陳懿 陳靜

摘要： 以培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)和跨學(xué)科素養(yǎng)為本，構(gòu)建高中化學(xué)項目化學(xué)習(xí)的設(shè)計思路與流程。從“確立項目主題”、“創(chuàng)建驅(qū)動性問題”“設(shè)計學(xué)習(xí)實踐”“公開學(xué)習(xí)成果”以及“全程性評價”五個方面探討了項目化學(xué)習(xí)設(shè)計的校本實踐策略。

關(guān)鍵詞： 項目化學(xué)習(xí)設(shè)計; 學(xué)科核心素養(yǎng); 跨學(xué)科素養(yǎng); 學(xué)科育人

文章編號： 10056629（2022）0102705

中圖分類號： G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識碼： B

1 高中化學(xué)項目化學(xué)習(xí)的背景

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》指出“真實、具體的問題情境是學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的重要平臺”[1]。項目化學(xué)習(xí)（ProjectBased Learning，又稱項目式學(xué)習(xí)）正是讓學(xué)生在經(jīng)歷和解決真實世界的問題中發(fā)生學(xué)習(xí)[2]，作為培育素養(yǎng)的一種重要手段[3，4]，已在我國的基礎(chǔ)教育實踐中逐步開展。高中化學(xué)項目化學(xué)習(xí)是指以高中化學(xué)學(xué)科的關(guān)鍵概念或能力為載體，學(xué)生調(diào)動所有知識、能力、品質(zhì)等創(chuàng)造性地解決挑戰(zhàn)性問題、形成公開成果的一種綜合性、活動性的教育實踐形態(tài)。在探索、解決復(fù)雜問題的過程中彰顯化學(xué)知識的功能價值，使化學(xué)核心知識結(jié)構(gòu)化，有助于學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展[5]。

2 高中化學(xué)項目化學(xué)習(xí)設(shè)計的內(nèi)涵

項目化學(xué)習(xí)主要由內(nèi)容、活動、情境和結(jié)果四大要素構(gòu)成[6]。項目化學(xué)習(xí)綜合性強，富有挑戰(zhàn)性，往往需要學(xué)生綜合運用多學(xué)科的知識、技能，并進行跨學(xué)科融合、創(chuàng)新。高中化學(xué)項目化學(xué)習(xí)的基本要素如表1所示，其顯著特征表現(xiàn)為核心知識的再構(gòu)建、持續(xù)的學(xué)習(xí)實踐、高階思維的情境、有質(zhì)量的公開成果等。

項目化學(xué)習(xí)指向“學(xué)習(xí)”的發(fā)生，指向?qū)W生在“項目”中的成長。對于教師而言，高中化學(xué)項目化學(xué)習(xí)設(shè)計的首要前提是聚焦高中化學(xué)學(xué)科核心知識，并融合跨學(xué)科知識進行項目化轉(zhuǎn)化，建立以項目化學(xué)習(xí)為內(nèi)在邏輯的一套完整的教學(xué)設(shè)計系統(tǒng)，從而展開合理的教學(xué)。同時，對于學(xué)生而言，整個項目化學(xué)習(xí)活動需以學(xué)生為主體，學(xué)生自主、探究、合作完成項目任務(wù)，在解決真實問題中構(gòu)建知識、形成能力。因此，高中化學(xué)項目化學(xué)習(xí)設(shè)計需要系統(tǒng)綜合的思考，需要整合課程的設(shè)計和學(xué)習(xí)的設(shè)計。

基于以上分析，我們確立了高中化學(xué)項目化學(xué)習(xí)經(jīng)過“選定研究項目”“規(guī)劃項目任務(wù)”“實施項目任務(wù)”和“項目總結(jié)評價”四個階段（如圖1）。高中化學(xué)項目化學(xué)習(xí)設(shè)計以高中化學(xué)學(xué)科核心知識為載體、以“素養(yǎng)為本”為學(xué)習(xí)評價觀，融合跨學(xué)科知識、技能及思維方法，設(shè)計指向高階思維的驅(qū)動性問題，引導(dǎo)學(xué)生持續(xù)的學(xué)習(xí)實踐，形成指向驅(qū)動性問題解決的公開成果，實現(xiàn)知識的再構(gòu)建和創(chuàng)造力的持續(xù)發(fā)展，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)和跨學(xué)科素養(yǎng)，促進學(xué)生全面而有個性的發(fā)展。

3 高中化學(xué)項目化學(xué)習(xí)設(shè)計的實施策略

在高中化學(xué)項目化學(xué)習(xí)設(shè)計中，確立項目主題、創(chuàng)建驅(qū)動性問題、設(shè)計學(xué)習(xí)實踐、公開學(xué)習(xí)成果以及全程性評價這幾個環(huán)節(jié)至關(guān)重要。教師尋找核心知識確立項目主題，幫助學(xué)生實現(xiàn)核心知識的再構(gòu)建;創(chuàng)建具有挑戰(zhàn)性的驅(qū)動性問題，引發(fā)學(xué)生的高階思維;設(shè)計多樣的學(xué)習(xí)實踐，促使學(xué)生持續(xù)深入的探究、解決問題;明確凝結(jié)核心知識的學(xué)習(xí)成果，指向驅(qū)動性問題的解決;通過擬定的評價量規(guī)，及時診斷與評價學(xué)習(xí)。

3.1 確立項目主題，指向核心知識的再構(gòu)建

高中化學(xué)項目化學(xué)習(xí)設(shè)計的首要步驟是尋找核心知識確立項目主題。從課程標(biāo)準(zhǔn)和教材中尋找高中化學(xué)核心知識，明確與之相關(guān)的基礎(chǔ)知識、技能和學(xué)業(yè)質(zhì)量水平，轉(zhuǎn)化為合適的項目學(xué)習(xí)主題。同時，新課程標(biāo)準(zhǔn)指出“教師應(yīng)重視跨學(xué)科內(nèi)容主題的選擇和組織，加強化學(xué)與其他學(xué)科的聯(lián)系”。挖掘不同學(xué)科間交叉融合的部分，滲透進項目化學(xué)習(xí)中，幫助學(xué)生拓寬視野、開闊思路，綜合運用化學(xué)和其他學(xué)科知識分析解決項目任務(wù)，發(fā)展學(xué)生的跨學(xué)科素養(yǎng)。

項目化學(xué)習(xí)要幫助學(xué)生實現(xiàn)核心知識的再構(gòu)建。高中化學(xué)項目化學(xué)習(xí)設(shè)計聚焦高中化學(xué)核心知識，融合跨學(xué)科知識，確立適合學(xué)生的項目主題，創(chuàng)造解決實際問題的機會，激發(fā)學(xué)生自主探究、創(chuàng)新創(chuàng)造，在實踐中掌握知識、技能和方法，并能靈活地遷移、運用到新的情境中，產(chǎn)生新知識，以促進知識的再構(gòu)建。

依據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求、教學(xué)內(nèi)容以及學(xué)生的興趣和經(jīng)驗，我們從普通高中化學(xué)三類課程中尋找高中化學(xué)的核心知識，將其與學(xué)習(xí)、生產(chǎn)、生活中的問題或科技前沿等相結(jié)合，融合其他相關(guān)學(xué)科，轉(zhuǎn)化為項目化學(xué)習(xí)的主題（見表2）。項目主題主要分為科學(xué)探究、實物制作、社會議題和綜合應(yīng)用等不同類型。

“簡單的電鍍實驗”和“糖類的性質(zhì)”實驗是新課程標(biāo)準(zhǔn)中選擇性必修課程的兩個學(xué)生必做實驗，“樹葉鍍銅”項目化學(xué)習(xí)將二者有效融合在其中。該項目主題蘊含豐富的高中化學(xué)核心知識和跨學(xué)科知識（見表3）。通過查閱資料、交流討論以及實驗探究，學(xué)生創(chuàng)造性地將有機化學(xué)實驗和電化學(xué)實驗結(jié)合在一起，先利用銀鏡反應(yīng)將預(yù)處理后的樹葉表面覆蓋一層金屬Ag制得導(dǎo)電樹葉，再利用電解裝置制作鍍銅樹葉。在制作精美的金屬樹葉過程中，學(xué)生發(fā)展了認(rèn)識、解決問題的角度和思路，構(gòu)建了物質(zhì)制備的認(rèn)知模型;在遷移、運用各種知識來解決問題的過程中，產(chǎn)生了新知識，實現(xiàn)了核心知識的再構(gòu)建。

3.2 創(chuàng)建驅(qū)動性問題，指向高階思維的認(rèn)知策略

知識的獲得來源于對問題的認(rèn)識和解決的過程[7]。項目化學(xué)習(xí)設(shè)計的重要一環(huán)是創(chuàng)建真實情境下的驅(qū)動性問題，激發(fā)學(xué)生主動投入思考和探索，其質(zhì)量直接影響項目化學(xué)習(xí)的實踐過程和結(jié)果。高中化學(xué)項目化學(xué)習(xí)設(shè)計以蘊含高中化學(xué)核心知識的真實情境為出發(fā)點，挖掘與之相關(guān)的多學(xué)科交叉融合點，創(chuàng)建出具有挑戰(zhàn)性、引發(fā)高階思維的驅(qū)動性問題，使學(xué)生主動參與探究，幫助學(xué)生形成“知識的結(jié)構(gòu)化、解決問題的思路化”。

3.2.1 具有挑戰(zhàn)性，激發(fā)學(xué)生內(nèi)在動力

在真實情境中，基于學(xué)生的已有認(rèn)知經(jīng)驗，驅(qū)動性問題的設(shè)計需要具有可行性，還要有一定的挑戰(zhàn)性，激發(fā)學(xué)生的主動性，推動項目化學(xué)習(xí)的深入進行。同時，學(xué)生解決問題或完成任務(wù)的方案可以不唯一，有利于調(diào)動學(xué)生探索的積極性，需要學(xué)生自主探究，尋找證據(jù)，對提出的方案通過分析推理加以證實或證偽。在“探秘制堿工業(yè)”項目化學(xué)習(xí)中，設(shè)計如下驅(qū)動性問題，引發(fā)學(xué)生的好奇心，驅(qū)動學(xué)生主動思考、動手實驗探究： 問題1——自然界中如何獲得碳酸鈉？問題2——工業(yè)上如何制備碳酸鈉？問題3——實驗室如何模擬工業(yè)制備碳酸鈉？

3.2.2 引發(fā)高階思維能力，帶動整體學(xué)習(xí)

項目化學(xué)習(xí)是學(xué)生綜合運用知識和資源來探索驅(qū)動性問題的深度學(xué)習(xí)過程，需要有意識地設(shè)計高階認(rèn)知策略。依據(jù)學(xué)生認(rèn)知水平層次由低到高，設(shè)計層層遞進的驅(qū)動性問題，整合學(xué)生的低階學(xué)習(xí)和高階學(xué)習(xí)。學(xué)生不僅能運用“信息收集”“比較分類”“歸納演繹”等低階思維，還能發(fā)展“實驗探究”“問題解決”“創(chuàng)新創(chuàng)造”等高階思維。在“制作簡單的燃料電池”項目化學(xué)習(xí)中，融合跨學(xué)科知識，設(shè)計驅(qū)動性問題鏈，引發(fā)高階思維的認(rèn)知策略，部分設(shè)計策略見3.3內(nèi)容的圖2。

3.3 設(shè)計持續(xù)的學(xué)習(xí)實踐，體驗螺旋上升的學(xué)習(xí)歷程

學(xué)習(xí)素養(yǎng)的形成和發(fā)展是一個自我構(gòu)建、不斷提升的過程。項目化學(xué)習(xí)并不是讓學(xué)生按部就班地完成任務(wù)，而是要讓學(xué)生體驗面對真實、復(fù)雜的情境時所經(jīng)歷的持續(xù)研究，體驗螺旋上升的學(xué)習(xí)歷程，將知識內(nèi)化為能力和素養(yǎng)。高中化學(xué)項目化學(xué)習(xí)引導(dǎo)學(xué)生開展探究性實踐、調(diào)控性實踐等持續(xù)、多元的學(xué)習(xí)實踐，融合多學(xué)科、多領(lǐng)域的知識、技能和方法，促進學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展。同時，學(xué)習(xí)實踐聚焦高中化學(xué)核心知識、體現(xiàn)學(xué)科思維方法，需要引導(dǎo)學(xué)生開展證據(jù)與推理、符號與表征等具有化學(xué)學(xué)科特質(zhì)的學(xué)習(xí)活動。另外，學(xué)習(xí)實踐的組織順序遵循問題解決或項目成果完成的邏輯順序，以學(xué)生主動的自主學(xué)習(xí)和小組合作學(xué)習(xí)的方式來開展。

學(xué)生在學(xué)習(xí)原電池知識時，往往對基本概念不能有效深入理解，甚至認(rèn)識模糊，比如氧化還原反應(yīng)、離子運動方向等。針對這些問題，我們設(shè)計了“制作簡單的燃料電池”項目化學(xué)習(xí)（部分設(shè)計策略見圖2），融合跨學(xué)科知識和技能，持續(xù)、多元的學(xué)習(xí)實踐一直貫穿在整個項目化學(xué)習(xí)過程中。在一系列挑戰(zhàn)性的驅(qū)動性問題刺激下，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不斷被激發(fā)，信息收集、推理分析、實驗探究、創(chuàng)新創(chuàng)造等不同維度和層次的學(xué)習(xí)真正地發(fā)生。該項目化學(xué)習(xí)幫助學(xué)生厘清了電化學(xué)概念認(rèn)知的偏差，促進了電化學(xué)模型的認(rèn)知進階，形成了正確的能源觀。

3.4 公開學(xué)習(xí)成果，指向驅(qū)動性問題的解決

項目化學(xué)習(xí)最終形成有質(zhì)量的學(xué)習(xí)成果。目前，我們已經(jīng)開展的高中化學(xué)項目化學(xué)習(xí)形成的學(xué)習(xí)成果主要分為兩類： 一類是制作的作品[如圖3中（a）（b）（c）（d）]、形成的圖表及結(jié)論[如圖3中（e）]等，另一類是展示項目化學(xué)習(xí)過程及結(jié)果的PPT、海報[如圖3中（f）]、研究報告[如圖3中（g）]、論文等，可以輔以實驗裝置圖、項目方案、過程記錄照片及視頻等過程性材料。我們通過課堂展示交流、校科技節(jié)展覽以及化學(xué)社團展示等多種形式來公開學(xué)習(xí)成果，鼓勵學(xué)生，同時也促進學(xué)生回顧與反思、體驗學(xué)習(xí)的再一次生長。

高中化學(xué)項目化學(xué)習(xí)成果有兩個重要的特點。其一，直指驅(qū)動性問題的解決。圖3（c）所示利用生活中的物品制作鎂燃料電池驅(qū)動音樂賀卡;由圖3（e）分析可知室內(nèi)外PM2.5濃度呈現(xiàn)明顯的季節(jié)性變化特征，室外PM2.5濃度在冬季最高、在夏季最低。其二，體現(xiàn)了對核心知識的深度理解。圖3（g）顯示了學(xué)生思考和探究的全過程，展現(xiàn)了學(xué)生在解決真實問題過程中對核心知識（如氧化還原反應(yīng)、實驗操作等）的深度理解，能幫助學(xué)生從本質(zhì)上認(rèn)識、理解問題。

3.5 注重全程性評價，及時診斷與評價學(xué)習(xí)

高中化學(xué)項目化學(xué)習(xí)努力保持學(xué)習(xí)目標(biāo)—學(xué)習(xí)實踐—學(xué)習(xí)成果—學(xué)習(xí)評價的一致性。首先，樹立“素養(yǎng)為本”的學(xué)習(xí)評價觀，不僅關(guān)注知識和技能的掌握情況，更要關(guān)注化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)和跨學(xué)科素養(yǎng)達(dá)成情況。其次，學(xué)習(xí)評價設(shè)計前置，將學(xué)習(xí)評價的內(nèi)容與學(xué)習(xí)目標(biāo)保持一致，實現(xiàn)學(xué)生素養(yǎng)的形成可視化。再次，設(shè)計覆蓋項目化學(xué)習(xí)全過程的多樣化評價（見表4），客觀、全面地評價學(xué)習(xí)過程和項目化學(xué)習(xí)成果。最后，強調(diào)多元主體參與評價，學(xué)生自評、同伴互評與教師評價相結(jié)合，促進學(xué)生主動學(xué)習(xí)、自我反思，激勵更深層次的學(xué)習(xí)和成長。

在“探究酯的水解及制作肥皂”項目化學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)評價指向?qū)W習(xí)目標(biāo)，聚焦學(xué)生的終身發(fā)展。其一，采用覆蓋全程的多樣化評價方式。前置性評價主要考查學(xué)生已有認(rèn)知和學(xué)習(xí)需求，如認(rèn)識酯的結(jié)構(gòu)、理解酯的水解反應(yīng)等;過程性評價主要考查學(xué)生的認(rèn)知策略和學(xué)習(xí)實踐，如是否深度理解了核心知識、科學(xué)探究能力、創(chuàng)新意識如何等;結(jié)果性評價主要考查最終的學(xué)習(xí)成果，如研究報告的科學(xué)性、制作肥皂的功效及外觀、問題解決能力達(dá)成等。其二，采用自評、互評與師評相結(jié)合的評價方式。例如設(shè)計小組同伴互評表，每個小組的同伴相互評價，肯定、鼓勵，互助成長，評價出態(tài)度最認(rèn)真的同伴、最有團隊合作精神的同伴、實驗最嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐?、最有?chuàng)新意識的同伴等。

4 效果與反思

通過實施高中化學(xué)項目化學(xué)習(xí)，學(xué)生更好地認(rèn)識了學(xué)科與學(xué)科之間以及學(xué)科與生產(chǎn)、生活和科技發(fā)展之間的密切聯(lián)系，化學(xué)學(xué)習(xí)的視角和方法發(fā)生顯著變化。一方面，學(xué)生面對真實、復(fù)雜的問題情境，能主動地學(xué)習(xí)、調(diào)用多學(xué)科知識，從跨學(xué)科的視角來探索、解決問題;另一方面，在持續(xù)、多樣的學(xué)習(xí)實踐中，學(xué)生能理解、遷移、應(yīng)用知識，創(chuàng)造性、批判性地解決問題，這些學(xué)習(xí)方法都會成為學(xué)生健康成長和全面發(fā)展的基石。學(xué)生體驗了探索知識的過程，提升了科學(xué)探究能力、實踐創(chuàng)新能力以及團隊合作能力等，有效地促進了核心素養(yǎng)的發(fā)展。

在高中化學(xué)項目化學(xué)習(xí)的引領(lǐng)下，我校學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣更加濃厚，有更多學(xué)生選擇國內(nèi)外著名高校的化學(xué)相關(guān)專業(yè)深造。近幾年來，多名學(xué)生前往美國和英國等國家參加國際比賽和青少年科學(xué)論壇，展示項目化學(xué)習(xí)成果;學(xué)生創(chuàng)建多個化學(xué)社團，以項目化學(xué)習(xí)開展社團建設(shè)，獲省市級表彰。

在實踐和探索過程中，還有以下幾點值得關(guān)注。第一，條件資源保障——豐富的國內(nèi)外資源可供師生查閱獲得研究資料，現(xiàn)代化化學(xué)實驗室（除常規(guī)實驗儀器，還可以配備數(shù)字化儀器、現(xiàn)代分析儀器等）提供強有力的技術(shù)支持;第二，教學(xué)耗時與效率——整體規(guī)劃統(tǒng)籌安排課時，可以由課內(nèi)延伸到課外，也可以與校本選修課相結(jié)合;三，教師支持——定期組織教師培訓(xùn)研修，深化理論學(xué)習(xí)、實踐及反思，還可以與高校及科研院所等展開項目合作。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國教育部制定. 普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S]. 北京： 人民教育出版社， 2018.

[2]夏雪梅. 項目化學(xué)習(xí)： 連接兒童學(xué)習(xí)的當(dāng)下與未來[J]. 人民教育， 2017， （23）： 58～61.

[3]周業(yè)虹. 實施項目化學(xué)習(xí) 發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)[J]. 中小學(xué)教師培訓(xùn)， 2018， （8）： 33～37.

[4]張華. 論理解本位跨學(xué)科學(xué)習(xí)[J]. 基礎(chǔ)教育課程，2018， （11）： 7～13.

[5]曾璐，鄒映波. 人工合成肉桂酸——基于項目式學(xué)習(xí)的有機復(fù)習(xí)[J]. 化學(xué)教學(xué)， 2019， （6）： 57～60.

[6]劉景福. 基于項目的學(xué)習(xí)（PBL）模式研究[J]. 外國教育研究， 2002， 29（11）： 18～20.

[7]Barrows H.S.， Tamblyn R.M.. ProblemBased Learning： An Approach to Medical Education [M]. Berlin： Springer Publishing Co Inc， 1980.