基于核心素养提升的初中化学项目式学习设计——以“疫情期间配制生理食盐水和制作精美大晶体”项目为例

发表时间:2021/4/16   来源:《中小学教育》2021年1月(下)2期   作者:马春秀陈美威
[导读] 初中化学教学中实施项目式学习有利于培养学生核心素养。

        马春秀 陈美威
        中山大学附属中学,广东广州,510275  
        摘要:初中化学教学中实施项目式学习有利于培养学生核心素养。根据初中学生特点,选题要考虑其学科价值和育人价值,贴近生活,联系社会实际,学习流程要尽量简明易操作,常规课与活动课相结合,课上学习与课下学习相结合。本项目创设“疫情期间配制生理食盐水和制作精美大晶体”的情境开展项目式学习,跨学科融合,深度学习关于溶液的知识,加深对化学与社会、化学与生活紧密联系的认识,提高社会责任感。
        关键词:初中化学教学;项目式学习一般流程;量化评价;核心素养

        项目式学习(PBL)以建构主义理论为指导,以任务为驱动,教师提供学习资源、学习工具和方法引导,通过创设真实的问题情境(即项目),使学生开展合作学习,在探究中完成学习任务[[参考文献:
[] 夏雪梅.项目化学习设计:学习素养视角下的国际与本土实践 [M].1版.北京:教育科学出版社,2019:2]]。在化学学科中开展项目式学习,基于真实情境提炼学科问题,让学生在体验、合作、探究中解决问题。更利于培养学生的核心素养。本文以“疫情期间配制生理食盐水和制作精美大晶体”项目为例,介绍初中阶段如何在基于核心素养提升的情况下开展项目式学习。
        1.初中化学实施项目式学习的一般流程
        初中阶段的学生好奇心强,乐于参加各类探究活动,但由于七年级、八年级学生接触的化学知识较少,九年级才开始化学,却面临中考压力时间紧张等制约因素,因此初中化学开展项目式学习时,选题要考虑其学科价值和育人价值,贴近生活,联系社会实际,学习流程尽量简明易操作,常规课与活动课相结合,课上学习与课下学习相结合[[[] 侯肖,胡久华.在常规课堂教学中实施项目式学习[J].教育学报,2016年,第12卷(第4期):39-44]]。针对初中学生的知识水平特点,本课题组通过实施多个项目式学习案例,总结出在初中化学学科实施项目式学习的一般流程,见图1。根据项目内容的难易程度,有的项目要求每位同学依次完成每个子项目中的各个学习任务,并进行成果展示,有的项目在分解后由学生分组承担不同的子项目,展示成果时各小组互相学习。
图1  初中化学实施项目式学习的一般流程
    
        2.“新冠”疫情下的项目式学习——以“疫情期间配制生理食盐水和制作精美大晶体”项目为例
        2.1 与传统讲授式课堂相比,“溶液”单元采用项目式学习的方式,更有利于培养核心素养
        2012年教育部审定的人教版九年级化学第九单元《溶液》是一个以概念学习为主的单元,涉及的概念较多,包括溶解、溶液、饱和溶液和不饱和溶液、物质的溶解度、配制一定浓度的溶液等,知识的综合性、逻辑性较强。多年教学经验发现,近一半的学生对这部分内容学习存在不同程度的困难,学习被动。如果教师用传统的讲授式教学,学生难以理解众多概念的内在联系,难以灵活运用,更难以理解所学知识与社会和生活的联系,学习动力不足。
        “大晶体制作活动”是我校多年开展的科技项目。新冠疫情下,本课题组结合时政情况,创设情境,组织实施“疫情期间配制生理食盐水和制作精美大晶体”项目式学习,对总项目进行任务拆解后分为三个子项目,每个子项目又分解为三个不同的任务,从日常消毒和卫生防护开始,先进行消毒液、洗手液知识的学习,再配制一定浓度的食盐水和酒精溶液用于保护口腔卫生或辅助呼吸道疾病患者康复,再制作精美的大晶体作为礼物慰问医生或病人。项目设计强调真实情境,使学生对《溶液》单元的系列概念有了较深刻理解,也加深了对化学与社会、化学与健康、化学与环境等重要关系的理解,既符合初中化学的学习基础和知识目标,又可提升学生自主学习能力、科学探究和创新能力。同时,结合抗疫主题,也增强了学生的家国情怀与社会责任感,增强了学生“国家有难匹夫有责,少年强则国强”的信念。
                2.2项目教学目标
表1  “疫情期间配制生理食盐水和制作精美大晶体”项目教学目标[[[] 中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准(2011年版)[S].北京:北京师范大学出版社,2017:19-20]]
类别    主要内容
核心知识    (1)认识溶解现象,知道溶液、溶剂和溶质的概念。了解溶液在生活、生产和科学研究中的广泛应用。能说出一些常见的乳化现象。
    (2)认识溶质质量分数的含义,能进行溶质质量分数的简单计算,能配制一定溶质质量分数的溶液。通过查阅资料、调查研究等方式,了解常用的消毒液和洗手液,了解食盐水漱口对保护口腔卫生的作用,了解生理食盐水在辅助呼吸道疾病患者康复中的作用。
    (3)了解饱和溶液和溶解度的含义,能举例说明结晶现象。了解结晶的条件、影响因素。通过实验探究,培养大晶体。
    (4)掌握关于溶解度的计算,了解溶解度的影响因素。能利用溶解性表或溶解度曲线,查阅有关物质的溶解性或溶解度,能依据给定的数据绘制溶解度曲线,体验数据处理的过程,学习数据处理的方法。
关键能力

核心素养
    (1)理解与辨析能力:通过自主学习,加深对已学知识的掌握和应用,可以自主获取新知识新信息,学会处理信息利用信息。
    (2)科学探究与创新意识:通过制作大晶体,引导学生体验科学探究的过程,培养合作能力和创新精神。
    (3)科学态度与社会责任:实验中培养学生的安全意识和严谨求实的科学态度,能对与化学有关的社会热点问题作出正确的价值判断,加深理解化学与社会、化学与生活的重要关系,结合抗疫主题,增强学生的家国情怀与社会责任感。
        
2.3教学流程
表2  任务分解与教学流程

项目    项目一
消毒液知多少    项目二
配制酒精溶液和生理盐水    项目三
制作精美大晶体
核心
概念    溶液的基本概念,乳化    浓度,溶质的质量分数    溶解度,结晶
任务
分解    任务1:了解家庭和医院中常用的消毒液。
任务2:了解常用洗手液的成份及作用,养成勤洗手的好习惯。
任务3:了解溶液的形成及应用。    任务1:了解保护口腔卫生的简单方法——食盐水漱口。
任务2:配制75%的酒精溶液。
任务3:配制0.9%的生理盐水。    任务1:了解溶液的结晶现象。
任务2:配制硫酸铜等物质的饱和溶液。
任务3:实验探究大晶体形成的影响因素,制作大晶体创意作品。
学习
目标    知道溶液、溶剂和溶质的概念。了解溶液在生活、生产和科学研究中的广泛应用。能说出常见的乳化现象。能对与化学有关的社会热点问题作出正确的价值判断。    认识溶质质量分数的含义,能配制一定溶质质量分数的溶液。能通过自主学习,自主获取新知识新信息,会处理信息利用信息。加深理解化学与社会、化学与生活的重要关系。    了解饱和溶液和溶解度的含义,能举例说明结晶现象。通过实验探究,培养大晶体。体验科学探究的过程,培养合作能力和创新精神。结合抗疫主题,增强学生的家国情怀与社会责任感。
学习
方式    课下自主学习,课上师生研讨,调查研究,交流展示。    课下自主学习,课上师生研讨,调查研究,实验探究,交流展示。    课下自主学习,课上师生研讨,调查研究,实验探究,交流展示。


课时
安排    2课时    2课时    4课时
学习
成果    调研报告    调研报告,实验报告,
配制溶液    探究报告,大晶体作品


图2  学生制作大晶体作品的部分实验过程
2.4项目评价
        本项目的评价内容从学科知识目标达成、自主学习能力、合作能力、表达能力、核心素养等五个维度进行评价[[[] 赵扬,呼建勇.项目式学习在初中化学教学中的运用:制备硫酸铜晶体[J].中学化学教学参考,2018年,第10期(总第479期):40-42
* 项目信息:本文是广州市海珠区2019年度教师专项课题“初中化学基于项目式学习的校本课程开发的实践研究”(课题编号2019C047)的阶段研究成果。
* 通讯联系人:马春秀,邮箱281519791@qq.com
]]。对每个项目的实施情况进行量化考核,过程与效果并重,学生自评、互评与老师评价并重。
        在评价方式和分值的分配方面,同学自评占30%、组内互评占30%、老师评价占40%,三种方式相结合。根据总评得分进行核算,最后以总评等级的形式呈现。
        总评等级标准为:优秀:85-100分。良好:70-84分。合格:60-69分。不合格:59分及以下。
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
表3  “疫情期间配制生理食盐水和制作精美大晶体”项目式学习实施情况评价表
评价指标    任务    目标要求    分
值    得分
                学生自评
30%    组内互评
30%    教师评价
40%    综合评价
100%
1.学科知识
        目标达成
    项目一    (1)了解家庭和医院中常用的消毒液,学会选择;(2)了解常用洗手液的成份及作用;(3)认识溶解现象,理解溶液的相关概念及应用。    10.0    9.6    9.5    9.5    9.5
    项目二    (1)了解盐水漱口的方法和原理;(2)认识溶液浓度的表示方法;(3)初步学会配制一定质量一定浓度的溶液。    20.0    18.5    19.1    18.9    18.8
    项目三
    (1)掌握溶解度的概念及相关计算,掌握溶解、蒸发、结晶等概念和应用;(2)认识溶解、结晶现象,了解降温结晶和蒸发结晶的基本操作步骤;(3)能用科学探究的方法,分析各因素对晶体成长的影响,能够自主找到利于大晶体成长的条件,设计和制作大晶体作品。(4)大晶体作品精美,恰如其分赋予意义。    30.0    26.5    28.0    25.4    23.5

2.自主学习能力    能熟练利用互联网等工具搜集信息,会处理信息利用信息。能根据目标制定研究方案或实验方案,形成的调研报告或探究报告内容科学、格式规范。    10.0    9.1    9.3    9.0    9.1
3.合作能力    小组成员分工协作好,成员优势互补,参与度高,共同提高。    10.0    10.0    9.8    9.7    9.8
4.表达能力    写作能力、沟通能力和语言表达能力都得到较好发展。    10.0    9.2    9.5    9.1    9.3
5.核心素养    理解物质宏微结合的化学思维方式,理解化学与生活、化学与社会、化学与健康的关系,提升了科学态度与社会责任意识。    10.0    9.5    9.0    8.9    9.1
总体评价        100.0    92.4    94.2    90.5    92.2
注:以上数据,来于2020年参与学生的评价统计。共112人,其中初一32人,初二56人,初三24人。
2.5大晶体作品举例

图3  学生大晶体作品举例

        3.项目实施效果和反思
        3.1与传统讲授式课堂相比,学生更喜欢项目式学习,学习效果更好。
        项目式学习的方式,更利于提升学生自主探究学习的能力,包括对学科核心概念的理解、信息的收集与利用、实验设计与探究能力、合作精神和竞争意识等。通过项目式学习成果展示活动,提高了学生的表达能力。通过分析学生填写的本项目实施评价,90%的学生认为在学科知识目标达成、自主学习能力、合作能力、表达能力、核心素养等方面均取得较好效果,与传统讲授式课堂相比,99%的学生更喜欢项目式学习方式,认为自己通过此项目的学习,综合素养得到了较大提升。
        3.2项目式学习更适合课上与课下、常规课与活动课等多种方式相结合。
        项目式学习一般需要较长的时间才能完成,本项目中制作大晶体的过程也需要较长的时间。部分九年级的师生认为花费时间过多,课时不够,建议可以利用课上与课下、常规课与活动课等多种方式相结合。本项目还可以利用家庭作业的方式,指导学生在家里每天观察和记录晶体的成长,发现问题后提出猜想,根据要解决的问题设计实验,不断优化实验条件。实验过程中遇到的各种问题,正是学生进行实验探究的动力。
        3.3改进并进一步推广初中化学实施项目式学习的一般流程,开展多学科融合的案例研究,有利于提升学生的核心素养。
        本项目在初中部各年级均可开展,我校将参考本文中“初中化学实施项目式学习的一般流程”,继续将项目式学习推广到化学学科的其他课题或其他学科,并根据不同的课题进行相应改进,进一步探讨利用项目式学习的方式开展跨学科融合的案例研究,提升学生的核心素养。
       
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