以學(xué)生為主體的高中化學(xué)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)實(shí)踐探索

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》指出，要重視開展“素養(yǎng)為本”的教學(xué)，倡導(dǎo)真實(shí)問題情境的創(chuàng)設(shè)，開展以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng)。作為一種探究性教學(xué)模式，項(xiàng)目化學(xué)習(xí)能夠讓學(xué)生在完成項(xiàng)目的過程中深度探究、學(xué)習(xí)化學(xué)知識，實(shí)現(xiàn)綜合發(fā)展[]。因此，在實(shí)際教學(xué)中，高中化學(xué)教師要積極開展項(xiàng)目化學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，為其深度學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

一、項(xiàng)目化學(xué)習(xí)概念分析

項(xiàng)目化學(xué)習(xí)是一種由國外引入的教學(xué)方法，又稱項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、項(xiàng)目化教學(xué)。國內(nèi)外眾多學(xué)者對其進(jìn)行了研究，并提出了不同的概念界定。美國巴克教育研究所認(rèn)為，項(xiàng)目化學(xué)習(xí)是一種系統(tǒng)性的教學(xué)方法，強(qiáng)調(diào)對真實(shí)、復(fù)雜的問題的探究，在這個(gè)探究過程中，學(xué)生要精心設(shè)計(jì)并有效實(shí)施項(xiàng)目內(nèi)容，從而掌握相關(guān)知識。美國教育心理學(xué)家霍華德·加德納認(rèn)為，項(xiàng)目化學(xué)習(xí)是一種以解決問題和制造產(chǎn)品為目的的學(xué)習(xí)活動(dòng)，教師在活動(dòng)中要開發(fā)學(xué)生的智力，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。學(xué)者鐘志賢認(rèn)為，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是以學(xué)科概念為核心，以作品制作為目標(biāo)，在真實(shí)環(huán)境中整合多種資源開展探究性活動(dòng)、解決相關(guān)問題的學(xué)習(xí)模式。學(xué)者黎加厚認(rèn)為，項(xiàng)目化學(xué)習(xí)是以探究學(xué)科概念為中心，以學(xué)生調(diào)查為渠道來解決問題、構(gòu)建知識體系的學(xué)習(xí)模式。

通過總結(jié)上述觀點(diǎn)，本文認(rèn)為項(xiàng)目化學(xué)習(xí)是一種以學(xué)科為中心，讓學(xué)生圍繞具體項(xiàng)目與任務(wù)，主動(dòng)開展探究學(xué)習(xí)的教學(xué)方式[2]。在項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中，教師要明確項(xiàng)目任務(wù)，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)的活動(dòng)情境，讓他們在情境中提出疑問，基于學(xué)科知識開展探索研究、設(shè)計(jì)實(shí)踐等活動(dòng)，從而解決問題，完成任務(wù)[3]。同時(shí)，教師還要對項(xiàng)目成果進(jìn)行多維度評價(jià)，培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性、創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。

二、高中化學(xué)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)原則

（一）以真實(shí)情境為載體

項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的主要目的是幫助學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題。因此，教師需要在真實(shí)情境中設(shè)計(jì)和開展項(xiàng)目活動(dòng)，讓學(xué)生切身體會化學(xué)知識既源于生活又應(yīng)用于生活的特點(diǎn)。這種教學(xué)方式能充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，使學(xué)習(xí)過程更加真實(shí)、有效[4]

（二）以學(xué)生為中心

項(xiàng)目化學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)教學(xué)的一個(gè)顯著區(qū)別在于對學(xué)生主體性的強(qiáng)調(diào)。在項(xiàng)目化學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生始終居于主體地位。在項(xiàng)目準(zhǔn)備階段，教師要調(diào)查學(xué)生的興趣愛好，創(chuàng)設(shè)貼近實(shí)際生活的情境，引導(dǎo)學(xué)生在情境中自主提出問題并展開探究。在項(xiàng)目實(shí)施階段，教師應(yīng)適當(dāng)“放手”，讓學(xué)生自主制訂項(xiàng)目計(jì)劃，同時(shí)給予學(xué)生必要的支持，如提供實(shí)驗(yàn)用品、場地保障等，確保項(xiàng)目順利推進(jìn)。在學(xué)生初步完成方案設(shè)計(jì)后，教師可以先讓學(xué)生實(shí)踐該方案，再給予學(xué)生改進(jìn)建議，使學(xué)生在方案優(yōu)化過程中獲得能力提升。在項(xiàng)目評價(jià)階段，教師要讓學(xué)生通過自評、互動(dòng)的方式，客觀審視自己和他人的表現(xiàn)，激發(fā)他們的主人翁意識，教師評價(jià)僅作為輔助手段[5]

（三）理論與實(shí)踐相結(jié)合

所謂“理論與實(shí)踐相結(jié)合”，是指既用理論指導(dǎo)實(shí)踐，又用實(shí)踐驗(yàn)證理論。在這一原則的指導(dǎo)下，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)應(yīng)以理論知識為基礎(chǔ)，讓學(xué)生通過完成項(xiàng)目理解和掌握化學(xué)知識，并運(yùn)用所學(xué)知識解決生活中的實(shí)際問題，實(shí)現(xiàn)知識的應(yīng)用與遷移[6]。教師既要基于化學(xué)理論知識設(shè)計(jì)項(xiàng)目任務(wù)，為項(xiàng)目的順利實(shí)施提供支撐，還要引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐探究中驗(yàn)證理論知識，達(dá)到“做中學(xué)”的效果，提高學(xué)生運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題的能力。

三、高中化學(xué)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐

下面，本文以人教版高中化學(xué)必修第二冊第七章第三節(jié)“乙醇與乙酸”為例，詳細(xì)分析項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐過程。

（一）確定主題與目標(biāo)

“乙醇與乙酸”這一節(jié)課主要包含兩個(gè)知識點(diǎn)一乙醇和乙酸。它們既是典型的烴的衍生物，又是學(xué)生熟悉的生活用品。為此，教師可結(jié)合生活實(shí)際開展教學(xué)。經(jīng)過之前的學(xué)習(xí)，學(xué)生已掌握了一定的烴類知識，對乙醇和乙酸在生活中的應(yīng)用也有所了解，再加上高中生已具備較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，能夠?dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作。基于此，教師可開展項(xiàng)目化學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在探究中掌握乙醇的組成與性質(zhì)。

米酒釀制涉及乙醇的發(fā)酵過程，學(xué)生對這一過程普遍具有濃厚興趣。因此，教師可以開展制作米酒的學(xué)習(xí)項(xiàng)目，確定項(xiàng)目主題為“自制米酒”，并根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，確定以下學(xué)習(xí)目標(biāo)：（1）了解并體驗(yàn)我國傳統(tǒng)米酒釀制工藝，與現(xiàn)代米酒釀制方法進(jìn)行對比，總結(jié)二者的聯(lián)系與區(qū)別；（2）認(rèn)識釀酒過程中產(chǎn)生的有機(jī)化合物，理解其轉(zhuǎn)化與反應(yīng)機(jī)制，掌握傳統(tǒng)釀酒工藝，并能夠從化學(xué)角度分析釀酒過程；（3）探究米酒釀造的最佳條件，學(xué)會控制釀制過程中的關(guān)鍵變量，提高動(dòng)手操作能力。

（二）設(shè)計(jì)項(xiàng)目活動(dòng)與任務(wù)

教師要明確項(xiàng)目任務(wù)，讓學(xué)生在任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下完成學(xué)習(xí)活動(dòng)。項(xiàng)目任務(wù)應(yīng)與實(shí)際生活中的化學(xué)問題相結(jié)合，以增強(qiáng)任務(wù)的趣味性。在“自制米酒”項(xiàng)目中，教師可設(shè)計(jì)以下三個(gè)子活動(dòng)及相應(yīng)任務(wù)。

【子活動(dòng)一】傳統(tǒng)釀酒工藝調(diào)研

任務(wù)：（1）通過互聯(lián)網(wǎng)、圖書館等途徑查閱資料，了解傳統(tǒng)釀酒工藝和釀酒文化；（2）小組討論、整理資料，完成班級匯報(bào)；（3）梳理釀酒過程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化、反應(yīng)調(diào)控等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

【子活動(dòng)二】米酒釀制實(shí)踐

任務(wù)：（1）小組討論，確定釀酒方案；（2）釀制米酒，記錄釀制過程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)；（3）品鑒米酒，分析釀制過程中影響米酒口味的關(guān)鍵因素；（4）改良工藝，提高米酒品質(zhì)；（5）發(fā)揮創(chuàng)意，設(shè)計(jì)米酒產(chǎn)品包裝。

【子活動(dòng)三】傳統(tǒng)與現(xiàn)代釀酒工藝對比

任務(wù)：（1）查閱現(xiàn)代釀酒工藝，與傳統(tǒng)釀酒方法進(jìn)行對比，歸納異同點(diǎn)；（2）梳理米酒發(fā)酵與釀造技術(shù)的發(fā)展歷程，展望現(xiàn)代工藝創(chuàng)新方向。

（三）探究實(shí)施項(xiàng)目活動(dòng)

1.傳統(tǒng)釀酒工藝調(diào)研

在該活動(dòng)中，教師可結(jié)合生活實(shí)際創(chuàng)設(shè)情境：“同學(xué)們，人們常追求食物的色香味俱全，因此衍生出各種調(diào)味品，如料酒、醬油、食醋等。你們知道這些調(diào)味品是如何制作的嗎？”基于生活經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生能夠認(rèn)識到這些調(diào)味品都是通過糧食發(fā)酵釀造而得的。接著，教師可展示某酒業(yè)公司的宣傳標(biāo)語——“傳統(tǒng)工藝，純糧釀造”，引導(dǎo)學(xué)生思考如何利用糧食釀造白酒。最后，教師正式引入本次項(xiàng)目活動(dòng)，帶領(lǐng)學(xué)生一同探究傳統(tǒng)釀酒工藝。

教師布置項(xiàng)目任務(wù)：查閱相關(guān)資料，梳理傳統(tǒng)釀酒工藝，包括原料選用、制作方法、產(chǎn)品特性、相關(guān)酒文化等內(nèi)容，并撰寫調(diào)研報(bào)告。各小組完成調(diào)研后，選派代表上臺進(jìn)行成果展示，與其他同學(xué)、教師共同研討，經(jīng)過集體修正和補(bǔ)充，最終整理出簡要的釀酒工藝發(fā)展史。隨后，教師進(jìn)一步提問：“在釀酒過程中會產(chǎn)生多種有機(jī)化合物，這些化合物是如何轉(zhuǎn)化的？”學(xué)生經(jīng)小組討論后，形成以下結(jié)論：

A組：釀酒原料主要為含淀粉的糧食作物。在釀造過程中，淀粉先水解為葡萄糖，繼而轉(zhuǎn)化為乙醇。

B組：古代一般是將發(fā)霉谷物作為釀酒原料。這些谷物滋生的毛霉菌、酵母菌可分泌各類酶，促使谷物在酶的作用下完成發(fā)酵過程。

教師總結(jié)各小組觀點(diǎn)并加以完善，得出最終結(jié)論：傳統(tǒng)釀酒需添加酒曲，酒曲含毛霉菌和酵母菌，使淀粉在糖化酶的作用下水解為葡萄糖，葡萄糖再經(jīng)酒化酶的作用分解為乙醇。同時(shí)，教師應(yīng)板書相關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式，幫助學(xué)生理解釀酒過程中的物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化機(jī)制。

2.米酒釀制實(shí)踐

在學(xué)生對傳統(tǒng)釀酒工藝有了一定的了解后，教師可以用問題導(dǎo)入米酒釀制實(shí)踐活動(dòng)：“大家知道如何自制米酒嗎？”學(xué)生要結(jié)合傳統(tǒng)釀酒方法和相關(guān)資料，確定制作米酒所需的原材料和器具，制訂釀酒方案，總結(jié)出釀制米酒的主要步驟：清洗糯米$$ 浸泡糯米 $$ 蒸煮糯米 $$ 加入酒曲 $$ 發(fā)酵。確定釀酒方案和步驟后，各小組在實(shí)驗(yàn)室選取相應(yīng)器具開始釀酒。在釀制過程中，學(xué)生需每日檢測和記錄米酒的酒精度和pH，教師則要全程跟進(jìn)各小組的釀制情況，及時(shí)解答他們遇到的問題。米酒發(fā)酵完成后，各小組展示并品嘗釀制的米酒。品嘗時(shí)學(xué)生發(fā)現(xiàn)，不同小組的米酒口味存在差異：有的偏酸，有的偏甜，還有的偏辣。這一現(xiàn)象引發(fā)了學(xué)生的疑問：“為什么大家釀制的米酒口味不同？是什么原因?qū)е碌?？”根?jù)米酒偏酸的現(xiàn)象，學(xué)生聯(lián)想到發(fā)酵過程中除了生成乙醇，還可能產(chǎn)生了乙酸。為驗(yàn)證米酒在發(fā)酵過程中有乙酸生成，學(xué)生將發(fā)酵過程中記錄的pH和酒精度變化制作成圖1。經(jīng)過數(shù)據(jù)分析，學(xué)生得出結(jié)論：在酵母菌的作用下，葡萄糖先轉(zhuǎn)化為乙醇，隨著乙醇含量增加，米酒酒精度逐漸升高；當(dāng)乙醇濃度達(dá)到一定閾值時(shí)，酵母菌活性受到抑制，此時(shí)乙酸含量開始增加，導(dǎo)致米酒pH下降，口味偏酸。

基于上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考：“如何優(yōu)化米酒釀制工藝以獲得最佳口感？”學(xué)生結(jié)合釀酒原理和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析，認(rèn)識到米酒□感的差異主要與溫度、酒曲添加量、原料配比、發(fā)酵時(shí)間、操作工藝、原料種類等因素有關(guān)?？紤]到實(shí)驗(yàn)室的條件限制，學(xué)生最終選定酒曲添加量、原料配比和發(fā)酵時(shí)間三個(gè)關(guān)鍵變量進(jìn)行工藝優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。在完成釀造實(shí)驗(yàn)后，各小組設(shè)計(jì)米酒產(chǎn)品包裝，并進(jìn)行成果展示。

3.傳統(tǒng)與現(xiàn)代釀酒工藝對比

經(jīng)過子活動(dòng)一和子活動(dòng)二的學(xué)習(xí)，學(xué)生已對古代釀酒歷史與工藝有了較為深入的了解。在此基礎(chǔ)上，教師可引導(dǎo)學(xué)生思考：“隨著社會的發(fā)展，釀酒工藝也在不斷進(jìn)步?，F(xiàn)代釀酒工藝是怎樣的？請對比古代釀酒與現(xiàn)代釀酒的異同點(diǎn)?！蓖ㄟ^查閱資料與分析，學(xué)生總結(jié)出以下結(jié)論：兩者的相同點(diǎn)是原材料相同；不同點(diǎn)在于工藝流程一現(xiàn)代工藝更加簡便，耗時(shí)短，產(chǎn)量高，能夠?qū)崿F(xiàn)大批量生產(chǎn)，而古代釀酒工藝產(chǎn)率低、耗時(shí)長、生產(chǎn)規(guī)模小且產(chǎn)品單一。隨后，教師讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識和生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)一步思考：“你認(rèn)為未來可以從哪些方面進(jìn)一步發(fā)展釀造技術(shù)？”如此，學(xué)生不僅理解了釀造和發(fā)酵的本質(zhì)，還學(xué)會了用發(fā)展的眼光看待釀造工藝，感受到現(xiàn)代技術(shù)的快速發(fā)展，從而提升科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任素養(yǎng)。

（四）展示與評價(jià)項(xiàng)目成果

完成項(xiàng)目學(xué)習(xí)后，各組展示本組成果，包括我國古代釀酒史調(diào)研報(bào)告、米酒包裝設(shè)計(jì)圖及宣傳標(biāo)語、對釀造工藝的理解和體會等，并互相品嘗各自釀制的米酒，評選出最佳米酒。在評價(jià)環(huán)節(jié)，教師可針對問題提出、項(xiàng)目探索思路構(gòu)建等不同階段進(jìn)行嵌入式評價(jià)，從問題挖掘到應(yīng)用意識培養(yǎng)，逐步引導(dǎo)學(xué)生形成正確的項(xiàng)目探究思路。在評價(jià)內(nèi)容上，教師不僅要圍繞學(xué)科核心素養(yǎng)，還要結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、課堂知識掌握情況等進(jìn)行整體化測評。例如：是否了解古代釀酒歷史？是否掌握米酒釀制方法？能否比較古代與現(xiàn)代釀酒工藝的異同？此外，教師還應(yīng)立足學(xué)科育人的整體化視野，就學(xué)生在項(xiàng)目探索過程中展現(xiàn)的品格、精神與態(tài)度進(jìn)行點(diǎn)評、鼓勵(lì)和肯定。這樣不僅能幫助學(xué)生深入掌握化學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)，還能提高學(xué)生的實(shí)踐能力，為其未來的學(xué)習(xí)與成長奠定基礎(chǔ)。

結(jié)語

總之，開展項(xiàng)目化學(xué)習(xí)不僅能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識的興趣，還能提高化學(xué)教學(xué)的有效性，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。未來，高中化學(xué)教師應(yīng)持續(xù)探索，尋求更高效的實(shí)施策略，最大限度地發(fā)揮項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的作用，為化學(xué)教學(xué)改革提供助力。

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作者簡介：岑迪穎（1975一），女，浙江省寧波市慈溪市滸山中學(xué)。