新課標(biāo)魯科版高中化學(xué)必修教材的“微項目”設(shè)計研究

沙莎 楊笑 占小紅

摘要：?以魯科版高中化學(xué)必修新教材的“微項目”為研究對象，對教材的微項目活動進(jìn)行界定和特征分析，使用“四維度八標(biāo)準(zhǔn)”的分析框架，從學(xué)習(xí)目標(biāo)、項目任務(wù)、活動環(huán)境、活動過程四個維度結(jié)合關(guān)鍵知識的理解與掌握、成功素養(yǎng)等八個標(biāo)準(zhǔn)分析魯科版教材微項目的設(shè)計特點，為教材中微項目的教學(xué)應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：?高中化學(xué)必修新教材;?微項目;?項目化學(xué)習(xí);?魯科版

文章編號：?1005-6629（2021）09-0021-05

中圖分類號：?G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：?B

1??研究背景

項目化學(xué)習(xí)注重解決實際問題，美國巴克教育研究對項目化學(xué)習(xí)給出定義：?這是一種系統(tǒng)的學(xué)習(xí)組織形式，學(xué)生通過經(jīng)歷事先精心設(shè)計的項目和一連串任務(wù)，在復(fù)雜、真實和充滿問題的學(xué)習(xí)情境中持續(xù)探索和學(xué)習(xí)[1]，從而獲取需要的知識，解決項目中的問題，實現(xiàn)有意義的學(xué)習(xí)[2]。當(dāng)前國內(nèi)項目化學(xué)習(xí)介入渠道窄，除學(xué)校在課程層面規(guī)劃外，就是個別教師的自主設(shè)計，一般適用于活動課程學(xué)習(xí)，學(xué)科課堂中實際落地少。魯科版高中化學(xué)新教材（以下簡稱魯科版）的創(chuàng)新之處之一，就在于將項目化學(xué)習(xí)引入化學(xué)課程，教材每章節(jié)末尾均設(shè)計一個“微項目”，探索性發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

微項目即微型化的項目化學(xué)習(xí)活動，符合項目化學(xué)習(xí)的一般要求和特征：?強(qiáng)調(diào)真實性、跨學(xué)科性，持續(xù)時間較長，跨越空間較大，項目體驗隨機(jī)且豐富，需要多方合作等[3]。魯科版教材將微項目置于章節(jié)末尾，給學(xué)生創(chuàng)造運用章節(jié)知識解決現(xiàn)實問題的機(jī)會，體現(xiàn)以應(yīng)用本章節(jié)知識為主、適當(dāng)聯(lián)系其他學(xué)科知識的特點，兼顧課堂教學(xué)的可行性，學(xué)習(xí)情境不太復(fù)雜，因而項目周期較短，一般僅需2～3課時。本文以魯科版新教材必修第一冊、第二冊中的“微項目”活動為研究對象，探討其設(shè)計特征，為教材中該類活動的教學(xué)應(yīng)用提供參考。

2??魯科版“微項目”分析框架

微項目屬于學(xué)習(xí)活動，分析方法可參照一般學(xué)習(xí)活動的分析框架。管玨琪認(rèn)為分析學(xué)習(xí)活動有四個維度：?學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)任務(wù)、學(xué)習(xí)情境和學(xué)習(xí)行為，將該理念應(yīng)用在微項目中：?學(xué)習(xí)目標(biāo)是學(xué)習(xí)活動對學(xué)生將產(chǎn)生的影響的描述;相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)就成為“項目任務(wù)”，指對學(xué)習(xí)活動的主題描述;學(xué)習(xí)情境是微項目發(fā)生的“活動環(huán)境”，指學(xué)習(xí)活動具體的發(fā)生環(huán)境;學(xué)習(xí)行為的結(jié)構(gòu)及其序列呈現(xiàn)了學(xué)習(xí)活動的具體實施過程[4]，也就是微項目的“活動過程”。美國巴克教育研究所針對項目化學(xué)習(xí)活動提出了8大黃金標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋學(xué)生的兩個學(xué)習(xí)目標(biāo)：?對關(guān)鍵知識的理解與掌握及成功素養(yǎng);項目設(shè)計的6個核心要素：?挑戰(zhàn)性問題，持續(xù)探究，真實性，學(xué)生的選擇、反饋、評論與修改，公開展示的作品[5]。將8大標(biāo)準(zhǔn)與學(xué)習(xí)活動4個維度進(jìn)行融合，形成教材“微項目”四維度、八標(biāo)準(zhǔn)的分析框架，如表1所示。

2.1??魯科版高中化學(xué)教材“微項目”設(shè)計概況

魯科版高中化學(xué)新教材必修第一冊、第二冊每章節(jié)末均設(shè)置了微項目學(xué)習(xí)活動，共計6個，基本情況如表2所示。

2.2??學(xué)習(xí)目標(biāo)分析

2.2.1??學(xué)科學(xué)習(xí)

在組織學(xué)科關(guān)鍵知識方面，教材以2017年版高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，選取了五大主題，基于核心素養(yǎng)要求，以大概念形式提煉核心知識。必修第一冊的微項目對應(yīng)“物質(zhì)分類和氧化還原反應(yīng)”“電離和離子反應(yīng)”等核心概念，旨在培養(yǎng)學(xué)生形成“價—類”元素觀和轉(zhuǎn)化觀、發(fā)展微粒觀;必修第二冊的微項目則強(qiáng)調(diào)“元素周期律”“化學(xué)鍵”“物質(zhì)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化”等核心概念，對必修第一冊建構(gòu)的大概念進(jìn)行從單要素孤立、多要素關(guān)聯(lián)向多要素系統(tǒng)化的螺旋式發(fā)展。

在培養(yǎng)思維技能方面，教材側(cè)重于訓(xùn)練專家思考方式的特定領(lǐng)域問題研究的思路方法，反復(fù)強(qiáng)調(diào)3個重要的思維技能：?研究物質(zhì)性質(zhì)的方法程序;物質(zhì)富集、分離、提取的基本思路;化學(xué)視角解決現(xiàn)實問題（如要求從能量轉(zhuǎn)化、反應(yīng)條件等化學(xué)學(xué)科視角來著手分析“安全氣囊”和“釀造米酒”）。

2.2.2??成功素養(yǎng)

教材合理安排了決策類和設(shè)計類兩種項目活動，決策類活動主要通過科學(xué)論證過程培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，活動也涉及信息的獲取、分析與利用，可以促進(jìn)學(xué)生運用新型信息媒體的技能，這類活動有論證重污染天氣汽車限行的合理性等。設(shè)計類活動給學(xué)生提供一定的創(chuàng)新空間，如“設(shè)計安全氣囊的氣體發(fā)生劑”就要求學(xué)生自主設(shè)計配方。項目活動還注重對社會性技能的培養(yǎng)，如通過設(shè)計小組討論環(huán)節(jié)來鍛煉學(xué)生與他人溝通的能力，展示項目成果有助于強(qiáng)化學(xué)生的自我表達(dá)能力，調(diào)查與收集信息也有利于規(guī)范學(xué)生的社會化活動等。

2.3??項目任務(wù)分析

2.3.1??任務(wù)意義

真實的任務(wù)離不開現(xiàn)實生活，成果能真實應(yīng)用才具實際價值。微項目的任務(wù)來源兼顧學(xué)生的日常生活與社會重要主題這兩個方面。具體來看，六個項目中來源于日常生活的有3個（制作膨松劑、科學(xué)使用含氯消毒劑、自制米酒），來源于工業(yè)生產(chǎn)的有2個（海帶提碘與海水提溴、研究車用燃料和安全氣囊），來源于社會性科學(xué)議題的有1個（論證汽車限行的合理性）。

至于項目成果的現(xiàn)實應(yīng)用情況，能完成實際作品的有4個，包括膨松劑、含氯消毒劑使用手冊、“汽車限行議題”論證報告以及自制米酒;而提碘與提溴方案、安全氣囊氣體發(fā)生劑項目成果以生產(chǎn)流程或原理的形式呈現(xiàn)，但無法產(chǎn)生有應(yīng)用價值的項目成果。

2.3.2??任務(wù)設(shè)計

項目任務(wù)涉及的問題，其劣構(gòu)性包括三種情況：?（1）任務(wù)的目標(biāo)不明確，且沒有足夠的信息解決問題;（2）任務(wù)的解決方法不唯一;（3）解決結(jié)果具有開放性，需要對意義建構(gòu)的結(jié)果進(jìn)行反復(fù)的協(xié)商、檢驗、證偽，使其具有客觀性[6]。六個微項目的劣構(gòu)性分析如表3。

由分析結(jié)果可見，僅有一個項目屬于問題不明（要求學(xué)生自己從社會新聞中選擇一個探究問題），另有一個項目是方法不明（要求學(xué)生自主合作研討釀制米酒的方案），其他任務(wù)都是讓學(xué)生運用所學(xué)的思路方法和知識經(jīng)驗進(jìn)行方案設(shè)計，如設(shè)計膨松劑等。

對于完成項目需要學(xué)生運用輔助性的跨學(xué)科知識時，教材通過設(shè)置“資料卡片”“化學(xué)與技術(shù)”“拓展視野”三種欄目為學(xué)生提供支持，如表4所示。

從數(shù)量上看，6個微項目中只有3個涉及跨學(xué)科知識，涉及兩門學(xué)科的有2個，涉及一門學(xué)科的有1個，涉及學(xué)科門數(shù)偏少，合計僅3門：?生物、技術(shù)和歷史?？梢娢㈨椖康脑O(shè)計努力融入跨學(xué)科知識，但涉及的學(xué)科目前主要局限在生物與技術(shù)學(xué)科。教材嘗試在微項目中將科學(xué)與人文進(jìn)行融合，如在資料卡片中介紹中國傳統(tǒng)釀造工藝，但跨學(xué)科知識仍只作拓展之用，并非解決問題所“必需”。

2.4??活動環(huán)境分析

活動環(huán)境主要有學(xué)校、家庭及社區(qū)，見表5。從數(shù)量上看，涉及教室的微項目有5個，涉及家庭的有4個，涉及社區(qū)的有1個。教室是開展活動的主要場地，用作方案設(shè)計、論證、進(jìn)行實驗，家庭廚房用于蒸饅頭、釀米酒等一般操作活動，社區(qū)作為學(xué)生調(diào)研和收集信息的場所?？梢?，魯科版的微項目在探索空間的開放性上，主要將目光放在家庭環(huán)境，同時積極探索社區(qū)的活動功能。但項目作品的“公開”范圍尚有局限，主要在班級內(nèi)部，僅“含氯消毒劑”項目要求學(xué)生向家人、朋友宣講和解讀自己的含氯消毒劑使用手冊。

2.5??活動過程分析

2.5.1??活動結(jié)構(gòu)

在各項目的內(nèi)部活動方面，合理安排了三種關(guān)聯(lián)關(guān)系：?鋪墊、序列及并列。有鋪墊關(guān)系的有3個項目，鋪墊關(guān)系是指項目中對原理先進(jìn)行探究后運用方法，如探秘膨松劑項目就要求先探究碳酸氫鈉作膨松劑的作用原理，后設(shè)計并使用新型復(fù)合膨松劑。具有序列關(guān)系的有1個項目，序列是將一個連續(xù)完整的過程分為多個串行活動，如論證汽車限行合理性項目就將科學(xué)論證過程分為三個活動。具有并列關(guān)系的有2個項目，并列指同一主題下包含多個獨立活動，如海帶提碘與海水提溴，讓學(xué)生在相似的情境中進(jìn)行知識的遷移應(yīng)用。但這三種微項目活動結(jié)構(gòu)的設(shè)計中都沒有在提出新問題并解決新問題方面有過多展開。

2.5.2??活動形式

微項目的活動過程展開大致可分為七種形式：?調(diào)查研究、資料閱讀、個人思考、小組討論、實驗方案設(shè)計與實施、方案設(shè)計、交流展示。將各微項目涉及的活動形式進(jìn)行分類統(tǒng)計，結(jié)果見表6。

由表6可知，最常用的活動形式是個人思考和交流展示，各計有6次;其次是小組討論和方案設(shè)計為5次;再是實驗方案設(shè)計與實施為4次。各種活動形式中，實驗方案設(shè)計與實施、方案設(shè)計給予學(xué)生創(chuàng)新的自由;小組討論和交流展示使學(xué)生傾聽同伴的意見，對自己的觀點和方案進(jìn)行反思。微項目活動兼顧個人思維活動、小組合作探究、班級展示交流三個方面，能調(diào)動學(xué)生的自主性和積極性，發(fā)展學(xué)生解決問題過程中的反思能力和合作能力。

3??研究結(jié)論

通過對魯科版高中化學(xué)必修教材微項目活動設(shè)計的全面分析，對其設(shè)計特點總結(jié)如下。

3.1??學(xué)習(xí)目標(biāo)兼顧理解運用學(xué)科核心概念及培育成功素養(yǎng)

微項目要點在于掌握學(xué)科概念原理性核心知識并注重實踐運用，重視

批判性思維、創(chuàng)造性思維等高階

思維技能的培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)特定研究領(lǐng)域問題解決思路方法的使用、從學(xué)科視角出發(fā)看待與解決問題。同時發(fā)展學(xué)生的社會交往技能，以及在復(fù)雜社會環(huán)境下獲得信息、分析信息與利用信息作出決策的能力。

3.2??項目任務(wù)融合現(xiàn)實意義與跨學(xué)科知識的形式有效性尚存不足

項目任務(wù)的情境來源都與現(xiàn)實的生活或生產(chǎn)有關(guān)，一般而言，只有源于日常生活情境的任務(wù)能產(chǎn)生真實的項目成果，而來源于工業(yè)生產(chǎn)情境的兩項任務(wù)，學(xué)生可以設(shè)計方案，再論證經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等相關(guān)問題，但無法通過相應(yīng)的技術(shù)手段來實踐自己的方案。

任務(wù)難點在于問題的劣構(gòu)性，體現(xiàn)在微項目設(shè)計上就是結(jié)果的開放性，在學(xué)生已擁有方法思路、知識及經(jīng)驗來設(shè)計作品的創(chuàng)新空間情況下，學(xué)生實際無需拓展性知識就能較好地解決問題，強(qiáng)行融入跨學(xué)科知識會略顯機(jī)械生硬。

3.3??活動環(huán)境空間有所延展但仍有局限

活動目前大都安排在教室中進(jìn)行，項目作品的展示與交流也同樣如此。盡管簡便性是微項目課堂落實的關(guān)鍵，但項目作品要產(chǎn)生現(xiàn)實意義就需要讓真正使用、了解它的人參與交流與評價，評價主體過于局限并不利于充分發(fā)揮項目化學(xué)習(xí)的積極意義。

3.4??活動過程關(guān)注學(xué)生自主性與反思性，但探究的持續(xù)深入性不足

設(shè)計活動過程重視學(xué)生的自主性與反思性，給予學(xué)生實驗探究、設(shè)計方案的自由，在項目過程中也鼓勵學(xué)生組織小組討論，進(jìn)一步完善各自的觀點，項目結(jié)束后注重學(xué)生的個人反思總結(jié)和班級內(nèi)部的交流展示。但受到課時限制，導(dǎo)致項目實踐周期有限，項目內(nèi)部活動只能浮光掠影，缺乏深入性，另外，只有“自制米酒”項目將釀酒過程延長到課后，讓學(xué)生能持續(xù)深入進(jìn)行觀察記錄與探究。

4??研究啟示與建議

4.1??學(xué)習(xí)目標(biāo)要將鞏固關(guān)鍵知識和基礎(chǔ)技能與確立知識運用的價值立場并重

關(guān)注知識運用的價值立場就要求學(xué)生注重將知識與自己的生活、社會情境和人的發(fā)展統(tǒng)一起來，不再將知識看作冰冷的客體。學(xué)生認(rèn)為知識能“為我所用”，就會對知識產(chǎn)生濃厚興趣、渴望運用知識，這也是深度學(xué)習(xí)發(fā)生的重要條件[7]。如在探秘膨松劑項目中，學(xué)習(xí)目標(biāo)是掌握“探究物質(zhì)性質(zhì)的方法程序”，這是客觀知識，可以進(jìn)一步要求學(xué)生說明自己設(shè)計的膨松劑的使用注意事項，讓學(xué)生思考自己的設(shè)計在實際使用中可能產(chǎn)生的問題，綜合思考所設(shè)計作品對他人和社會產(chǎn)生的潛在影響及應(yīng)對措施。

4.2??融入跨學(xué)科知識應(yīng)注重解決問題的必要性與手法的藝術(shù)性

解決跨學(xué)科知識的有機(jī)融入問題，可參考Nashon教授對STEM課程的認(rèn)識：“關(guān)注不同學(xué)科知識間的互相影響，一門學(xué)科知識的發(fā)明如何影響到另外的學(xué)科，一門學(xué)科的發(fā)展如何建立在其他學(xué)科的原理進(jìn)步之上。[8]”因此，微項目以學(xué)科知識為中心的同時，應(yīng)考慮輔助性學(xué)科知識在完成項目過程中的獨特價值和它們與化學(xué)學(xué)科知識不可分割的聯(lián)系，即輔助性學(xué)科知識與本學(xué)科知識之間的干預(yù)性與滲透性，同時要加強(qiáng)知識融入的巧妙性和自然性。

4.3??提升活動的真實性要探索和進(jìn)一步開放可利用資源

活動要做實事、見真人，在考慮活動的參與人員時，為使項目更真實，除了學(xué)生與教師外，還應(yīng)納入真實社會中與該項目作品密切相關(guān)的人，比如真實的開發(fā)人員、專家等?；顒釉O(shè)計可由學(xué)生與實際從業(yè)人員進(jìn)行合作，傾聽專家的反饋意見。這不僅可以賦予項目真實的意義，也有助于促進(jìn)學(xué)生反思優(yōu)化，調(diào)動學(xué)生的積極性。

4.4??加強(qiáng)活動設(shè)計的課后留白推動持續(xù)探究

項目活動激發(fā)學(xué)生持續(xù)探究的欲望很重要，因此活動設(shè)計需要環(huán)環(huán)相扣：?不斷衍生新問題，促使學(xué)生不斷解決新問題。在這個“發(fā)現(xiàn)—探索—解決”問題的循環(huán)往復(fù)的過程中，學(xué)生逐漸深化對知識的理解，感受到探究的快樂。除此之外，活動設(shè)計還應(yīng)當(dāng)注重激發(fā)學(xué)生課后探究的好奇心，促使學(xué)生思索感興趣并具備課后探究可行性的新問題。

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