基于提升初三學(xué)生化學(xué)思維品質(zhì)的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)

洪清娟

摘要：聚焦真實(shí)的化學(xué)問(wèn)題，以探秘鐵粉型暖貼開(kāi)展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為例，讓學(xué)生自主選定研究任務(wù)，在體驗(yàn)真實(shí)實(shí)驗(yàn)探究和解決問(wèn)題的過(guò)程中不斷修正方案，完善認(rèn)知，自主建立起實(shí)驗(yàn)探究的認(rèn)知模型;培養(yǎng)學(xué)生理性和思辨思維、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)、基于證據(jù)推理與歸納概括能力等;探討通過(guò)項(xiàng)目學(xué)習(xí)的開(kāi)展，從社會(huì)域和學(xué)科域整合的方式去提升學(xué)生學(xué)習(xí)的質(zhì)量和思維品質(zhì)的途徑。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目式學(xué)習(xí);提升思維品質(zhì);暖貼

文章編號(hào)：1008-0546（2019）07-0018-04

中圖分類號(hào)：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi： 10.3969/j.issn.1008-0546.2019.07.005

一、問(wèn)題的提出

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》提出重視開(kāi)展“素養(yǎng)為本”的教學(xué)。倡導(dǎo)真實(shí)問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)，開(kāi)展以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng)，重視教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力[1]。

“素養(yǎng)為本”的教學(xué)理念是不僅要關(guān)注當(dāng)下課堂的高效，還應(yīng)關(guān)注影響學(xué)生終身發(fā)展的素養(yǎng)的目標(biāo)，這就要從初三化學(xué)進(jìn)行學(xué)科整體規(guī)劃。初三化學(xué)雖是化學(xué)學(xué)習(xí)的初始年段，但也是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)體系中重要的基礎(chǔ)和組成部分。初三學(xué)生的思維發(fā)展如何直接關(guān)系到高中化學(xué)學(xué)習(xí)的知識(shí)、能力、素養(yǎng)各方面能否順利銜接。筆者認(rèn)為在初三化學(xué)復(fù)習(xí)時(shí)適當(dāng)采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是一個(gè)切實(shí)有效的方法，為學(xué)生素養(yǎng)的發(fā)展提供了一條值得探索的途徑。本文以探秘鐵粉型的暖貼為例，探討基于真實(shí)問(wèn)題情境下如何開(kāi)展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，提升初三學(xué)生化學(xué)思維品質(zhì)的方法。

二、案例設(shè)計(jì)思路和實(shí)施過(guò)程

1.實(shí)施本項(xiàng)目的意義

進(jìn)入初三總復(fù)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)具備相關(guān)的化學(xué)知識(shí)（學(xué)習(xí)了氧氣、金屬和酸堿鹽等元素化合物的性質(zhì)）和一定的實(shí)驗(yàn)操作和探究能力，該階段的教學(xué)，筆者認(rèn)為教師應(yīng)該站在上位去思考和把握每一節(jié)課要實(shí)現(xiàn)的教學(xué)目標(biāo)，如社會(huì)域維度：知識(shí)對(duì)社會(huì)發(fā)展的意義和價(jià)值，屬知識(shí)的外延;學(xué)科域維度：涉及哪些化學(xué)學(xué)科的核心知識(shí)、可滲透哪些關(guān)鍵能力的培養(yǎng)？應(yīng)創(chuàng)設(shè)哪些情境培養(yǎng)相關(guān)學(xué)科核心素養(yǎng)？設(shè)計(jì)的問(wèn)題是否能提升學(xué)生的思維品質(zhì)？要幫助學(xué)生建立哪些思維和認(rèn)知模型？等等，這屬于知識(shí)的內(nèi)涵。為了提高復(fù)習(xí)效果，本項(xiàng)目聚焦真實(shí)的化學(xué)問(wèn)題，以探秘鐵粉型的暖貼為例，探討從社會(huì)域和學(xué)科域整合的方式去提升學(xué)生學(xué)習(xí)的質(zhì)量和思維品質(zhì)。

以本項(xiàng)目進(jìn)行相關(guān)復(fù)習(xí)，除了梳理金屬和鹽的性質(zhì)、復(fù)習(xí)物質(zhì)的檢驗(yàn)分離外，還能感受實(shí)驗(yàn)探究的真實(shí)過(guò)程、體驗(yàn)真實(shí)情境下，如何解決真實(shí)問(wèn)題的過(guò)程、踐行如何進(jìn)行控制單一變量、建立實(shí)驗(yàn)探究的認(rèn)知模型，培養(yǎng)學(xué)生理性和思辨思維;有益于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)、基于證據(jù)推理與歸納概括能力、信息分析整合能力、決策評(píng)估能力和團(tuán)隊(duì)溝通協(xié)作能力;感受化學(xué)學(xué)科在材料方面、生產(chǎn)生活方面的貢獻(xiàn)等等。

2.布置任務(wù)，選定研究項(xiàng)目，查閱資料，設(shè)計(jì)方案

【創(chuàng)設(shè)情境】從生活經(jīng)驗(yàn)回顧暖貼的用法。

【教師】關(guān)于暖貼你還知道什么？還想了解它的哪些方面呢？

【學(xué)生】我們能自制暖貼嗎？

【教師】從化學(xué)的視角看，自制暖貼時(shí)應(yīng)考慮什么問(wèn)題？

【學(xué)生】經(jīng)過(guò)討論交流得出關(guān)鍵在于包裝、成分及其配比問(wèn)題;并確定通過(guò)查閱資料解決以上部分問(wèn)題。

【教師】及時(shí)肯定、修正和完善。只有弄清原料的成分、各成分的作用、發(fā)熱原理才能制出比較成功的暖貼。

【學(xué)生】閱讀事先購(gòu)買(mǎi)某品牌暖貼的外包裝袋介紹，獲取以下基本信息：袋內(nèi)物質(zhì)有鐵粉、水、活性炭、食鹽、蛭石、吸水樹(shù)脂等。

【學(xué)生】列出想要探究關(guān)于鐵粉型暖貼的相關(guān)問(wèn)題并匯總。

【師生活動(dòng)】共同討論、選擇幾個(gè)有價(jià)值、有代表性的問(wèn)題布置課前任務(wù)（表1），學(xué)生以小組為活動(dòng)單位，查閱資料和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究的活動(dòng)方案。

【設(shè)計(jì)意圖】從生活經(jīng)驗(yàn)到化學(xué)視角去認(rèn)識(shí)暖貼，使學(xué)生主動(dòng)融入課堂的準(zhǔn)備和學(xué)習(xí)，起很好的預(yù)熱作用，同時(shí)提升學(xué)生信息吸收、整合、使用和表述的能力。這項(xiàng)工作需要小組合作探究，這階段教師要適當(dāng)進(jìn)行干預(yù)和指導(dǎo)，主要是根據(jù)學(xué)生程度和自覺(jué)、自律性情況進(jìn)行按層次、細(xì)化分工。

3.問(wèn)題引導(dǎo)，實(shí)施活動(dòng)

板塊一：組織交流與匯報(bào)新知

【教師】課上先讓三個(gè)小組代表匯報(bào)根據(jù)任務(wù)1，查閱資料所獲得的新知，分別簡(jiǎn)單介紹蛭石、吸水樹(shù)脂、微孔透氣無(wú)紡布各有什么作用？讓另外兩個(gè)小組談?wù)劜牧线x擇和對(duì)暖貼發(fā)展歷史的一些感悟（表2）。

【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)任務(wù)布置的引導(dǎo)，在資料的查詢、選擇、思考過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)對(duì)一個(gè)針對(duì)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題項(xiàng)目研究的綜合素養(yǎng)，提升學(xué)生的歸納概括能力、信息分析整合能力、決策評(píng)估能力和團(tuán)隊(duì)溝通協(xié)作能力;感受化學(xué)學(xué)科在材料方面、生產(chǎn)生活方面的貢獻(xiàn)，讓學(xué)生體會(huì)化學(xué)科學(xué)的價(jià)值，以及中國(guó)創(chuàng)造的重要性，感受化學(xué)科學(xué)的社會(huì)責(zé)任！

板塊二：方案優(yōu)化，自選項(xiàng)目，制定研究方案

【教師】讓4個(gè)小組代表匯報(bào)任務(wù)2-5設(shè)計(jì)的定性與定量實(shí)驗(yàn)探究方案，盡量拓展學(xué)生的思維，把元素化合物知識(shí)學(xué)到的相關(guān)性質(zhì)巧妙融會(huì)貫通到設(shè)計(jì)中（表3、4、5）。

【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)學(xué)生設(shè)計(jì)、比較方案的優(yōu)劣和可行性，整合優(yōu)化的過(guò)程，學(xué)生得以回顧相關(guān)元素化合物知識(shí)。結(jié)果的推理需要融合量差法計(jì)算，學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)干擾因素的排除，有利于培養(yǎng)學(xué)生思維嚴(yán)謹(jǐn)性和科學(xué)性。通過(guò)學(xué)生自主進(jìn)行方案的設(shè)計(jì)，交流互評(píng)，教師點(diǎn)評(píng)引導(dǎo)，開(kāi)拓視野并激發(fā)學(xué)生思維的敏捷性;在檢測(cè)氯化鈉的存在的過(guò)程中還融入宏觀辨識(shí)與微觀探析這個(gè)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，在自主探索中不僅復(fù)習(xí)元素化合物的性質(zhì)、物質(zhì)的除雜與檢驗(yàn)的一般程序，學(xué)生的化學(xué)觀念也得以發(fā)展。

板塊三：實(shí)驗(yàn)拓展暖貼成分最佳配比問(wèn)題實(shí)驗(yàn)探究

【教師】探究暖貼成分的最佳配比，實(shí)驗(yàn)方案應(yīng)該綜合考慮哪些方面，要如何設(shè)計(jì)？設(shè)計(jì)的依據(jù)是什么？實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)該注意哪些問(wèn)題？從什么現(xiàn)象判斷出最佳配比？

【師生互動(dòng)】學(xué)生小組討論，匯報(bào)討論結(jié)果，教師及時(shí)引導(dǎo)，啟發(fā)思考，在層層遞進(jìn)的問(wèn)題解決中發(fā)展學(xué)生明辨式思維。

【生l】鐵粉和碳粉質(zhì)量分幾次采用不同量，變化順序?yàn)殍F粉質(zhì)量由少到多，碳粉由多到少。

【教師】在改變二者的質(zhì)量時(shí)，要注意什么？

【生2】根據(jù)控制變量法，實(shí)驗(yàn)時(shí)鐵粉和碳粉總質(zhì)量應(yīng)該一樣，這樣才能對(duì)比得出最佳配比。

【生3】控制變量法考慮應(yīng)該滴人的鹽水一樣多。鹽水的多少和質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)該也會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

【教師】控制變量法的前提是其他條件不變，如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明你的思考？根據(jù)什么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以找出最佳配比？怎樣減少實(shí)驗(yàn)誤差？

【生4】實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)該要注意測(cè)量溫度找出最佳配比（即升溫最多的）和保溫措施。

【生5】可以在保溫杯里進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用電子測(cè)溫儀測(cè)量溫度變化。

【生6】不同種類的鹽溶液可能也會(huì)影響該實(shí)驗(yàn)。

【教師】及時(shí)肯定和贊賞生6的猜想，追問(wèn)如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明你的思考？

【學(xué)生】討論修改完善方案（表6）。

【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情境，滲透和結(jié)構(gòu)化控制變量的思維方法，在初三化學(xué)復(fù)習(xí)中實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整合及深度學(xué)習(xí)，也有利于培養(yǎng)學(xué)生的觀察、數(shù)據(jù)分析和處理、證據(jù)推理能力、理性思維能力以及實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

4.教師操作指導(dǎo)，學(xué)生分組，實(shí)驗(yàn)探究

【教師演示實(shí)驗(yàn)】引導(dǎo)、總結(jié)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案并介紹手持溫度傳感器;教師根據(jù)陳良等人研究“暖寶寶”成分結(jié)論：實(shí)驗(yàn)溫度240C，滴入飽和NH。Cl8滴，F(xiàn)e與C粉總質(zhì)量39，控制研究變量，再探最佳配比為m（Fe）：m（C）=9：1[2]。用手持溫度傳感器測(cè)定m（Fe）：m（C）=9：1實(shí)驗(yàn)的最高溫度，驗(yàn)證陳良等人實(shí)驗(yàn)的結(jié)論及本節(jié)學(xué)生任務(wù)5設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的科學(xué)性。

【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】把任務(wù)2和4涉及到的定性實(shí)驗(yàn)和定量實(shí)驗(yàn)融合;完成任務(wù)3發(fā)熱物質(zhì)的探究。

【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)本項(xiàng)目的活動(dòng)開(kāi)展，學(xué)生在不斷完善自己的認(rèn)知。學(xué)生修正實(shí)驗(yàn)方案后再動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，既充分了解自制暖貼要綜合考慮原料的發(fā)熱效果、成本、穩(wěn)定性，也自主歸納出自制暖貼需要知道原料的成分和含量;獲得“如果創(chuàng)新改良暖貼，當(dāng)未知其含量配比，則需要通過(guò)多次試驗(yàn)確定最佳比例范圍”的結(jié)論。通過(guò)本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究研究的真實(shí)過(guò)程，形成實(shí)驗(yàn)探究的認(rèn)知思維模型。

三、結(jié)束語(yǔ)

利用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)從生活角度了解暖貼、從化學(xué)視角認(rèn)識(shí)暖貼、從科技發(fā)展角度創(chuàng)新暖貼。自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)驗(yàn)證探究，通過(guò)定性與定量實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，有利于培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理的意識(shí)，同時(shí)有利于學(xué)生在證實(shí)或證偽的推理與實(shí)驗(yàn)結(jié)合過(guò)程逐漸形成思辨式的思維;讓學(xué)生充分體驗(yàn)和感知，提煉出基于真實(shí)問(wèn)題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的一般方法和步驟;認(rèn)識(shí)化學(xué)變化中常伴隨能量變化、化學(xué)反應(yīng)是有條件的、可控的;感悟?qū)W科的價(jià)值——掌握化學(xué)反應(yīng)的原理，使反應(yīng)朝著有利于生產(chǎn)、生活的方向進(jìn)行（變“銹”為寶，利用鐵粉在電解質(zhì)溶液中緩慢氧化的反應(yīng)，趨利避害，創(chuàng)造出許多自熱產(chǎn)品）。通過(guò)項(xiàng)目的開(kāi)展，感知材料的創(chuàng)造和選擇是化學(xué)造福于人類的一個(gè)重要貢獻(xiàn)。

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)需要教師以服務(wù)學(xué)生的學(xué)習(xí)為目標(biāo)來(lái)選擇合適的項(xiàng)目，為學(xué)生提供一個(gè)提出問(wèn)題、查詢資料、分析應(yīng)用信息、再進(jìn)一步提出問(wèn)題的學(xué)習(xí)環(huán)境。教師在項(xiàng)目開(kāi)展中要引導(dǎo)學(xué)生提出有意義、有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題;教師和學(xué)生一起制定規(guī)劃方案，嘗試解決問(wèn)題，并對(duì)項(xiàng)目完成的有效程度進(jìn)行評(píng)價(jià)和反思，找到可以改進(jìn)和提高的地方，學(xué)生通過(guò)反思不斷修改完善項(xiàng)目?jī)?nèi)容;學(xué)生在完成每一個(gè)項(xiàng)目的時(shí)候，需要自主學(xué)習(xí)并運(yùn)用學(xué)科知識(shí)，培養(yǎng)自己的批判性思維，鍛煉合作和自我管理的能力。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是以學(xué)生的發(fā)展為本，注重思維品質(zhì)全面提升的一種有益的教學(xué)嘗試！

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國(guó)教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018：2-3

[2]陳良，趙琦.再探鋼鐵吸氧腐蝕實(shí)驗(yàn)的試劑配比[J]教學(xué)儀器與實(shí)驗(yàn)，2013（11）：34-35