。作业8属于基础巩固型作业,是要求部分学生(完成作业2,3有困难)完成的课题作业。(3)作业功能对于作业3,关注“水的净化”各步骤对应的操作目的及前后变化,引导学生从化学的视角观察生活;能让学生在解释具体情境的过程中重复化学操作的目的及前后变化,从而落实物质的分离与提纯的知识。对于作业8,帮助学困生结合生活实际掌握水净化的基本步骤及作用、鉴别硬水和软水的方法以及软化的方法等基本的知识点。2.2.4 水的组成(1)作业内容作业4感受证据推理,揭秘水的组成证据推理是非常重要的一种科学思维,电解水的实验可以得到有关水的元素组成的实验结论:水是由氢元素和氧元素组成的。请结合实验步骤和现象完成实验
20、结论的推理过程。作业5家庭小实验 电解水依据课内电解水演示实验(教材P 8 2 图4 2 5),尝试利用生活中的物品设计家庭微型电解水实验。列出实验用品及装置(电源选用9 V电池),并说明它的作用及所对应的课内实验装置的部分。绘制你设计的实验装置图注意事项:电解水具有一定的危险性,仅限设计实验,请勿实际操作。实验设计应尽可能具有可行性和可操作性。实验装置图采用绘图方式呈现,可以使用适当的文字进行解释。(2)作业形式与要求作业4属于基础巩固型作业,建议时长为1 0 m i n。作业5属于实验探究型作业,建议时长为2 0 m i n。(3)作业功能对于作业4,在观察现象、分析解释、得出结论的过程中
21、,帮助学生分析时建立完整的证据链条,发展学生证据推理的意识;引导学生建立定性和定量2个分析角度。对于作业5,能够关注电解水的装置,引导学生认识电解水装置每部分的作用以及电解水的过程。2.2.5 第2次复习(1)作业内容作业9探秘水的组成回忆课内演示实验(或分组实验),完成下列习题:在电解水的过程中你观察到的实验现象有哪些?通过电解水的实验,你能得到哪些结论?如何得出实验结论?(2)作业形式与要求作业9属于基础巩固型作业,是要求部分学生(完成作业4,5有困难)完成的课题作业。(2)作业功能帮助学困生学会描述实验现象,并经过简单地分析解释后得出实验结论。2.2.6 化学式与化合价(1)作业内容作业
22、6水的名片水是我们最常见的物质,通过化学的学习,我42化 学 教 育(中英文)(h t t p:/w w w.h x j y.c h e m s o c.o r g.c n)2 0 2 3年第4 4卷第1 3期们对水(物质)的分类、组成、结构、性质已经有所了解。请同学们为水制作“名片”:规范使用化学用语对水进行详细、准确地介绍。例如:水由水分子构成;水是一种纯净物;水的相对分子质量为1 8。内容多样,条理清晰,注意分类。例如:H2O 定性 定量宏观微观名片形式设计新颖,富有创意。作业7认识化合价已知硝酸的化学式为HN O3,求出氮元素的化合价。请尽可能多地写出含氮元素物质的化学式及名称,并对其
23、进行分类。(2)作业形式与要求作业6属于整合迁移型作业,建议时长为1 5 m i n。作业7属于基础巩固型作业,建议时长为1 0 m i n。(3)作业功能对于作业6,引导及检验学生是否形成分析问题的化学角度,即物质的组成、结构、性质与变化或者定性、定量或宏观、微观的角度,让学生能从化学的视角,全面地认识水这种物质。对于作业7,在书写思考过程时,能体现出不同学生的学习障碍所在,帮助教师进行个性化指导;从学生列举物质的出发点以及完整度,能体现其思维过程,帮助教师发现学生的问题并指导。2.2.7 第3次复习(1)作业内容作业1 0全面地认识水请写出水的化学式(H2O)可表达的含义。(2)作业形式与
24、要求作业1 0属于基础巩固型作业,是要求部分学生(完成作业6,7有困难)完成的课题作业。(3)作业功能引导学生形成认识物质的多种角度,例如物质的组成、结构、性质与变化或者定性、定量或宏观、微观的角度。2.2.8 单元汇报(1)作业内容作业1 1了解人类对水的认识过程利用图书馆书籍、网络资料、中国知网等对“人类对水的认识”进行搜索,了解人类认识水的历史和故事。将搜集到的资料进行整理,可以绘制小报或制作p p t,和老师、家长、同学分享。作业1 2参观自来水博物馆请大家利用课余时间,参观北京自来水博物馆,根据课上所学知识,开阔视野,就感兴趣的问题进行思考。在参观的过程中收集相关材料(文字或图片),
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