人項·成項·出項：基于項目化學習的科學教學設(shè)計與研究

思維的培養(yǎng)是學科核心素養(yǎng)形成的途徑，也是當前課堂教學改革的需要。科學教學中，教師對知識的項目化教學和學生對知識的項目化學習，在學生思維能力培養(yǎng)中有著非常重要的作用。下面以“物質(zhì)的檢驗\"為例，從入項、成項、出項三個維度，探索科學課堂教學中培養(yǎng)學生在單元整合學習中對同類知識項目化能力的教學設(shè)計。

一、聚焦項自化學習的教學現(xiàn)狀

課堂是教師教和學生學的主陣地。傳統(tǒng)的教學模式在保持自身優(yōu)勢的同時顯露出一些不足。筆者分別對自己任教的兩個班的學生進行了傳統(tǒng)模式教學和項目化教學，并進行了問卷調(diào)查，結(jié)果見圖1。

基于上述調(diào)查，當前課堂教學主要存在以下問題：學生習慣于機械記憶和重復訓練，學習主動性和創(chuàng)造性不足；部分學生的課堂參與度不高，缺少學習興趣；學生很難在競爭式學習中體會到共同體的社群價值。

二、探尋項目化學習的價值追求

初中科學課程是以對科學本質(zhì)的學習為基礎(chǔ)，以提高學生科學素養(yǎng)為宗旨的綜合課程。培養(yǎng)能力的方式不僅局限于知識記憶、習題操作，還包括知識理解、知識整合以及知識網(wǎng)絡(luò)化能力。項目化學習作為課堂教學改革中的新模式，能引領(lǐng)學生提升思維、形成素養(yǎng)、啟迪智慧。

（一）項目化學習是課堂教學改進的需要

《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》提出，要鼓勵學生勤于參與、樂于探究，要培養(yǎng)學生收集處理信息的能力、獲得知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流合作的能力。項目化學習把“以講授為中心”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫W習為中心”，將學科知識作為重點，并且關(guān)注實踐操作、問題解決等策略性知識。

（二）項目化學習是核心素養(yǎng)形成的需要

核心素養(yǎng)的形成是學科教學的宗旨。科學學習是創(chuàng)造性思維活動、實踐活動和邏輯推理交互作用的過程，往往需要經(jīng)過多次循環(huán)，不斷有新的發(fā)現(xiàn)和問題，并經(jīng)過探究實踐來解決新問題、培養(yǎng)新能力。在項目化學習過程中，學生經(jīng)歷理解、探究、總結(jié)、修正等過程，并在此過程中把思維項目化，能持續(xù)地自我發(fā)現(xiàn)問題和自主解決問題

（三）項目化學習是學生終身發(fā)展的需要

初中生的思維正處于一種由具體到抽象、現(xiàn)象到本質(zhì)、單一到多維的轉(zhuǎn)變時期。對學生項目化學習能力的培養(yǎng)，有利于學生學科素養(yǎng)的培養(yǎng)，更有利于學生自我學習、自我決策的學習能力以及創(chuàng)造性解決問題能力的培養(yǎng)。這對促進學生形成思維能力、學會終身學習有著重要作用。

三、基于項目化學習的教學設(shè)計

（一）人項：項目化學習的學前研究

科學課堂教學中，特別需要用真實的情境激發(fā)學生的探究興趣，以調(diào)動學生的內(nèi)在驅(qū)動力，提高課堂效率。本項目以“松花蛋中的化學\"為話題，通過三個任務(wù)，探索培養(yǎng)學生項目化學習品質(zhì)的教學設(shè)計。

1.項目來源分析

學生在本節(jié)專題課學習之前，已經(jīng)完成了酸、堿、鹽、金屬、非金屬這幾大類物質(zhì)性質(zhì)的學習，對五大類物質(zhì)的化學性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化有了系統(tǒng)性的認知（見圖2）。此時，對物質(zhì)的性質(zhì)進行項目化建構(gòu)是非常有必要的。筆者以松花蛋導人，通過方案設(shè)計、方案迭代、實踐操作、偶然現(xiàn)象等過程建構(gòu)項目。

2.項目內(nèi)容分析

學生在完成五大類物質(zhì)性質(zhì)的學習后，對各類物質(zhì)間的相互關(guān)系、反應(yīng)發(fā)生條件等方面還欠缺清晰的梳理，更沒有轉(zhuǎn)化為自身的知識體系。本項自以溶液中常見的不共存離子為理論基礎(chǔ)，以復分解反應(yīng)的發(fā)生方向為依據(jù)，引導學生學習物質(zhì)檢驗這類問題的常規(guī)方法，具體項目框架如圖3。

3.項目學習分析

學生對五大類物質(zhì)的性質(zhì)既熟悉又陌生，知道復分解反應(yīng)發(fā)生的條件，能選用正確的物質(zhì)完成單種物質(zhì)的檢驗，但對在多種物質(zhì)共存情況下的逐一檢驗仍存在很大的疑惑。為此，在知識與能力建構(gòu)的基礎(chǔ)上，筆者整合難點，選取話題，引導學生“跳一跳”，完成從入項到成項、出項的學習。

（二）成項：項目化學習的實踐研究

1.頭腦風暴

教學的開展要基于學生的經(jīng)驗，即從與學生相關(guān)的、能引起學生興趣的問題入手，針對學生因材施教。針對物質(zhì)鑒別這一學習內(nèi)容以及初中生的學情特點，筆者合理選擇有助于學生主動學習，積極參與課堂教學的生活中常見的問題來導人新課。筆者選擇的話題主線如下：

問題導入：展示松花蛋的圖片，學習松花蛋的發(fā)明過程，并設(shè)計問題。

設(shè)問1：大家知道松花蛋的腌制方法嗎？你認為需要哪些原料？

設(shè)問2：這些原料混在一起會發(fā)生哪些反應(yīng)？用化學方程式表示。

設(shè)問3：Ca（ （0H）₂ 和 Na₂CO₃ 發(fā)生反應(yīng)的判斷依據(jù)是什么？

設(shè)問4：除了 Ca²⁺ 和 CO₃² 這一對不共存的離子，還有其他不能共存的離子嗎？

設(shè)問5：請大家猜想以上溶液過濾后的濾液，其溶質(zhì)有幾種？

設(shè)問6：請用以下藥品： CaCl₂，Ca（NO₃）₂ 稀HCI、 ，對溶質(zhì)一一檢驗，并完成任務(wù)單（見圖4）。

（設(shè)計意圖：學生思維的過程是由對問題的疑惑引發(fā)和維持的，不是自然發(fā)生的。設(shè)計腌料料液溶質(zhì)的問題，旨在引發(fā)學生的興趣，喚起他們的思考。同時，根據(jù)物質(zhì)檢驗中要求有明顯現(xiàn)象、反應(yīng)的唯一以及干擾離子這三方面的考慮，特意選用了以上5種檢測劑。這恰與項目化學習要求有強烈的設(shè)計導向和科學探究意味不謀而合。）

2.合作學習

思維五步法中的第四步是引導學生一步一步地展開，并論證他所提出的假設(shè)及方法。項目的設(shè)計是一環(huán)一環(huán)不斷推進的，是從學生的問題中發(fā)現(xiàn)新問題，是根據(jù)在探究過程中自然的發(fā)展方向向前推進的。所以在檢測劑選擇完成以后，進一步提出階梯形問題，即如何在一支試管中完成三種物質(zhì)的逐一檢驗，也就是讓學生設(shè)計檢測劑的滴加順序。本環(huán)節(jié)要求一次檢驗只發(fā)生一個反應(yīng)、產(chǎn)生一個現(xiàn)象，避免因一次產(chǎn)生多種沉淀而產(chǎn)生相互干擾，任務(wù)如圖5。

（設(shè)計意圖：反省思維的五個形態(tài)中指出，針對疑難的情景，先要推斷能夠解決疑難的假設(shè)。教師在這個“有目的的行為”中，指導協(xié)作，提供動機，確保學生學習和成長的連續(xù)性。這種指導能幫助學生看清探究的目標，排除很多無關(guān)因素的干擾，減輕學生的認知負荷。）

3.實踐探究

思維過程由“反思活動、探究、辯證思考\"構(gòu)成，最終形成邏輯嚴密、合理的結(jié)論。因此，設(shè)計方案確定以后需要學生通過科學探究來進行物質(zhì)的逐一檢驗。本環(huán)節(jié)密切關(guān)注學生的探究過程。在實驗結(jié)果與預設(shè)不一致時，筆者引導學生運用已有知識對探究過 程中的不同現(xiàn)象進行分析和解釋，最終完善已有方案，見圖6、圖7。這是一次項目化學習的頭腦風暴，學生能從物質(zhì)檢驗這一難點問題的探究式學習中提煉出方法，實現(xiàn)了探究一個題掌握一類題的目標。學生實驗過程及任務(wù)見圖6。

任務(wù)三

方案步驟：

（1）取 濾液于 中，滴加 ，觀察到 ，檢測出 。（2）向 中，滴加 ，觀察到 ，檢測出 O（3）向 中，滴加 ，觀察到 ，檢測出 。思考：1.你發(fā)現(xiàn)了什么不同的現(xiàn)象？ 。

2.你能解釋這個現(xiàn)象嗎？

3.你能對你的操作進行改造，出現(xiàn)預設(shè)的現(xiàn)象嗎？

4.你認為檢測劑的用量有什么要求？要求理由

（設(shè)計意圖：現(xiàn)代認知心理學家十分重視偶然實驗現(xiàn)象在新知發(fā)展中的作用。實際教學中，教師針對偶然現(xiàn)象提出新問題，指引學生運用已有知識去認識、解釋新現(xiàn)象，對項目核心知識進行深入的理解，從而促進學習遷移，能大大提高學生的學習效率。本實驗探究在設(shè)計方案時沒有指明檢測劑的用量，因此，用不同用量的檢測劑實驗結(jié)果是不同的。適時追問：“黑色沉淀是什么？”“出現(xiàn)黑色沉淀的原因是什么？”并由此得出檢測劑的用量要求。）

（三）出項：項目化學習的總結(jié)沉淀

分析涉及將材料分解成它的組成部分，并確定各部分的關(guān)系，以及它與總體之間的關(guān)系。對物質(zhì)檢驗的零碎信息片段，多種物質(zhì)的逐一檢測恰好能將其項目化。在本次探究中，學生將三種物質(zhì)的檢驗進行融合，建構(gòu)關(guān)聯(lián)，使之成為結(jié)構(gòu)化的知識系統(tǒng)，成為該類問題的“專題式知識”，為學生高階思維的培養(yǎng)打開了全新視角。

另外，學生在完成本項目后，還可以深人提出新問題。例如，如何判斷 Ca（NO₃）₂ 溶液， Cu（NO₃）₂ 溶液已滴加過量？如何選擇合適的試劑，除去濾液中的 得到純凈的食鹽晶體？這又生成了除雜這一新項目。

四、復盤項目化學習的成效反思

綜合，是以分析為基礎(chǔ)，全面加工已分解的各要素，并再次把它們按要求重新組合成整體，以便綜合、創(chuàng)造性地解決問題。項目化學習就是這樣一個系統(tǒng)性的工程，其結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖8所示。項目化學習通過教師架構(gòu)的項目層層深入學習，有利于學生學習內(nèi)驅(qū)力的調(diào)動、知識與能力的建構(gòu)和學科素養(yǎng)的形成。

（一）項目化學習激發(fā)學習動力

教師的根本作用是“激發(fā)\"學生的潛能、“激勵”

學生的學習熱情。在本次項目學習中，學生通過探究活動，靈活運用分析與綜合、比較與分類、歸納與演繹等思維方法，生成了自己獨特的方法。這種學習的成就感是學生學習的動力源泉。

（二）項目化學習激活學生思維

課堂設(shè)計只是教師的一家之言，但學生群體的知識視角往往是發(fā)散的、多維的，是超出我們的預期的。因此，課堂教學中生成很多新的火花。這不僅是教師教學過程中新的靈感來源，還能讓學生學會思考、學會應(yīng)用，形成思考的品質(zhì)。

（三）項目化學習落實學科素養(yǎng)

科學是以對科學本質(zhì)的學習為基礎(chǔ)，以提高學生科學素養(yǎng)為宗旨的綜合課程。從一個研究的點到面的推廣，筆者把素養(yǎng)的培養(yǎng)有意識地落實到項目中，而學生也在這個項目平臺中從模仿到進行思維，真正學會了獨立思考，實現(xiàn)了素養(yǎng)和思維的雙向提升。

（作者單位：浙江省杭州市臨安區(qū)錦城第四初級中學）

編輯：常超波