趙萍 陳鋒

摘 ? 要：微項(xiàng)目化學(xué)習(xí)指向更有效地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，以真實(shí)情境為學(xué)習(xí)載體，以驅(qū)動(dòng)性問題為學(xué)習(xí)導(dǎo)向，以科學(xué)知識(shí)為解決問題的基礎(chǔ)，以問題解決、探究性實(shí)踐等為認(rèn)知策略，從而理解科學(xué)概念、形成專家思維、引發(fā)跨情境的遷移。

關(guān)鍵詞：學(xué)科核心素養(yǎng);微項(xiàng)目化學(xué)習(xí);初中科學(xué)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ?文章編號(hào)：1003-6148（2022）4-0004-5

科學(xué)課程核心素養(yǎng)是指學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)課程的過程中，逐步形成的適合個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力，是學(xué)生通過科學(xué)課程學(xué)習(xí)后內(nèi)化的具有科學(xué)特性的品質(zhì)，主要包括科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐和態(tài)度責(zé)任四個(gè)方面。項(xiàng)目化學(xué)習(xí)是一種很好的可以養(yǎng)成科學(xué)課程核心素養(yǎng)的課程樣態(tài)，但是需要多節(jié)課或需要延伸到課外的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)并不完全符合現(xiàn)今的真實(shí)校園情況，要使項(xiàng)目化學(xué)習(xí)在現(xiàn)實(shí)學(xué)校里真實(shí)“發(fā)生”，讓盡可能多的學(xué)生心智自由地發(fā)展科學(xué)課程核心素養(yǎng)，項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中的微項(xiàng)目化學(xué)習(xí)是一種較現(xiàn)實(shí)的課程樣態(tài)。

1 ? ?初中科學(xué)微項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的范式

微項(xiàng)目化學(xué)習(xí)主要在45分鐘的課堂上進(jìn)行，是指在課堂中為學(xué)生提供15～20分鐘長時(shí)段的探索性項(xiàng)目任務(wù)，或者在課外以類似實(shí)踐性作業(yè)的形式對(duì)某個(gè)內(nèi)容或主題進(jìn)行小探索[1]。微項(xiàng)目化學(xué)習(xí)為學(xué)生提供探究性項(xiàng)目任務(wù)，擇取項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中的真實(shí)情境、驅(qū)動(dòng)性任務(wù)、探究性實(shí)踐、社會(huì)性實(shí)踐等若干要素，助力學(xué)生理解基于課程標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵概念，培養(yǎng)理性思維、批判質(zhì)疑和勇于探究的科學(xué)精神等。

嘗試給予學(xué)生更多心智自由的基于真實(shí)情境的微項(xiàng)目化學(xué)習(xí)范式，如圖1所示。

2 ? ?初中科學(xué)微項(xiàng)目化學(xué)習(xí)范式的實(shí)踐

“汽化與液化”是浙教版《科學(xué)》七年級(jí)上冊第4章第6節(jié)的內(nèi)容，該內(nèi)容屬于核心概念“物質(zhì)的變化與化學(xué)反應(yīng)”中的學(xué)習(xí)內(nèi)容，即物質(zhì)的三態(tài)變化。本節(jié)課的重點(diǎn)知識(shí)是探究影響液體蒸發(fā)快慢的因素，要求學(xué)生熟練掌握科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的基本步驟，學(xué)會(huì)用控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。在傳統(tǒng)的課堂上，往往是教師提供實(shí)驗(yàn)器材和“藥方式”的探究方案，學(xué)生按部就班地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，最后得出結(jié)論。但是，學(xué)生在小學(xué)階段就學(xué)習(xí)過蒸發(fā)這個(gè)概念，也多次接觸過控制變量條件下的實(shí)驗(yàn)探究，在這樣思維空間有限的探究過程中，學(xué)生思維能力的提升是有限的。

2.1 ? ?確定微項(xiàng)目的學(xué)習(xí)目標(biāo)

根據(jù)泰勒的課程與教學(xué)原理可知，學(xué)習(xí)目標(biāo)是課程的核心，有清晰、明確、可操作性的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)目標(biāo)，才能使學(xué)生更高效、更有指向性地完成項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。指向科學(xué)課程核心素養(yǎng)的“汽化與蒸發(fā)”微項(xiàng)目學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)定如圖2所示。

2.2 ? ?尋找復(fù)雜、適切的真實(shí)情境

在微項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的情境創(chuàng)設(shè)上，要遵循真實(shí)性、復(fù)雜性和適切性原則，凸顯情境的功能性目的，促使學(xué)生把學(xué)科知識(shí)和技能運(yùn)用到真實(shí)世界中，而不是僅僅在書本上掌握它們。

“汽化與蒸發(fā)”可以選擇如下情境：非洲窮小哥賣不用電的“土冰箱”逆襲成土豪。在非洲，很多地方還都是原始部落，沒有自來水，也沒有電。那么，在四季酷熱的非洲，食物怎么保存呢？他們發(fā)明了一種“土冰箱”，可以使放入其中的食物的溫度下降十幾攝氏度。

設(shè)計(jì)意圖：這個(gè)情境來源于真實(shí)生活，是現(xiàn)實(shí)世界成年人要面對(duì)并解決的問題，制作“土冰箱”時(shí)運(yùn)用的原理屬于科學(xué)問題，提出的問題對(duì)學(xué)生是有意義的。真實(shí)問題，學(xué)生視角，學(xué)以致用，這樣的情境可以與學(xué)生的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)建立起聯(lián)系，從而激發(fā)學(xué)生的好奇心和探究興趣，有助于養(yǎng)成“勇于探究”和“樂學(xué)善學(xué)”的素養(yǎng)。

2.3 ? ?創(chuàng)設(shè)驅(qū)動(dòng)性問題

驅(qū)動(dòng)性問題是能夠組織和驅(qū)動(dòng)師生開展學(xué)習(xí)和探究等課堂教學(xué)行為的、以實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)及促進(jìn)學(xué)生素養(yǎng)發(fā)展的、科學(xué)且有意義的問題。

“汽化與蒸發(fā)”微項(xiàng)目的驅(qū)動(dòng)性問題是如何制作“土冰箱”，循序漸進(jìn)的問題鏈設(shè)計(jì)如下：

（1）這支溫度計(jì)在空氣中的示數(shù)是15 ℃，給你燒杯、酒精、水和膠頭滴管等器材，你能讓溫度計(jì)的示數(shù)在最短的時(shí)間內(nèi)盡量降低嗎？請記錄操作方法、時(shí)間及最低的溫度。觀察并比較多組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，你可以得出什么結(jié)論？

（2）給你一塊濕布，你能用最短的時(shí)間讓濕布變干嗎？請記錄操作方法、時(shí)間。觀察并比較多組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，你可以得出什么結(jié)論？若要使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更嚴(yán)謹(jǐn)，你的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需要進(jìn)行怎樣的修正？

（3）上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中的酒精和水，由液態(tài)變成氣態(tài)，這種物態(tài)變化叫什么？請用微觀的分子運(yùn)動(dòng)論觀點(diǎn)解釋宏觀的汽化現(xiàn)象，并用圖示法呈現(xiàn)汽化現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)。

（4）提供小陶罐、燒杯、剪刀、糖果、沙子、布、水、滴管、溫度計(jì)、小布?jí)K等器材，請運(yùn)用前面兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論制作降溫效果好的“土冰箱”，需要提供設(shè)計(jì)圖，說明選材、各部分的結(jié)構(gòu)和作用，說明制作“土冰箱”所依據(jù)的科學(xué)原理，呈現(xiàn)“土冰箱”模型。

（5）如果這是你們組的產(chǎn)品，請?jiān)O(shè)計(jì)宣傳單介紹、宣傳你們的“土冰箱”。

（6）請你制訂評(píng)價(jià)量表，來評(píng)價(jià)其他小組的“土冰箱”，并說明評(píng)價(jià)的理由。

（7）請你嘗試?yán)L制今天所學(xué)知識(shí)的思維導(dǎo)圖;根據(jù)對(duì)其他小組產(chǎn)品的體驗(yàn)以及評(píng)價(jià)，對(duì)你們組的產(chǎn)品提出改進(jìn)意見。

設(shè)計(jì)意圖：驅(qū)動(dòng)性問題與課堂教學(xué)目標(biāo)相匹配，具有科學(xué)性和真實(shí)性，能引發(fā)學(xué)生的高階思維活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生開展實(shí)踐性活動(dòng)的興趣[2]。以上的問題鏈設(shè)計(jì)，考慮到了將復(fù)雜問題拆分成具有邏輯關(guān)系的多個(gè)問題，呈現(xiàn)的不是零散、獨(dú)立的問題，這樣的問題鏈為學(xué)生的思維搭建了良好的“腳手架”，但又是非良構(gòu)的問題，在給予學(xué)生較大的思維空間的前提下降低了思維難度，有助于學(xué)生循序漸進(jìn)地在一節(jié)課內(nèi)解決問題[2]。在有限的課堂時(shí)間內(nèi)，既促使學(xué)生形成了基本的科學(xué)觀念，又訓(xùn)練了運(yùn)用基本的思維方法解決非良構(gòu)問題的能力。

2.4 ? ?明確設(shè)計(jì)方案、實(shí)驗(yàn)、制作中的認(rèn)知策略和學(xué)習(xí)實(shí)踐活動(dòng)

要讓學(xué)生經(jīng)歷高質(zhì)量的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)，需要設(shè)計(jì)指向概念性知識(shí)的高階認(rèn)知策略，同時(shí)也包含與之相關(guān)的系列基礎(chǔ)知識(shí)的認(rèn)知加工，并讓學(xué)生經(jīng)歷有意義的學(xué)習(xí)實(shí)踐歷程，而不是簡單地讓學(xué)生完成活動(dòng)、做出成果?！捌c蒸發(fā)”微項(xiàng)目學(xué)習(xí)中的認(rèn)知策略及學(xué)習(xí)實(shí)踐活動(dòng)分析如表1所示。

設(shè)計(jì)意圖：通過以上分析可知，該微項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)中，有多元的學(xué)習(xí)實(shí)踐活動(dòng)，可以較好地滿足學(xué)生的多元需求。學(xué)生搜尋生活中有關(guān)蒸發(fā)的經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中通過比較、分析、推理、抽象等得出有關(guān)蒸發(fā)的概念，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)見等高階認(rèn)知策略，從而有效地養(yǎng)成相關(guān)的科學(xué)課程核心素養(yǎng)。

3 ? ?初中科學(xué)微項(xiàng)目化學(xué)習(xí)范式的應(yīng)用策略

3.1 ? ?以真實(shí)情境激發(fā)學(xué)生的動(dòng)機(jī)與思維

將解決真實(shí)情境中的問題作為撬動(dòng)掌握知識(shí)和技能的杠桿，使學(xué)生發(fā)生高階思維，助力養(yǎng)成科學(xué)課程核心素養(yǎng)，以幫助學(xué)生應(yīng)對(duì)紛繁復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)世界。列舉浙教版初中《科學(xué)》中可以運(yùn)用的一些真實(shí)情境，如表2所示。

在將真實(shí)情境引入微項(xiàng)目學(xué)習(xí)時(shí)，要切忌情境與知識(shí)的學(xué)習(xí)和運(yùn)用被割裂成兩張皮，只是“為情境而教情境”，使真實(shí)情境起不到激發(fā)學(xué)生思維的作用。也要切忌呈現(xiàn)一個(gè)虛假的情境，比如在浙教版《科學(xué)》九年級(jí)上冊第三章第五節(jié)“內(nèi)能”這節(jié)的“熱機(jī)”一課中，老師呈現(xiàn)了“我是一個(gè)汽油機(jī)”這個(gè)情境，讓學(xué)生用肢體模擬汽油機(jī)工作的四個(gè)沖程，這些模擬無助于對(duì)本質(zhì)內(nèi)容的理解，熱鬧的課堂現(xiàn)象改變不了最后“講授 —接受—測驗(yàn)反饋”傳統(tǒng)教學(xué)中的學(xué)生對(duì)于書本內(nèi)容熟稔于心，而面對(duì)現(xiàn)實(shí)問題時(shí)卻無所適從的現(xiàn)狀，也無法使他們獲得參與改變現(xiàn)實(shí)世界活動(dòng)的機(jī)會(huì)。

3.2 ? ?以適切的驅(qū)動(dòng)性問題（鏈）促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)

設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)性問題時(shí)，需要考慮驅(qū)動(dòng)性問題的針對(duì)性、適切性，否則微項(xiàng)目化學(xué)習(xí)較難開展。例如，浙教版初中《科學(xué)》八年級(jí)上冊第四章復(fù)習(xí)課“歐姆定律的應(yīng)用”，老師先呈現(xiàn)情境“電壓表可以直接測電壓，電流表可以直接測電流，你能制作出一個(gè)可以直接測電阻的歐姆表嗎？”直接提出讓學(xué)生制作歐姆表，學(xué)生較難有思路，他們的思維能力、知識(shí)儲(chǔ)備都難以支持該問題。如果將其拆解成問題鏈：（1）現(xiàn)在老師有電流表，你可以選擇對(duì)它進(jìn)行改裝。（2）你還需要什么器材？或者給出實(shí)驗(yàn)器材讓學(xué)生挑選。（3）請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)可以測電阻的電路。（4）檢查分析你設(shè)計(jì)的電路的可行性。（5）怎樣在電表上標(biāo)注刻度？（6）改裝后的歐姆表的刻度均勻嗎？請推導(dǎo)證明。通過這樣的問題鏈，幫助學(xué)生鋪設(shè)了解決問題的臺(tái)階，使學(xué)生在合理的問題引導(dǎo)下，順利解決復(fù)雜問題。

驅(qū)動(dòng)性問題不能太難，也不能太簡單，如果驅(qū)動(dòng)性問題的思維容量太小，那么難以促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，難以養(yǎng)成歸納、比較等理性思維。如“制作新型液體密度測量工具”這個(gè)微項(xiàng)目學(xué)習(xí)中以下這個(gè)教學(xué)片段：

師：請同學(xué)們仔細(xì)觀察我接下來的操作。將裝有等體積酒精和蔗糖溶液的小桶先后掛在彈簧上，并在側(cè)面做標(biāo)記。

師：你們發(fā)現(xiàn)了什么？

生：兩次的彈簧伸長量不一樣。

師：產(chǎn)生這種區(qū)別的原因可能是什么？

生：小桶內(nèi)裝的液體密度不同。

師：那為什么液體密度不同，彈簧伸長量就不同呢？

生：體積相同時(shí)，液體密度越大，質(zhì)量越大，所受重力就越大，彈簧受到的拉力也就越大。

3.3 ? ?以高階認(rèn)知策略和學(xué)習(xí)實(shí)踐促進(jìn)養(yǎng)成核心素養(yǎng)

項(xiàng)目化學(xué)習(xí)要鍛煉和培育的是學(xué)生在復(fù)雜情境中的靈活的心智置換，是一種包含知識(shí)、行動(dòng)和態(tài)度的“學(xué)習(xí)實(shí)踐”，而不是按部就班地完成探究的流程，即是一種動(dòng)手動(dòng)腦的學(xué)習(xí)實(shí)踐，既有“做”，又有“學(xué)”，是在對(duì)知識(shí)的深度理解基礎(chǔ)上的實(shí)踐，同時(shí)也是在實(shí)踐過程中探究知識(shí)的形成過程。例如，在浙教版七年級(jí)下冊《科學(xué)》第二章第五節(jié)“光的反射和折射”這節(jié)課中，以“太陽光進(jìn)入大氣層的時(shí)候?yàn)槭裁磿?huì)發(fā)生彎折”為真實(shí)情境，以“光在什么情況下會(huì)發(fā)生彎折”“同種介質(zhì)中會(huì)不會(huì)發(fā)生折射”“怎樣可以制作不均勻介質(zhì)模擬大氣層的大氣不均勻的現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)”等驅(qū)動(dòng)性問題來驅(qū)動(dòng)學(xué)生思考，學(xué)生嘗試用多種材料來模擬不均勻的介質(zhì)，如膠水、鹽水、油等，最后在老師的輔助下發(fā)現(xiàn)了溶解度大的“糖水”能模擬出來，然后學(xué)生思考怎樣可以制作出濃度差距大的糖水，怎樣操作可以讓糖水變成濃度漸變的狀態(tài)，一步步都是學(xué)生遇到問題后在老師的協(xié)助下逐步思考、探究、解決，以避免學(xué)生只根據(jù)老師提供的器材做實(shí)驗(yàn)，而不知為什么要做這些實(shí)驗(yàn)。

總之，微項(xiàng)目化學(xué)習(xí)選擇項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中的某幾個(gè)要素運(yùn)用于日常課堂教學(xué)中，從而使項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的精華真正地被真實(shí)的校園所汲取，而不僅僅存在于論文或課題中，從而有效地發(fā)展學(xué)生的科學(xué)課程核心素養(yǎng)。本文提供一種微項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的范式，并運(yùn)用平板電腦等展示線上線下的融合教學(xué)，旨在改變目前項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的研究“轟轟烈烈”，但課堂教學(xué)傳統(tǒng)模式“濤聲依舊”的現(xiàn)狀。

參考文獻(xiàn)：

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[2]陳鋒.初中科學(xué)概念教學(xué)范式的創(chuàng)新研究[M].上海：上海教育出版社，2017：9.（欄目編輯 ? ?趙保鋼）