項(xiàng)目化學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生素養(yǎng)的研究

金麗霞

【摘要】本文旨在對(duì)有化學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)的九年級(jí)學(xué)生和沒(méi)有化學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)的八年級(jí)學(xué)生，通過(guò)“海水中提取食鹽”和“柑橘類濕垃圾提取精油”來(lái)研究基于趣味實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生素養(yǎng)養(yǎng)成的作用。

【關(guān)鍵詞】趣味實(shí)驗(yàn)??? 項(xiàng)目化??? 學(xué)習(xí)素養(yǎng)

【中圖分類號(hào)】G633.8??? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A??? 【文章編號(hào)】2095-3089（2021）44-0115-02

一、基于趣味實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)與實(shí)施

（一）驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題

在九年級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，粗鹽提純實(shí)驗(yàn)得到學(xué)生的青睞，實(shí)驗(yàn)完成后很多學(xué)生拿著提純出來(lái)的粗鹽詢問(wèn)老師，這份食鹽是否可以食用?；趯W(xué)生的興趣點(diǎn)和好奇點(diǎn)，學(xué)生的生活的環(huán)境上海又是海邊城市，于是筆者引導(dǎo)學(xué)生試一試自己動(dòng)手“海水中提取食鹽”。筆者采集來(lái)奉賢碧海金沙海灘邊的海水，分給通過(guò)自由報(bào)名和自由組隊(duì)的5組同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。

在八年級(jí)的探究性課題中，學(xué)生感受到垃圾分類很重要，而濕垃圾一直是很難解決的一個(gè)問(wèn)題，于是學(xué)生想到是否可以變廢為寶。同時(shí)，學(xué)校的廁所經(jīng)常會(huì)買一些香薰進(jìn)行除臭，那么如果可以把濕垃圾變成香水那就一舉兩得了。于是，經(jīng)過(guò)深思熟慮和反復(fù)研究后，學(xué)生選擇了“柑橘類濕垃圾提取精油”為主題的實(shí)驗(yàn)研究。

兩個(gè)基于趣味實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題完全不同，一個(gè)是基于九年級(jí)化學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步的深入研究，另一個(gè)是基于社會(huì)熱點(diǎn)和生活實(shí)用性角度選取的研究目標(biāo)。前者有教師的引導(dǎo)，后者完全由學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)。從驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題的本身看，前者對(duì)于九年級(jí)學(xué)生更具有可操作性，而后者對(duì)于毫無(wú)化學(xué)基礎(chǔ)的八年級(jí)學(xué)生更有挑戰(zhàn)性或者不可完成的可能性。

（二）核心知識(shí)

“海水中提取食鹽”分為兩個(gè)部分，一部分是初中所學(xué)習(xí)的過(guò)濾、蒸發(fā)、結(jié)晶的過(guò)程;另一個(gè)部分是高中的粗鹽的精制，通過(guò)滴加不同過(guò)量的試劑來(lái)除去溶液中的雜質(zhì)離子。核心知識(shí)有已學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)和超越現(xiàn)有知識(shí)的內(nèi)容，需要學(xué)生去發(fā)現(xiàn)和理解。

“柑橘類濕垃圾提取精油”需要有機(jī)物的概念、有機(jī)物分離的方法、離心機(jī)的使用等等完全超越八年級(jí)學(xué)生知識(shí)范圍體系的內(nèi)容。

對(duì)于核心知識(shí)，九年級(jí)的“海水中提取食鹽”由于項(xiàng)目的出發(fā)是從課本中的實(shí)驗(yàn)引申出來(lái)，所以它的核心知識(shí)更接近于最近學(xué)習(xí)的內(nèi)容，更接近于相近學(xué)段的知識(shí)。需要解決的細(xì)節(jié)性問(wèn)題是結(jié)構(gòu)化的，與學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)無(wú)縫銜接，有利于習(xí)得完整的學(xué)科結(jié)構(gòu)。而八年級(jí)的“柑橘類濕垃圾提取精油”由于直接來(lái)自于社會(huì)熱點(diǎn)和生活實(shí)際所以知識(shí)的要求會(huì)不受學(xué)段的框架，而更傾向于能被實(shí)際應(yīng)用的高端知識(shí)。所以知識(shí)上沒(méi)有銜接性，也就不會(huì)受到限制。

（三）促進(jìn)問(wèn)題解決的認(rèn)知策略

根據(jù)馬扎諾（2015）的學(xué)習(xí)維度框架，高階認(rèn)識(shí)策略有問(wèn)題解決、創(chuàng)見(jiàn)、決策、實(shí)驗(yàn)、調(diào)研、系統(tǒng)分析六個(gè)方面。“海水中提取食鹽”和“柑橘類濕垃圾提取精油”都經(jīng)歷了問(wèn)題解決、決策、實(shí)驗(yàn)、調(diào)研、系統(tǒng)分析。而“柑橘類濕垃圾提取精油”更能符合“新且適用”的創(chuàng)見(jiàn)水平的標(biāo)準(zhǔn)，“海水中提取食鹽”并不能很好地體現(xiàn)“創(chuàng)見(jiàn)”。

（四）學(xué)習(xí)實(shí)踐和全程評(píng)價(jià)

九年級(jí)“海水中提取食鹽”，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前教師首先對(duì)5個(gè)小組成員進(jìn)行了紙筆測(cè)試，采用了2020年上海某區(qū)二模卷49題海水曬鹽的題目，測(cè)試結(jié)果：共23人，正確率100%為0人;90%～99%為3人;80%～89%為7人;70%～79%為8人;60%～69%為3人;50%～59%為2人。由此可見(jiàn)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前對(duì)于去除粗鹽中的可溶性雜質(zhì)了解的并不深入，對(duì)藥品為何過(guò)量，藥品投入的順序問(wèn)題，并不是很清晰。其次，在海水提取粗鹽板塊設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)記錄表格，在粗鹽精制板塊設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)記錄表格，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，進(jìn)行了全程評(píng)價(jià)。

八年級(jí)“柑橘類濕垃圾中提取精油”的實(shí)驗(yàn)中，由于學(xué)生只是在科學(xué)課上學(xué)習(xí)了一部分零散的化學(xué)知識(shí)，所以實(shí)驗(yàn)前教師無(wú)法對(duì)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)的化學(xué)知識(shí)的測(cè)試。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中提醒學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的記錄，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查對(duì)香水進(jìn)行了評(píng)價(jià)，最后記錄全程評(píng)價(jià)表。

（五）公開(kāi)成果

九年級(jí)的“海水中提取食鹽”原本以為會(huì)很順利地得出精制的食鹽，但是在最后一次小組匯報(bào)的時(shí)候卻發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了很多的意外，比如：第二次蒸發(fā)時(shí)溶液變成了黃色而不是無(wú)色，得到的食鹽晶體會(huì)隨著濕度和溫度的不同而發(fā)生變色。過(guò)濾時(shí)發(fā)現(xiàn)濾液還是渾濁的，得到的濾渣具有滑膩感，有的同學(xué)還發(fā)現(xiàn)過(guò)濾完的濾液表面有彩色薄膜。這些所有出現(xiàn)的超出書本知識(shí)范疇的現(xiàn)象，都引發(fā)學(xué)生進(jìn)一步的思考、檢索論文和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在匯報(bào)的過(guò)程中，由于每一個(gè)組的匯報(bào)成員的自信展現(xiàn)、表達(dá)能力、研究深入程度，以及組員研究后感悟的分享都對(duì)互相之間產(chǎn)生觸動(dòng)，從他人的方案中吸收超越的知識(shí)，從實(shí)驗(yàn)中規(guī)范自己的操作，在體驗(yàn)中也感悟由定性到定量的重要性，以及理論和實(shí)際之間的橋梁。這個(gè)交流雖然并沒(méi)有“創(chuàng)見(jiàn)”，但是大家對(duì)粗鹽精制有了更深刻的認(rèn)識(shí)，也對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)誤差有了更正確的態(tài)度。

八年級(jí)的“柑橘類濕垃圾提取精油”的實(shí)驗(yàn)最后是用產(chǎn)品的展示和問(wèn)卷調(diào)查，以及老師面前的答辯來(lái)完成公開(kāi)成果的。產(chǎn)品的展示也收到了很多同學(xué)的寶貴意見(jiàn)，比如有的同學(xué)覺(jué)得橙子香味可以濃一點(diǎn)，酒精的比例可以降低一點(diǎn)。而有的同學(xué)建議嘗試更多的精油品種，比如花卉類。

二、項(xiàng)目化學(xué)習(xí)實(shí)踐感悟

（一）驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題的選擇

通過(guò)2個(gè)趣味實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目化實(shí)踐，無(wú)論是在課本體系內(nèi)的知識(shí)點(diǎn)所引發(fā)的趣味實(shí)驗(yàn)還是脫離課本體系知識(shí)點(diǎn)的趣味實(shí)驗(yàn)都可以被學(xué)生最終完成，所以只要是學(xué)生感興趣的問(wèn)題都可以作為驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題，但是實(shí)驗(yàn)比理論的研究更能保持可持續(xù)研究的動(dòng)力，知識(shí)層面并不受限制。學(xué)生對(duì)事物感到好奇，往往是創(chuàng)造性思維迸發(fā)的時(shí)候。所以，驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題只有1個(gè)前提條件就是“好奇和興趣”。

（二）核心知識(shí)的獲得

對(duì)于課本知識(shí)體系內(nèi)的趣味實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目化研究，更能讓學(xué)生將過(guò)往的經(jīng)驗(yàn)和新的學(xué)習(xí)內(nèi)容建立連接，有利于建構(gòu)完整的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，形成解決問(wèn)題的個(gè)體性策略和知識(shí)分析框架。九年級(jí)“海水中提取食鹽”在初中粗鹽提純的基礎(chǔ)上，深入理解粗鹽的精制，體會(huì)碳酸鈉、氫氧化鈉、氯化鋇、鹽酸加入試劑的順序和用量，自然過(guò)渡到高中的學(xué)習(xí)內(nèi)容。通過(guò)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)各種千奇百怪的現(xiàn)象，學(xué)會(huì)了實(shí)驗(yàn)需要從定性走向定量，查找參考資料必須進(jìn)入各種數(shù)據(jù)庫(kù)，網(wǎng)絡(luò)上的信息是需要刷選的。

對(duì)于課本知識(shí)體系外的趣味實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目化研究，就無(wú)法達(dá)到建構(gòu)知識(shí)分析框架的作用，就像八年級(jí)的“柑橘類濕垃圾提取精油”，雖然經(jīng)過(guò)項(xiàng)目化研究學(xué)生學(xué)習(xí)到了很多化學(xué)的用語(yǔ)和化學(xué)試劑的作用，但是對(duì)于精油這種有機(jī)物本身的分子結(jié)構(gòu)、香味原理，以及柑橘類適合壓榨法而鮮花類適合蒸儲(chǔ)法并不是很理解，所以他們只能知道用何種方法而不能直接跨越到大學(xué)階段的知識(shí)體系。

由此可見(jiàn)，相鄰學(xué)段的趣味實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)能起到學(xué)習(xí)內(nèi)容的建立連接，而不相鄰學(xué)段的趣味實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)無(wú)法達(dá)到知識(shí)的真正銜接。

（三）促進(jìn)問(wèn)題解決的認(rèn)知策略的不同結(jié)果

九年級(jí)的學(xué)生由于有一定的知識(shí)基礎(chǔ)和年齡、自身能力的提升，所以碰到問(wèn)題的時(shí)候他們比較多地選擇自己先研究、小組討論、查閱資料、再實(shí)驗(yàn)，實(shí)在解決不了的時(shí)候才會(huì)尋求老師的幫助，所以他們對(duì)一些奇特現(xiàn)象的理解會(huì)更深入，體會(huì)更深刻。同時(shí)，由于他們膽子更大一點(diǎn)，所以做實(shí)驗(yàn)更放的開(kāi)，試錯(cuò)的勇氣更大，在錯(cuò)誤面前更坦然。有的同學(xué)為了研究新產(chǎn)生的氯化鈉對(duì)海水中原來(lái)氯化鈉的提純比例的影響，甚至還加了一整瓶試劑來(lái)體驗(yàn)，體會(huì)完之后不忘在匯報(bào)分享時(shí)提醒大家要節(jié)約試劑。

八年級(jí)的學(xué)生由于知識(shí)基礎(chǔ)的欠缺和年齡、自身能力的相對(duì)較弱，所以整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程會(huì)按部就班，不敢隨意嘗試和添加試劑，導(dǎo)致雖然結(jié)果產(chǎn)生了，但是體會(huì)并不是很深刻。所以，基于學(xué)段體系內(nèi)的知識(shí)的趣味實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目化研究更能讓學(xué)生自然發(fā)揮和深入研究，實(shí)驗(yàn)后的收獲和感悟也能更深刻，項(xiàng)目化學(xué)習(xí)更有效。

（四）全程評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)是一個(gè)非常復(fù)雜的體系，對(duì)于它的設(shè)置可以從核心知識(shí)、學(xué)習(xí)時(shí)間、學(xué)習(xí)過(guò)程中的成果、最終學(xué)習(xí)成果，或探究性實(shí)踐評(píng)價(jià)、社會(huì)性實(shí)踐評(píng)價(jià)、審美性實(shí)踐評(píng)價(jià)、調(diào)控性實(shí)踐評(píng)價(jià)、技術(shù)性實(shí)踐評(píng)價(jià)等。本次的兩個(gè)項(xiàng)目從核心知識(shí)和學(xué)習(xí)實(shí)踐評(píng)價(jià)兩方面入手，感覺(jué)還是有點(diǎn)粗糙。在評(píng)價(jià)表中最后一行筆者加入了“自我評(píng)價(jià)”，試圖通過(guò)以學(xué)習(xí)者為中心的質(zhì)性評(píng)價(jià)，來(lái)促進(jìn)學(xué)習(xí)者進(jìn)行自身的反思能力的培養(yǎng)，對(duì)自己在趣味實(shí)驗(yàn)中的成長(zhǎng)和待改進(jìn)的地方進(jìn)行深入思考，以便在以后的研究中能夠有所借鑒，提升自學(xué)意識(shí)和能力。

（五）公開(kāi)成果

公開(kāi)成果的方式，九年級(jí)采用了小組分享討論式，而八年級(jí)采用了問(wèn)卷和答辯式。兩種方式對(duì)學(xué)生的影響不同，九年級(jí)在分享成果和組員分享感受的過(guò)程中，其他組都在認(rèn)真地傾聽(tīng)并進(jìn)行了一定的提問(wèn)?；ハ嘀g體會(huì)了實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)和其他組員科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)性，同時(shí)收獲了研究的方式，更感受團(tuán)隊(duì)合作的重要性，成員間也通過(guò)比較自身和同伴的學(xué)習(xí)成果，促進(jìn)了思維方式和學(xué)習(xí)行為的二次調(diào)節(jié)，收獲的不僅是知識(shí)，還有能力和視野的開(kāi)拓。而八年級(jí)的問(wèn)卷和答辯式缺少了面對(duì)面交流的心靈觸動(dòng)，問(wèn)卷缺少互動(dòng)，答辯在權(quán)威的影響下只有完成任務(wù)的急迫感，缺乏細(xì)嚼慢咽的科學(xué)精神的體會(huì)機(jī)會(huì)。

通過(guò)以上兩種趣味實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目化研究，我們發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題的選取不受知識(shí)體系的限制都可以被完成，但是在核心知識(shí)的獲得和認(rèn)知策略的選擇上，知識(shí)體系越是接近的驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題更能獲得發(fā)展和深入，在評(píng)價(jià)中希望不僅是外界的評(píng)價(jià)也需要注重學(xué)習(xí)主體的自我評(píng)價(jià)，這樣更能觸動(dòng)內(nèi)心的感受，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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