黃達(dá)輝 張昕

摘 要：新教材、新高考背景下，通過項(xiàng)目式學(xué)習(xí)落實(shí)初高中銜接期學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的問題。通過水果電池項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，在真實(shí)情境中引領(lǐng)學(xué)生運(yùn)用已有的知識(shí)、能力，形成解決實(shí)際復(fù)雜問題的能力，提升學(xué)習(xí)興趣、實(shí)現(xiàn)思維方式轉(zhuǎn)變，真正落實(shí)核心素養(yǎng)實(shí)現(xiàn)高效課堂。

關(guān)鍵詞：初高中銜接;項(xiàng)目式學(xué)習(xí);核心素養(yǎng);高效課堂

一、研究背景

“發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)、落實(shí)立德樹人根本任務(wù)”要求我們?cè)谛陆滩?、新高考改革全面鋪開的背景下，實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變。而課堂改革又是課程改革乃至教育改革的核心，“高效課堂”推行多年，但效果上仍差強(qiáng)人意。傳統(tǒng)授課模式在高中化學(xué)課堂中仍占主導(dǎo)地位，學(xué)生尤其是高一新生被動(dòng)學(xué)習(xí)嚴(yán)重影響了學(xué)習(xí)效果從而產(chǎn)生了對(duì)化學(xué)課的排斥心理。

高一新生的學(xué)習(xí)要邁過兩個(gè)坎：適應(yīng)新的學(xué)習(xí)環(huán)境、完成從具體到抽象的思維方式跨越。[1]新的“魯科版”化學(xué)教材中突出了“微項(xiàng)目”，即以課程為依托，基于真實(shí)情境，引導(dǎo)學(xué)生圍繞具體的項(xiàng)目動(dòng)手實(shí)踐學(xué)習(xí)，運(yùn)用已有知識(shí)解決問題，通過技術(shù)探究達(dá)成目標(biāo)，形成真實(shí)情境下的復(fù)雜問題解決思路，從而落實(shí)化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)。

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)能夠以最小的時(shí)間投入，實(shí)現(xiàn)教學(xué)效益最大化。在學(xué)生層面，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和合作探究意識(shí);在時(shí)間方面，參與感的提升使學(xué)生充分利用課余時(shí)間;在效果方面，實(shí)踐出真知，學(xué)生親身參與探究學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)效果明顯提升。有效的學(xué)習(xí)才能彰顯高效課堂的魅力。[2]通過對(duì)高中新教材的研究與實(shí)踐，我校以“項(xiàng)目式學(xué)習(xí)”為依托，學(xué)生自主合作探究的研究性學(xué)習(xí)，極大地提高了初高中銜接期學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情，在活動(dòng)中落實(shí)了“高效課堂”。

二、教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）學(xué)習(xí)主題的確立

“水果電池”是一個(gè)常見的科普課題，對(duì)于許多初、高中學(xué)生來說既熟悉又陌生。熟悉的是形式，陌生的是原理。很多學(xué)生也曾經(jīng)嘗試過實(shí)踐，卻因?yàn)榉N種原因不能成功。由老師來作為知識(shí)理論的引領(lǐng)者，以比賽評(píng)獎(jiǎng)作為實(shí)踐的推動(dòng)劑，這就大大激發(fā)了學(xué)生探究學(xué)習(xí)的興趣。由于物理、化學(xué)相關(guān)知識(shí)的儲(chǔ)備，再通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)落實(shí)學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性[1]，這一活動(dòng)對(duì)于初高中銜接期的中學(xué)生尤其適合這一項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。

（二）學(xué)習(xí)流程的確定

本項(xiàng)目分為三個(gè)環(huán)節(jié)：環(huán)節(jié)一，原電池原理的探究;環(huán)節(jié)二，水果電池材料的選擇;環(huán)節(jié)三，水果電池效果的分析。具體設(shè)計(jì)如下：

環(huán)節(jié)一：原電池原理的探究

任務(wù)1：網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)伏打電池的發(fā)明歷程

設(shè)計(jì)意圖：創(chuàng)設(shè)情景，激發(fā)學(xué)生研究的興趣和對(duì)科學(xué)的向往。

任務(wù)2：分析原電池的構(gòu)成要素

設(shè)計(jì)意圖：通過對(duì)原電池構(gòu)成要素的“宏觀辨識(shí)”以及電解質(zhì)溶液、電極材料的“微觀探析”，從氧化還原和微觀粒子的角度認(rèn)識(shí)原電池的基本原理，培養(yǎng)宏觀和微觀相結(jié)合來解決實(shí)際問題的能力。

任務(wù)3：在實(shí)驗(yàn)室組裝一個(gè)簡易原電池

設(shè)計(jì)意圖：依據(jù)之前對(duì)原電池構(gòu)成要素的辨識(shí)與探析，推理出一般原電池的組裝流程。建立認(rèn)知模型后，用實(shí)驗(yàn)對(duì)之前的分析推理加以驗(yàn)證，以揭示問題的實(shí)質(zhì)。

環(huán)節(jié)一中，新高一學(xué)生在日常生活和科普雜志中，對(duì)于原電池都有了一定的宏觀了解。通過引導(dǎo)其對(duì)原理的微觀探析，使之明白原電池的反應(yīng)原理與構(gòu)成要素——電解質(zhì)溶液、不同金屬材料構(gòu)成正負(fù)極、形成閉合回路。并利用這一認(rèn)知模型加以實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，落實(shí)核心素養(yǎng)培養(yǎng)。

環(huán)節(jié)二，水果電池材料的選擇

任務(wù)4：水果電池水果與電極的選擇

設(shè)計(jì)意圖：通過對(duì)之前原電池的模型認(rèn)知，科學(xué)探究出水果果汁與原電池電解質(zhì)溶液的共性、生活中常見金屬材料充當(dāng)電極材料的可能性。在合作探究中，提出自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)想。

任務(wù)5：水果電池電流指示裝置的選擇

設(shè)計(jì)意圖：科學(xué)需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和探索的意識(shí)，針對(duì)水果電池低電壓的特點(diǎn)，通過查閱資料、不斷嘗試找出適合實(shí)驗(yàn)的高效指示裝置，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。

任務(wù)6：水果電池的組裝

設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手操作，通過對(duì)水果擠壓、加熱等手段提高溶液導(dǎo)電性。嘗試通過串并聯(lián)等電學(xué)手段提高電壓、電流以提高指示效果。

環(huán)節(jié)二中，基于學(xué)生在環(huán)節(jié)一中對(duì)于電解質(zhì)溶液的初步認(rèn)知，通過生活常識(shí)和網(wǎng)絡(luò)查詢，很快確定了酸性較強(qiáng)的檸檬等水果有利于實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。兩種不同的電極材料，則可引導(dǎo)學(xué)生對(duì)家用干電池的剖析確定用電池皮（鋅片）和電池芯（石墨棒）或者銅片。這一環(huán)節(jié)的難點(diǎn)是電流指示裝置的選擇。同學(xué)們通過查閱科普讀物很容易聯(lián)想到小燈泡或者耳機(jī)，但二者都有明顯的缺陷，小燈泡點(diǎn)亮需要的電壓、電流較大，水果電池難以實(shí)現(xiàn)，而耳機(jī)只能聽到電流聲，不夠直觀。通過引導(dǎo)學(xué)生上網(wǎng)查閱相關(guān)資料，確定發(fā)光二極管點(diǎn)亮需要的電壓較低（約為1.8-2.0V），單個(gè)銅鋅水果電池電壓約為1.4V，將兩個(gè)水果電池串聯(lián)即可點(diǎn)亮。通過一系列的合作探究落實(shí)了科學(xué)探究和創(chuàng)新意識(shí)的核心素養(yǎng)培養(yǎng)。

環(huán)節(jié)三：水果電池效果的分析

任務(wù)7：對(duì)比不同水果類型、電極類型的發(fā)光效果

設(shè)計(jì)意圖：通過對(duì)比分析，由于水果主要提供酸性電解質(zhì)，因此與水果種類、加工方式有關(guān)，但由于主要是果酸作用，所以影響不大;通過網(wǎng)絡(luò)查詢得知不同金屬材料提供的電極電勢不同，也會(huì)導(dǎo)致電壓不同從而影響發(fā)光效果。在分析問題的過程中，引導(dǎo)學(xué)生用變化的觀念解決問題。

任務(wù)8：多個(gè)水果電池串聯(lián)發(fā)光效果的研究

設(shè)計(jì)意圖：逐一遞增串聯(lián)個(gè)數(shù)，探究發(fā)光效果。發(fā)現(xiàn)多個(gè)水果電池串聯(lián)以后，發(fā)光效果并沒有明顯提高。引導(dǎo)學(xué)生分析問題的成因是由于水果電池內(nèi)阻較大，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度。

環(huán)節(jié)三中，對(duì)水果電池發(fā)光效果的探究，涉及到了初中物理的相關(guān)電學(xué)知識(shí)，讓學(xué)生充分感受的“理化一家”。如何提高水果電池的酸度、選用怎樣的電極材料可以提供較大的電勢差、水果電池的內(nèi)阻有什么影響？在不斷地實(shí)驗(yàn)探究過程中，都得到了一一的解答。在對(duì)橘子瓣膜的分析中發(fā)現(xiàn)其對(duì)電壓影響很小，也為以后研究電池中的“膜化學(xué)”做好了知識(shí)鋪墊。這一環(huán)節(jié)中，用已有知識(shí)解決陌生情境的問題，培養(yǎng)了探索未知、崇尚真理的意識(shí)。

選擇“水果電池”作為項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的真實(shí)情境，原因是“水果電池”內(nèi)容源于中學(xué)物理、化學(xué)的重要知識(shí)，在實(shí)際的技術(shù)操作上又略高于教材內(nèi)容。新高一的同學(xué)們利用初中已有的物理、化學(xué)知識(shí)技能，加上高中接觸的電化學(xué)知識(shí)，利用身邊常見的材料，在真實(shí)情境中體驗(yàn)了科學(xué)探究的快樂，然后對(duì)研究成果進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，落實(shí)了社會(huì)責(zé)任的培養(yǎng)。

三、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的推廣

結(jié)合新高考的全面實(shí)施和新教材的全面落地使用，更多的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（如魯科版章末的“微項(xiàng)目”）被納入到教學(xué)當(dāng)中，這給了高中化學(xué)教師更多的發(fā)揮空間。例如魯科版必修一“探秘膨松劑”，教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過親自利用各種蓬松劑及不同的搭配制作糕點(diǎn)，來探究膨松劑蓬松食物的原理，進(jìn)而得出蘇打與小蘇打性質(zhì)的異同以及利用這些性質(zhì)為生產(chǎn)、生活服務(wù)的規(guī)律。讓高一新生在興趣的引領(lǐng)下，了解到化學(xué)課研究物質(zhì)性質(zhì)的方法和程序，體會(huì)其實(shí)用價(jià)值。

除了教材中給出的“微項(xiàng)目”外，教師還可以利用新教材中“學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)”為母體做出一定范圍的拓展，形成新的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。如“補(bǔ)鐵劑中鐵元素價(jià)態(tài)的檢驗(yàn)”，就可以拓展成一個(gè)較為完整的補(bǔ)鐵劑中鐵元素存在及其價(jià)態(tài)檢驗(yàn)的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。引領(lǐng)學(xué)生對(duì)市售的補(bǔ)鐵片、補(bǔ)鐵口服液中鐵元素存在形式及其價(jià)態(tài)的測定，通過具體的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程、試劑的選擇以及現(xiàn)象的預(yù)測與分析，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用已有知識(shí)解決實(shí)際化學(xué)問題的能力。

學(xué)生有了探究化學(xué)的興趣，了解了研究物質(zhì)性質(zhì)的方法和程序，具備了一定的解決實(shí)際問題的能力，接下來化學(xué)教師就可以設(shè)計(jì)更高端的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)以進(jìn)一步提升學(xué)生能力，落實(shí)核心素養(yǎng)。例如將教材“科學(xué)使用含氯消毒劑”微項(xiàng)目設(shè)計(jì)為“84消毒液的科學(xué)使用與制備”，將單純的物質(zhì)性質(zhì)探究升級(jí)為工程技術(shù)層面的模擬工業(yè)生產(chǎn)，內(nèi)容源于化學(xué)的氯元素、氧化還原等知識(shí)，在技術(shù)要求上、工程要求上又高于教材知識(shí)[3]。讓學(xué)生通過親身參與“化工生產(chǎn)”，加深物理、數(shù)學(xué)、化學(xué)科的交互影響，完善綜合知識(shí)背景。

化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的要求除了知識(shí)、能力的培養(yǎng)之外，還強(qiáng)調(diào)了科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任，這也是“立德樹人”這一教育根本任務(wù)的要求。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)同樣也可以在這一方面大有作為，例如“論證重污染天氣‘汽車限行’的合理性”這一微項(xiàng)目，學(xué)生就可以通過對(duì)汽車尾氣所含物、所含物危害、危害物處理等方面的探究、研討，一方面利用已有知識(shí)、能力分析與化學(xué)相關(guān)的實(shí)際社會(huì)熱點(diǎn)問題，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度;一方面通過科學(xué)地分析、討論，提出合理的建議和較為實(shí)際、操作性強(qiáng)的意見建議，落實(shí)社會(huì)責(zé)任。

高一銜接期的實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅是為實(shí)現(xiàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)而呈現(xiàn)，更是培養(yǎng)學(xué)生多項(xiàng)學(xué)習(xí)能力、激發(fā)和維持化學(xué)學(xué)習(xí)興趣、轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)方式的強(qiáng)有力陣地[4]。通過真實(shí)情境激發(fā)學(xué)生興趣，在興趣的引導(dǎo)下充分利用課余時(shí)間探究相關(guān)知識(shí)，在合作實(shí)踐中發(fā)展化學(xué)情感、態(tài)度、知識(shí)、技能的核心素養(yǎng)，真正將高效課堂落到了實(shí)處。

參考文獻(xiàn)

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[3]張昕.STEM視域下中學(xué)化學(xué)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的思考與實(shí)踐——以“84消毒液的科學(xué)使用與制備”為例[J].福建教育，2020（37）：61

[4]王澍、魏崇啟.高一銜接期化學(xué)教師教學(xué)情況調(diào)查與分析[J].化學(xué)教學(xué)，2019（5）：28

本文系福建省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2019年度教育教學(xué)改革專項(xiàng)課題《基于核心素養(yǎng)的初高中一體化化學(xué)高效課堂模式研究》（立項(xiàng)批準(zhǔn)號(hào)：Fjjgzx19-020）的研究成果之一