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摘要 : 项 目化学习有助于将低阶认知“包裹入”高阶认知 , 实现转化与升华 。本研究聚焦 于初中化学“金属资源的利用和保护”单元活动的项 目化设计 , 以专题性的化学活动为主 线 , 单元化问题为 驱 动 , 设 计 包 括“垃 圾 分 类”“金 属 性 质 面 面 观”“铁 锈 还 原”“变 废 为 宝”。项 目化教学以多元活动为统领 , 结合化学实验 , 剖析金属分类及性质 、 工业炼铁 流程 , 促进学生领悟金属元素与不 同物质之间的转化路径 , 了解化学知识在生产生活中 的重要作用 , 培养学生核心素养 。
项目化学习基于真实情境 , 依托数字化学习资 源和环境以及各自特点 , 围绕真实 、复杂的问题进 行探究 , 通过设计和实施一 系列分解任务 , 将真实 的项目与知识 、技能相结合 。在不降低学业成绩和 不损失基础知识与技能的前提下 , 项目化学习有助 于培育学生的实践与创新能力 , 是兼顾中小学制度 现实和素养培育的有效途径 。
一 、基于核心能力教学单元项目化设计
1. 项 目化学习理念
在具体的实施过程中 , 项目化学习对教师专业 素养有着较高要求 , 需要在实施单元活动设计的相 关教学时 , 借鉴项目学习的理念 、方法和思路是否 合情合理 , 以及单元活动设计的可行性 。理想的项 目化单元活动设计强调经典且与时俱进 , 既联系实 际又贴合本质 , 体现化学知识的实用价值 , 打通化 学与学生生活和社会时代的界限 , 带动相关资源的 学习 , 融合化学核心知识和实验技能 。
2. 单元教学内容的遴选与分析
以专题性的化学活动为主线 , 以单元化问题为 驱动 , 好的项目主题必然要考虑课程标准、 学生兴趣及其认知结构 , 从而才能创设出指向核心知识的真实情境 , 激发学生的学习兴趣。《义务教育化学课程标准(2022年版)》的内容标准提出 , “知道 一 些常见金属(铁、 铝等) 矿物 ; 知道可用铁矿石炼铁 ; 了解防止金属锈蚀的简单方法”。在沪教版“金属资源的利用和保护”单元中 , 主要包括金属元素在自然界中的存在形态、 合理地选择矿石进行金属提炼、 实验室和工业炼铁原理以及金属资源的保护等内容。虽然教材中首次出现系统认识金属及其化合物的性质 、制备 、存在和用途的内容 , 但在前几章已有铺垫 : 学生对物质的组成及表示方法 、质量守恒定律 、化学方程式等基础知识已有储备 。从看图认识金属材料的应用入手 , 引出金属的物理性质 , 接着通过实验探究常见金属的化学性质 , 总结出置换反应的概念 。教学内容的层层深入 , 符合初中生从感性认识上升到理性认识的规律 。
二 、“金属资源的利用和保护”教学活动的项 目化设计
1. 学情分析与预调研
项目内容的编排要求教学应当体现整体性 , 发掘学生已 有 基 础 知 识 的“生 长 点”。本 文 研 究 思 路为 : 提出课题— 理论概述— 前期调查— 探究策略— 教学实践— 优化设计— 总结反思 。
根据建构主义的学习理念 , 学生对金属物质的 认识伴随相关具体知识的学习而逐渐积累和丰富 。 金属元素学习贯穿沪教版教材上 、下两册的始 终 , 其重要性可见一斑 。通过课前调研 , 笔者了解到学 生对“铁”等 金 属 物 质 的 认 识 深 化 是 持 续 发 展 的 过 程 : 学生普遍在小学科学学习中就已经接触了铁以 及铁的生锈知识; 在九年级化学中学习了金属的重 要化学及物理性质 , 亲手做了铁生锈的实验 。通过 前面对金属相关知识的不断积累 , 此时学生探究本 单元就水到渠成 。 同时 , 通过与学生的访谈 , 笔者 了解到 : 学生对化学感兴趣的主要原因之一就是化 学实验 , 需要为学生提供更多的体验和实践机 会 。 因此 , 提供较具挑战性 、开发性的学习项 目 , 让学 生在完成任务的过程中发现知识 、学习方法 , 体会 化学原理与实验 、实际工艺的区别与联系 。
2. 单元活动项 目化设计
本课题内容的活动设计包括 4个主要板块 , 分 别为“垃圾分类”“金属性质面面观”“铁锈还原”“变 废为宝”。项 目设计来源于生活场景 , 包 括 : 生 活 问题(垃圾分类 、非金属回收利用 、金属生锈) 、生 产实践(工业炼铁 、工厂废液分离金属 、冶炼等) 。 项目一 主要从日常生活的视角来看金属及合金在我 们生活中的广泛使用 , 进而从可回收垃圾中废旧金 属的回收利用及意义 、发展史开始引入 , 明确垃圾 分类的意义与价值 。项目二过渡到目前金属在生活 中的应用 , 通过实验活动明确金属的化学性质; 项 目三从寻找 钢 铁 锈 蚀 的 原 因 及 造 成 的 经 济 损 失 着 手 , 学习还原氧化铁法制铁 , 结合“如何预防钢 铁 锈蚀?”这一生活问题 , 探究合金的特性 , 了解合金 的优点; 检验工厂废液中金属元素的存在 , 通过设 计方案将金属单质提取分离出来 , 总结规律并展望 未来的金属及合金 。
项目一 “垃圾分类”中包括三个活动 , 分别为垃 圾分类标准 、可回收垃圾中废旧金属的回收利用及 意义 、垃圾分类的意义与价值; 项 目二“金属性 质 面面观”中包括两个活动 , 即生活中的金属及性质 、金属的化学性质的探 究 实 验 活 动; 项 目 三“铁 锈 还原 , 引出工业炼铁流程”中包括三个活动 , 分 别 为寻找钢铁锈蚀的原因及造成的经济损失 、还原氧化铁法制铁 、如何预防钢铁锈蚀; 项 目 四“变废为宝 ,废液淘金”也包括三 个 活 动 , 分 别 为 检 验 工 厂 废 液中金属元素的存在 、将金属单质提取分离出来设计方案 、总结规律(以银 、铜 、铁 、锌为例) 。与此同时 , “金属资源的利用和保护”的项 目化教学以多元活动为统领 , 结合化学实验 , 通过对金属分类及性质 、工业炼铁流程的剖析 , 促进学生领悟金属元素与不同物质之间转化的方法和路径 , 了解化学知识在生产生活中的重要作用 , 感受绿色化学理念 。
三 、设置驱动性问题 , 创造深度学习情境
1. 任务驱动 , 巧设问题链
教育家陶行知先生极为注重教育中学生主体的重要性— 教 育 应 该 是 激 发 而 不 是 灌 输 , 立 足 于“做中学”和“学 中 做”, 以 学 生 亲 手 操 作 、亲 历 情境 、亲身体验为基础 , 通过观察 、实验等活动获得情感 、态度 、价值观的发展 。这也是本项目设计学生实验活动养成合作 、共享 、严谨的化学实验习惯的初衷 。
在项目式学习中 , 驱动性问题基于(半) 现实的环境 , 激发学生探究问题解决的学习动机 , 能够连接学习 目标 、项目过程 , 从而激发寻找完整解决方案的路径 。在项目实践的过程中融入富有逻辑性的问题链条 , 有利于促进学生在解决问题群的过程中进行深度学习 。经反复推敲后 , 笔者最终在四个活动中分别确定了驱动问题单元与问题链 , 让层层递进的问题线索与学生活动勾连 。
2. 超越课堂 , 创造深度学习情境
如上所述 , 教师创设的问题情境是学生通过自己的思考或小组同学间的探索解决问题 。创设的问题情境应该具有连续性 , 不仅能起到承前启后 、温故知新的作用 , 还可以超越课堂的时空局限 。以“如何预防钢铁锈蚀?”活 动 为 例 , 本 项 目 化任务创设了炼铁厂的实际情境 , 主要从生活的视角来看金属及合金在我们生活中的广泛使用 。 问题情 境从金属发展史开始引入 , 过渡到目前金属在生活 中的应用 , 引出其利用的是金属的哪些性质 , 从合 金的特性了解合金的优点 , 最后展望未来的金属及 合金 。 从 古— 今 — 未 来 的 顺 序 通 过 各 种 图 片 、 数 据 、实验创设情境 , 增强学生分析问题 、解决问题 的能力 。学生基于上一 阶段了解冶炼出的金属在自 然界中会锈蚀 , 还需要探究铁生锈的条件并得出保 护金属资源的方法和意义 。在钢铁锈蚀导致经济损 失的现实困境面前 , 学生深入理解金属单质冶炼的 原理和方法 , 了解还原氧化铁法制铁 , 预测出金属 的产量 , 最终达成预防钢铁锈蚀的主任务 。
四 、 多元评价与评测复盘 , 凸显学生的核心能力
1. 注重形成性 , 关注活动观察量表
项目化活动对教师和学生提出了更 高 的 要 求 , 实施中的形成性 、终结性以及复盘反思 , 对项 目 的 有效推进起到至关重要的作用 。在评价阶段 , 需要 注重形成性等学习反馈 , 而最终的成果展示成为学 习过程的顺带环节 。项目化活动的关键是培养学生 解决问题的综合能力 , 评价也由对知识点评价向能 力态度评价转变 。
在设计观察量表时 , 笔者围绕如下问题展开思考 : 活动问题如何设置才能便于教师在课堂上观察 学生的思维过程 、获得的知识以及遇到的困难? 如 何设置学生反馈才能便于课后统计? 组员分工记录 表能够调动学生合作的意识 、挖掘学生的潜能 , 也 是教学评价的革新 。此外 , 笔者还设计了“金属 的 化学性质的探究”实验记录量表 , 提供给学生有效 的学习 支 架 , 服 务 于 全 体 及 个 人 的 需 求 。 以 项 目 二为例 , 设计了“金属的化学性质的探究”实验方案 设计记录表 , 帮助学生在实验活动中养成合作 、共 享 、严谨的化学实验习惯 。
2.“教— 学 — 评”一 体化的项 目化活动评价
项目化活动成果形式多样且各具魅力 , 其重要 性并不亚于驱动性问题 。成果不仅仅是做出东 西 , 更要解决问题 , 展现自己和团队成员在此过程中的 深入理解与探究 。
基于此 , 在项目化活动实践中 , 笔者尝试多维度的 教 学 评 价 方 法 来 匹 配 教 学 目 标 要 求 , 促 进“教— 学 — 评”一体化理念下课堂教学目标的确定与落实 。教师通过加强对学生小组讨论等教学过程的形成性评价 , 增加学生自我评价 、学生间互相评价等方式强化教学评价 , 引导评价对象朝着教学目标前进 。在实验活动过程中 , 通过原理讨论— 分组实验 — 数据处 理— 数 据 分 析— 问 题 讨 论— 实 验 结 论 ,将实验测定 、定量计算有机结合 , 深入理解控制变量法等 , 达成教学目标 。教师在教学中使学生充分认识到习题实验和自己真正动手实验的效果 , 认识实践操作的多样性和复杂性 , 认识数据处理对于科学发现的重要性 , 从而提升学生的化学素养 。
五 、总结与反思
“金属资源的利用和保护”体现了化学知识与生产实践的整合 。在连续性问题的情境式教学理念引导下 , 教学贯通化学知识与实际问题之间的 联 系 ,学生学习 、分析工业生产示意图中的方法及 流 程 ,并应用所学知识分析和解决实际问题 。
结合“初中化学单元活动的项 目化设计”活 动 ,在教师的指引下 , 学生能够自主地参与到学 习中 ,解决具体问题 、掌握化学知识 。在这一过程中 , 教师对于单元活动的项目化设置的思考 、评价量化表的设计 , 还需要实时地发现学生的已知 、未知和困难 , 在动态教学中落实“教— 学 — 评”一体化 , 综合提升学生的核心素养 。
参考文献
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[4] 陶行知. 小学教师与 民 主 运 动[J] . 教 学 管 理 与 教 育 研究 , 2018. 3(20) : 4- 6.
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