■ 宋立棟

2015年5月，中共中央總書記習(xí)近平在華東七省市黨委主要負(fù)責(zé)同志座談會上的講話中指出：“綜合國力競爭說到底是創(chuàng)新的競爭?！泵鎸π聲r代的迅猛發(fā)展，創(chuàng)新型人才對建設(shè)創(chuàng)新國家的重要性日益凸顯，這就要求教育借鑒國際課改優(yōu)秀成果，加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，構(gòu)建中國特色的人才培養(yǎng)方式。學(xué)習(xí)方式變革是中小學(xué)課程改革的關(guān)鍵突破口，是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要著力點(diǎn)。[1]在《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》[2]（以下簡稱新課標(biāo)）中，明確了高中化學(xué)課程對“高素質(zhì)人才的培養(yǎng)具有不可替代的作用”，“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”是化學(xué)學(xué)科五大核心素養(yǎng)之一?！俺珜?dǎo)真實(shí)問題情境的創(chuàng)設(shè)，開展以化學(xué)實(shí)驗為主的多種探究活動，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。”

基于創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求，以往過于固化的課程結(jié)構(gòu)禁錮了學(xué)生的思維，急需探索基于國家課程的校本化建構(gòu)，完成學(xué)校課程教學(xué)整體的結(jié)構(gòu)性變革，山東省青島第三十九中學(xué)（以下簡稱青島39中）自2011年開始海洋教育的探索，將體驗式學(xué)習(xí)與課題研究相結(jié)合進(jìn)行了初步嘗試，取得了不錯的效果。隨著《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》[3]的出臺，青島39中開始探索基于真實(shí)問題驅(qū)動、實(shí)際問題解決、情境中探究的項目式教學(xué)研究。

一、項目式教學(xué)的內(nèi)涵與模式建構(gòu)

項目式教學(xué)是一種建構(gòu)主義理念下以學(xué)生為中心的教學(xué)方式，它主張學(xué)生通過一定時長的小組合作方式，解決一個真實(shí)世界中復(fù)雜的、具有挑戰(zhàn)性的問題，或完成一項源自真實(shí)世界經(jīng)驗且需要深度思考的任務(wù)。在解決問題或完成任務(wù)的過程中，學(xué)生精心設(shè)計項目作品、規(guī)劃和實(shí)施項目任務(wù)，進(jìn)而逐步習(xí)得包括知識、可遷移技能、高級思維能力、關(guān)鍵品格等在內(nèi)的21世紀(jì)技能與核心素養(yǎng)。

經(jīng)過深度理論學(xué)習(xí)，結(jié)合巴克教育學(xué)院的PBL框架[4]（見圖1），青島39中將項目式教學(xué)的核心要素概括為項目及學(xué)習(xí)目標(biāo)、真實(shí)情境、活動設(shè)計與探究、成果展示交流四項內(nèi)容（見圖2）。其中，項目及學(xué)習(xí)目標(biāo)的制定，既要尊重課程標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)業(yè)要求，又要考慮發(fā)展學(xué)生哪些方面的核心素養(yǎng)，同時要結(jié)合學(xué)校的資源優(yōu)勢；真實(shí)情境還原了知識產(chǎn)生的背景，使知識的發(fā)生回歸原點(diǎn)，教育也從原點(diǎn)發(fā)生；活動設(shè)計與探究過程還原了知識產(chǎn)生過程，使學(xué)生能夠理解知識原型的諸多變化，從而更能適應(yīng)復(fù)雜多變的真實(shí)世界問題；成果展示交流環(huán)節(jié)還原了思維發(fā)展過程，使學(xué)生的思維過程變得可視化，從而帶來了評價方式的變革。

圖1 黃金標(biāo)準(zhǔn)的項目式學(xué)習(xí)

圖2 項目式學(xué)習(xí)核心要素關(guān)系圖

在青島39中與北師大合作項目式實(shí)踐的過程中，形成了化學(xué)項目式教學(xué)模式，見圖3。

圖3 化學(xué)項目式教學(xué)模式

青島39中高中化學(xué)項目式教學(xué)通過整合教學(xué)內(nèi)容、拓寬教學(xué)環(huán)境、改變教學(xué)模式、改革評價方式等，最終使學(xué)生充分發(fā)展創(chuàng)造力和創(chuàng)造性思維，取得良好的教學(xué)效果。

二、項目式教學(xué)中情境的作用與選擇標(biāo)準(zhǔn)

基于項目式設(shè)計的黃金標(biāo)準(zhǔn)及青島39中的項目實(shí)踐，真實(shí)情境是項目式教學(xué)的核心要素之一。選擇真實(shí)情境，并設(shè)計富有挑戰(zhàn)性的問題，引導(dǎo)學(xué)生持續(xù)探究，是一個成功項目的必備要素。項目式教學(xué)中的情境活動有何作用呢？新課標(biāo)指出：課程內(nèi)容要設(shè)置基礎(chǔ)性和社會性的化學(xué)知識，教學(xué)理念要突出“素養(yǎng)為本”，為學(xué)生拓展與化學(xué)有關(guān)的真實(shí)問題，使學(xué)生形成關(guān)注社會發(fā)展的意識，鍛煉學(xué)生參與討論社會問題的能力，在這過程中逐漸形成學(xué)生必備的品格。因此情境的作用主要有二，一是其創(chuàng)造的環(huán)境為學(xué)生提供接觸社會生活的機(jī)會，能夠鍛煉學(xué)生團(tuán)隊合作能力，提高學(xué)生的生活實(shí)踐能力；二是為學(xué)生學(xué)習(xí)使用各種技術(shù)和方法提供了一個有效的大環(huán)境，合理的情境創(chuàng)設(shè)能夠更好地促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。[5]

那么，如何選擇促進(jìn)創(chuàng)新意識培養(yǎng)的化學(xué)項目式教學(xué)情境呢？首先，我們要了解創(chuàng)新意識的含義。創(chuàng)新意識（Sense of innovation）是指人們根據(jù)社會和個體生活發(fā)展的需要，引起創(chuàng)造前所未有的事物或觀念的動機(jī)，并在創(chuàng)造活動中表現(xiàn)出的意向、愿望和設(shè)想。創(chuàng)新意識主要包括問題意識和質(zhì)疑意識（相對于習(xí)慣和迷信心理）；捕捉機(jī)遇和靈感的意識（相對于惰性心理）；獨(dú)立意識和自主意識（相對于依賴和盲從心理）；風(fēng)險意識（相對于恐懼和蠻干思想）；開放合作意識（相對于封閉心理）。針對優(yōu)秀化學(xué)項目情境的選擇有如下要求。

（一）項目情境選取要符合課程標(biāo)準(zhǔn)

化學(xué)學(xué)科的項目式教學(xué)是基于真實(shí)問題解決的完整意義上的探索，不僅要求項目內(nèi)容符合課程標(biāo)準(zhǔn)，能夠發(fā)展學(xué)生一種或幾種核心素養(yǎng)，同時要符合新課標(biāo)要求的教學(xué)評一體化，具有可評價性。例如，實(shí)驗探究在化學(xué)項目式課堂中占有重要地位，實(shí)驗方案的設(shè)計、實(shí)施等過程都對學(xué)生的創(chuàng)新意識有所提升，都體現(xiàn)了科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的科學(xué)素養(yǎng)。

（二）項目情境要體現(xiàn)學(xué)科特點(diǎn)

化學(xué)作為一門交叉滲透于生命、材料、環(huán)境、能源等眾多領(lǐng)域的學(xué)科，在人類社會發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。項目應(yīng)該具有多學(xué)科、多領(lǐng)域的知識共存特點(diǎn)，能夠引起學(xué)生的研究興趣。

（三）項目情境要緊密聯(lián)系實(shí)際

項目問題是真實(shí)或者接近真實(shí)的問題，具有可操作性。在新課標(biāo)“課程內(nèi)容”模塊下每一主題的“教學(xué)提示”部分，針對情境素材的使用提出了具體建議；在“實(shí)施建議”部分明確指出要“創(chuàng)設(shè)真實(shí)問題情境，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變”，要“注重情境、活動、問題解決的整體設(shè)計”。[6]生活中的化學(xué)這一類的情境最容易吸引學(xué)生興趣。另外，新聞事件中與化學(xué)相關(guān)的報道或者素材，比如里約奧運(yùn)會的游泳池變色事件等，蘊(yùn)含的化學(xué)原理并不復(fù)雜，但是因為信息的傳播引起廣泛影響。作為項目教學(xué)切入點(diǎn)，往往能夠迅速帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入狀態(tài)，同時身邊的化學(xué)問題的解決能夠提升學(xué)生對化學(xué)學(xué)科價值感的認(rèn)同。

綜上，立足于新課標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生經(jīng)驗選擇項目，并根據(jù)項目主題選擇真實(shí)情境是項目式教學(xué)成敗的關(guān)鍵。

三、基于創(chuàng)新意識提升的項目式教學(xué)情境素材挖掘

學(xué)?；瘜W(xué)組自2017年開始項目式教學(xué)實(shí)踐探索，至今已開發(fā)了至少20個經(jīng)典項目式教學(xué)案例，在2020年7月出版的《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)理解與實(shí)踐》[7]中收錄3個項目式教學(xué)設(shè)計案例，2個教學(xué)實(shí)踐體會；在2020年11月出版的《高中化學(xué)項目式教學(xué)實(shí)踐研究》中收錄其中13個項目式教學(xué)設(shè)計案例。筆者以青島39中項目式教學(xué)實(shí)踐為例，選取比較有代表性的幾個項目分析如何在項目式教學(xué)的情境創(chuàng)設(shè)中提升學(xué)生的創(chuàng)新意識。

（一）問題意識和質(zhì)疑意識培養(yǎng)的項目式情境挖掘

提出問題是2012年美國國家研究理事會提出的核心科學(xué)實(shí)踐之一。姚本先先生認(rèn)為，問題意識是人們在生活中遇見難以解決的問題后，所產(chǎn)生的一種十分困惑的心理狀態(tài)。在此心理狀態(tài)下，人們會主動思考以尋求問題的解決。[8]項目式教學(xué)支持所有學(xué)生批判性地反思、解決問題，創(chuàng)造性地思考和作出決策。項目式的課堂本身就是一個意義建構(gòu)和知識生成的課堂，可以激勵和促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)、探索現(xiàn)象并解決問題。

以“設(shè)計過氧化氫使用注意事項標(biāo)簽”[9]為例，此項目式情境以日常生活為中心，以“紅十字會收到不同廠家的雙氧水消毒液”為項目背景，展示給學(xué)生不同廠家的消毒劑。學(xué)生發(fā)現(xiàn)它們的標(biāo)簽各不相同，提出問題：過氧化氫能不能與氧化性物質(zhì)混用?過氧化氫為何不能與還原性物質(zhì)混用？根據(jù)學(xué)過的氧化還原反應(yīng)的知識進(jìn)行問題的解決，設(shè)計實(shí)驗方案進(jìn)行過氧化氫性質(zhì)的探究，在完成項目的過程中，滲透學(xué)科知識、關(guān)鍵能力，也最終形成使用注意事項標(biāo)簽的項目成果。此案例中情境的選取就是來源于學(xué)生對現(xiàn)象的觀察。提出問題是科學(xué)的核心，也是鼓勵學(xué)生去探索他們所生活的世界的關(guān)鍵策略。驅(qū)動性問題的一個核心方面就是幫助學(xué)生建立科學(xué)與生活的關(guān)聯(lián)。此類項目式情境的設(shè)計對于培養(yǎng)學(xué)生的“問題意識和質(zhì)疑意識”具有重要的作用。

（二）捕捉機(jī)遇和靈感的意識培養(yǎng)的項目式情境挖掘

項目式學(xué)習(xí)不是幫助學(xué)生發(fā)展惰性知識，而是幫助他們發(fā)展整合性理解，從而幫助學(xué)生認(rèn)識現(xiàn)象和解決問題。在項目任務(wù)完成的課堂中，學(xué)生經(jīng)常會出現(xiàn)一些富有創(chuàng)造力和靈感的想法，教師在課堂上注意關(guān)注學(xué)生的課堂生成，抓住學(xué)生靈感的閃光點(diǎn)，就可以創(chuàng)造出更多的好的情境應(yīng)用于后續(xù)的項目式教學(xué)中。

以“含硫物質(zhì)轉(zhuǎn)化復(fù)習(xí)”[10]為例，“建硫酸工廠”的項目在解決選址問題及自建一個硫酸工廠模型的課后任務(wù)時，有學(xué)生依據(jù)原料分析，提出了鐵廠與硫酸廠聯(lián)合辦廠的想法和模型。抓住學(xué)生的靈感，提出“如果你作為硫酸廠的廠長,是否考慮與煉鐵廠聯(lián)合辦廠”的主項目，通過項目的設(shè)問、拆解、探究、總結(jié)來進(jìn)行含硫物質(zhì)的復(fù)習(xí)。教師捕捉住學(xué)生靈感的項目式教學(xué)設(shè)計，學(xué)生對于自己發(fā)現(xiàn)和提出的問題會更加感興趣。

（三）獨(dú)立意識和自主意識的項目式情境挖掘

提出問題、進(jìn)行觀察、設(shè)計探究方案、收集數(shù)據(jù)、分析結(jié)果、提出新問題、得出新的觀點(diǎn)并使用證據(jù)來支持這些觀點(diǎn)，這樣一個循環(huán)是基于項目的科學(xué)教育的一個關(guān)鍵特征，它要求學(xué)生能夠?qū)χR進(jìn)行運(yùn)用。因此在項目式教學(xué)過程中，能夠很好地培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立意識和自主意識。化學(xué)實(shí)驗是培養(yǎng)科學(xué)探究能力與創(chuàng)新意識的重要載體，學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)中通過實(shí)驗探究化學(xué)物質(zhì)及其變化的本質(zhì)及規(guī)律，實(shí)驗的探究過程也正是學(xué)生探究能力和創(chuàng)新意識培養(yǎng)的過程。

探秘“久置補(bǔ)鐵劑的成分”過程中，學(xué)生做完了原型的簡單實(shí)驗，再來做真實(shí)綜合的復(fù)雜體系實(shí)驗，對復(fù)雜體系中的干擾因素有所困擾。此時需要學(xué)生自覺、主動地用價-類二維圖解決陌生的復(fù)雜的不提示的問題，這是學(xué)生能力中的較高水平。教師不能只關(guān)注方案的本身，更要追問學(xué)生如何想出來。這是學(xué)生在經(jīng)歷此必做實(shí)驗時的兩個發(fā)展點(diǎn)，診斷的方法是需要先探查的，如何對學(xué)生進(jìn)行診斷呢？選取檢驗試劑是第一個驅(qū)動問題，學(xué)生選取試劑是要開放的，表現(xiàn)出來的選擇的不同性是學(xué)生思維中對價-類二維角度的差異，這是屬于自主性的東西，不能平白無故地給出。對于學(xué)生欠缺發(fā)展的內(nèi)容就要讓學(xué)生親自體驗，并且要足夠開放，因為只有開放了，學(xué)生才知道自身差在哪里。教師可以通過小組間互相比較的方式放大差異，差異背后代表的是關(guān)鍵思考角度的差異，障礙點(diǎn)即發(fā)展點(diǎn)。

（四）風(fēng)險意識的項目式情境挖掘

化學(xué)作為一門與生產(chǎn)生活聯(lián)系緊密的學(xué)科，解決生產(chǎn)生活中的問題更容易引發(fā)學(xué)生的共鳴。“自制泡沫滅火器”主要是為了解決家庭火災(zāi)的問題，“黃花菜中硫元素的測定”主要是解決民生新聞中關(guān)于二氧化硫的食品安全問題，“海上橋梁防腐方案設(shè)計”主要是克服高鹽度海域中的腐蝕問題，等等，都是培養(yǎng)學(xué)生風(fēng)險意識的情境。另外，在化學(xué)發(fā)展過程中，正是因為化學(xué)家們的風(fēng)險意識，才使得化學(xué)不斷發(fā)展。例如，“世紀(jì)回眸探制堿”選取的是“假設(shè)同學(xué)們穿越回一個世紀(jì)前制純堿的時代，如果你是侯德榜，技術(shù)被封鎖后，你要如何破譯索爾維制堿法的秘密呢”這樣的情境，體會當(dāng)時我國急需純堿的國情，讓學(xué)生體驗發(fā)現(xiàn)制堿的過程，激發(fā)學(xué)生對侯德榜的大世界觀、風(fēng)險意識的認(rèn)同感，體會工業(yè)制備物質(zhì)的一系列完整的流程，在項目實(shí)施過程中調(diào)用已有知識完成制堿原理的探究。項目式情境選擇真實(shí)生活情境或新聞熱點(diǎn)對促進(jìn)學(xué)生的風(fēng)險意識有很大的益處，更能讓學(xué)生深刻全面地看待化學(xué)、贊賞化學(xué)。

（五）開放合作意識培養(yǎng)的項目式情境挖掘

項目式教學(xué)是在探究式學(xué)習(xí)法上衍生出來的一種教學(xué)模式。老師提出具體項目，可以理解為學(xué)習(xí)任務(wù)；學(xué)生在驅(qū)動性問題的激發(fā)下，尋找解決問題的途徑和方法。因此項目式教學(xué)在情境選取、項目解決及項目作品的呈現(xiàn)中，都是全開放式的。這期間，學(xué)生需要對問題進(jìn)行剖析，劃分項目模塊，通過分工合作、查閱資料、整理數(shù)據(jù)、分析問題等途徑完成最終的作品，對于培養(yǎng)學(xué)生的合作意識有積極作用。

以“工業(yè)廢氣合成甲醇”為例，將常見工業(yè)廢氣中的二氧化碳合成甲醇，除了項目主題是全開放的，條件的選取也是全開放的，需要學(xué)生能多角度、動態(tài)地分析化學(xué)變化，運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理解決簡單的實(shí)際問題?！敖饩扑幍难兄婆c開發(fā)”[11]從日常生活中“酒與頭孢不能同服”的常識切入，通過角色扮演，解答“如果你是藥物研發(fā)師，解酒藥應(yīng)該如何制作”這個問題。這樣的全開放式的探究，給學(xué)生更多的思考和發(fā)揮的空間。每個想法的落實(shí)需要學(xué)生小組間的通力合作，因此項目式教學(xué)在自主性、開放性和綜合性上存在巨大優(yōu)勢，對培養(yǎng)學(xué)生的“創(chuàng)新意識”和“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”等學(xué)科核心素養(yǎng)都有良好效果。

四、反思

項目式教學(xué)用真實(shí)情境還原了知識產(chǎn)生的背景，使知識的發(fā)生回歸原點(diǎn)。在完成項目任務(wù)的過程中，問題解決過程就是教學(xué)的過程，就是學(xué)生學(xué)習(xí)的過程。通過積極的小組合作、實(shí)驗探究等方式，發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新意識。

在項目式教學(xué)設(shè)計的過程中，我們關(guān)注了生產(chǎn)生活，關(guān)注了工業(yè)生產(chǎn)，關(guān)注了民生新聞等，但是對于傳統(tǒng)文化的挖掘還不到位。在后期的實(shí)踐中，我們會向中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化上傾斜，傳承和弘揚(yáng)工匠精神和技術(shù)創(chuàng)新思想。同時，也要打破學(xué)科壁壘，充分發(fā)揮項目式教學(xué)的育人價值，讓教育真實(shí)發(fā)生。