高中化學(xué)項(xiàng)目化教學(xué)案例及反思

鄭妙齡

（福建省德化第一中學(xué)，福建泉州 362500）

引 言

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）提出的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括宏觀辨識(shí)與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任五個(gè)方面。這五個(gè)方面相輔相成，揭示了化學(xué)學(xué)習(xí)更核心、更高層面的價(jià)值，也對(duì)高中化學(xué)教學(xué)提出了新的挑戰(zhàn)。項(xiàng)目化教學(xué)以創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境為載體，以解決實(shí)際問題為學(xué)習(xí)任務(wù)，以化學(xué)學(xué)科知識(shí)為解決問題的工具。本文以《課程標(biāo)準(zhǔn)》為指導(dǎo)，探討了高中化學(xué)項(xiàng)目化教學(xué)案例及教學(xué)反思，旨在分析項(xiàng)目化教學(xué)對(duì)發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的重要意義。

一、項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的重要意義

項(xiàng)目化學(xué)習(xí)對(duì)高中生核心素養(yǎng)發(fā)展的價(jià)值體現(xiàn)在“立德樹人、服務(wù)選才和引導(dǎo)教學(xué)”方面?；瘜W(xué)科學(xué)研究的本質(zhì)包括“研究什么”“怎么研究”和“為什么研究”，對(duì)應(yīng)化學(xué)教學(xué)的“學(xué)什么”“怎么學(xué)”和“為什么學(xué)”。這要求教師遵循學(xué)科邏輯，以學(xué)科專業(yè)語言及符號(hào)創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)探索情境，如日常生活中的食物營養(yǎng)、合成藥物、能量轉(zhuǎn)化、自然資源利用等，對(duì)培養(yǎng)高中生的“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“科學(xué)精神和社會(huì)責(zé)任”“創(chuàng)新意識(shí)和探究意識(shí)”等多方面的核心素養(yǎng)有重要作用[1]。

二、基于項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)思路

從社會(huì)熱點(diǎn)問題、學(xué)術(shù)前沿問題、工業(yè)生產(chǎn)問題、生活實(shí)踐問題中挖掘與高中化學(xué)教學(xué)相契合的信息是進(jìn)行項(xiàng)目化教學(xué)的前提。教師應(yīng)以《國務(wù)院辦公廳關(guān)于新時(shí)代推進(jìn)普通高中育人方式改革的指導(dǎo)意見》文件精神為依據(jù)，以《課程標(biāo)準(zhǔn)》為指導(dǎo)，明確具體教學(xué)的核心概念、單元任務(wù)及課時(shí)任務(wù)，并以此拆解具體的熱點(diǎn)項(xiàng)目，找到熱點(diǎn)與教學(xué)內(nèi)容的契合點(diǎn)，設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)。在此過程中，教師應(yīng)注重真實(shí)情境、復(fù)雜問題、超越學(xué)科、專業(yè)設(shè)計(jì)、合作完成、成果導(dǎo)向以及評(píng)價(jià)跟進(jìn)。教師也要在項(xiàng)目化學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)中，通過層層遞進(jìn)的學(xué)習(xí)任務(wù)引導(dǎo)學(xué)生開展探究活動(dòng)，讓學(xué)生在情境的引導(dǎo)下，像化學(xué)學(xué)者一樣對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行思考，讓學(xué)生領(lǐng)略宏觀世界和微觀世界，感受化學(xué)學(xué)科的美，激發(fā)高中生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣。

三、項(xiàng)目化教學(xué)的實(shí)施案例

（一）中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化與元素周期律的融合——砷資源的處理及利用

化學(xué)史教育對(duì)培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)能力、啟迪學(xué)生學(xué)科思維及提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)有非常重要的促進(jìn)作用。世界上最早的關(guān)于砷煉制的記錄是中國晉代煉丹術(shù)士葛洪的《抱樸子·仙藥篇》，比德國的馬格耐斯制得砷早了大概900年。唐代孫思邈的《千金藥方》、宋代的《開寶本草》、明代的《天工開物》都講述了砷的化合物在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。這些都體現(xiàn)了中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化。教師可以將這些內(nèi)容與元素周期律相融合，依據(jù)“價(jià)—類”二維、物質(zhì)轉(zhuǎn)化、綠色化學(xué)等化學(xué)核心概念，討論砷及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系，并設(shè)計(jì)砷元素的定量檢測方案，關(guān)注砷資源的回收利用。這樣一來，項(xiàng)目化學(xué)習(xí)任務(wù)從理論分析到實(shí)際應(yīng)用、從定性到定量的學(xué)科思維，有效培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任感。

項(xiàng)目拆解：（1）利用“價(jià)—類”二維制備并提純砷；（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)定量檢測砷；（3）砷的回收和再利用。

化學(xué)史既是認(rèn)識(shí)史，也是方法史，是學(xué)生了解化學(xué)學(xué)科發(fā)展規(guī)律、學(xué)科思想進(jìn)化過程的重要依據(jù)。在項(xiàng)目化教學(xué)過程中，借由以上三個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生在解決問題時(shí)，就能自覺把物質(zhì)分類、氧化還原原理、物質(zhì)轉(zhuǎn)化、定量分析方法、分離提純等學(xué)科知識(shí)作為工具。這樣的教學(xué)模式能讓學(xué)生帶著目的主動(dòng)學(xué)習(xí)知識(shí)、技能，提高學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

（二）運(yùn)用物質(zhì)轉(zhuǎn)化與能量變化的核心認(rèn)知來解決人類未來的發(fā)展問題——人工光合固碳

教師可以借用“移民火星計(jì)劃”這一話題，引導(dǎo)學(xué)生思考如何利用學(xué)科智慧，解決人類在火星生存的難題。這樣，教師通過學(xué)生熟知的光合作用能高效轉(zhuǎn)換太陽能的特點(diǎn)啟發(fā)學(xué)生，讓學(xué)生思考大氣中的CO2等是否可以直接轉(zhuǎn)化為化學(xué)能來儲(chǔ)存，以此變?yōu)榭稍偕Y源，并通過數(shù)據(jù)及實(shí)證讓學(xué)生體會(huì)人工光合固碳的價(jià)值所在。

人工光合固碳可能涉及的化學(xué)問題可以進(jìn)行項(xiàng)目拆解：（1）人工光合固碳的途徑及可行性理論分析；（2）采用什么手段實(shí)現(xiàn)人工光合固碳；（3）如何高效地實(shí)現(xiàn)人工光合固碳。

項(xiàng)目化教學(xué)內(nèi)容包含物質(zhì)轉(zhuǎn)化、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向、電化學(xué)原理、化學(xué)熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)的學(xué)科知識(shí)及學(xué)科思維培養(yǎng)。項(xiàng)目化教學(xué)中，學(xué)生能夠主動(dòng)參與，獲得深度學(xué)習(xí)的動(dòng)力。在人工光合固碳裝置的優(yōu)化上，學(xué)生基于熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)知識(shí)及現(xiàn)實(shí)成本的考量，在選擇催化劑時(shí)，會(huì)主動(dòng)查閱大量文獻(xiàn)，尋找更多可能性。這是傳統(tǒng)教學(xué)模式難以獲得的效果。在這樣的教學(xué)中，學(xué)生用學(xué)科核心知識(shí)和概念，嘗試解決學(xué)科核心問題，感受到“化學(xué)讓世界更美好”并非一句空喊的口號(hào)。在進(jìn)行項(xiàng)目拆解的過程中，學(xué)生的變化守恒、模型認(rèn)知等學(xué)科核心素養(yǎng)得到了培養(yǎng)；在解決問題的過程中，學(xué)生的責(zé)任感和學(xué)習(xí)興趣得到了提高。

（三）運(yùn)用定量分析思想解決生活中的實(shí)際問題——水體污染的解決方案探究

水體污染是切實(shí)發(fā)生在學(xué)生身邊的問題。利用化學(xué)手段探究水體污染的解決方案，在鞏固所學(xué)元素化合物知識(shí)的同時(shí)，也提升了學(xué)生科學(xué)探究的意識(shí)。水體受到污染時(shí)，會(huì)因?yàn)槿芙庋醯暮拷档投鴮?dǎo)致各種細(xì)菌繁殖。而重金屬對(duì)人和動(dòng)物的危害性強(qiáng)，對(duì)水資源的污染大。因此，水體污染解決方案的項(xiàng)目可以拆解為：（1）水中溶解氧含量的測定；（2）水中重金屬離子的去除。

在具體的項(xiàng)目化教學(xué)中，水中溶解氧含量的測定任務(wù)需要學(xué)生具備水樣預(yù)處理、實(shí)驗(yàn)干擾排除及實(shí)驗(yàn)誤差分析的能力。教師可以引導(dǎo)學(xué)生分別運(yùn)用碘量法和儀器法完成該項(xiàng)任務(wù)。對(duì)水中重金屬離子的去除，教師可以引導(dǎo)學(xué)生以Cr(VI)轉(zhuǎn)化為例，探究工業(yè)方案及電化學(xué)途徑的解決方案。

在項(xiàng)目化推進(jìn)中，學(xué)生不斷遇到新問題，解決新問題，對(duì)新知識(shí)、新方法、新技術(shù)的渴望更強(qiáng)烈。

四、項(xiàng)目化教學(xué)案例反思

第一，項(xiàng)目化教學(xué)注重真實(shí)情境、復(fù)雜問題、超越學(xué)科、專業(yè)設(shè)計(jì)、合作完成、成果導(dǎo)向以及評(píng)價(jià)跟進(jìn)。在以上案例中，情境創(chuàng)設(shè)、任務(wù)分解、項(xiàng)目設(shè)計(jì)在教師的主體把控和引領(lǐng)下，基本能達(dá)到預(yù)期效果，而成果導(dǎo)向及評(píng)價(jià)是實(shí)踐過程中的薄弱環(huán)節(jié)。這主要是因?yàn)閷W(xué)生受傳統(tǒng)教育思想的影響，在完成合作后，便覺得學(xué)習(xí)結(jié)束了。因而，在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，很多學(xué)生未能養(yǎng)成總結(jié)和反思的良好習(xí)慣。對(duì)此，教師應(yīng)在后續(xù)教學(xué)中不斷引導(dǎo)學(xué)生，使學(xué)生養(yǎng)成及時(shí)反思的好習(xí)慣。

第二，項(xiàng)目化教學(xué)對(duì)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)是有要求的。教師可以根據(jù)學(xué)生的情況，在學(xué)生積累了一定的知識(shí)和技能后，進(jìn)行微項(xiàng)目化教學(xué)嘗試，以免項(xiàng)目化教學(xué)流于形式。

第三，給學(xué)生更多積極的心理暗示。在項(xiàng)目化教學(xué)中，教師可以采用任務(wù)鏈、問題鏈的教學(xué)形式，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考。教師應(yīng)注意，項(xiàng)目化教學(xué)的目的不是解決某個(gè)單一的問題，而是要總結(jié)解決問題的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行思維建模，在反思中優(yōu)化模型，讓學(xué)生掌握解決一類問題的方法，從而形成學(xué)科思維品質(zhì)。積極的心理暗示是幫助學(xué)生樹立克服困難的信心的有效方式。

第四，教師必須具備再學(xué)習(xí)的熱情，只有這樣才能在各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中做到游刃有余，給學(xué)生帶來更好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

結(jié) 語

綜上所述，項(xiàng)目化教學(xué)的嘗試是積極有益的，教師應(yīng)在實(shí)踐中幫助學(xué)生總結(jié)解決化學(xué)問題的經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)和思維雙建模，在教學(xué)反思中優(yōu)化模型，切實(shí)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的不斷發(fā)展。