吳晗清 徐 甜

(1.首都師范大學(xué)教師教育學(xué)院，北京 100037；2.首都師范大學(xué)化學(xué)教育研究所，北京 100048)

知識(shí)與情境如同鹽與水的關(guān)系，只有相互交融才能被主體吸收。除了知識(shí)，過(guò)程與方法、態(tài)度與情感、實(shí)踐能力與創(chuàng)新意識(shí)，更是需要學(xué)生在一定情境中經(jīng)歷真實(shí)的探究才能濡染涵養(yǎng)。正如著名哲學(xué)家懷特海所言，教育只有一個(gè)主題，那就是五彩繽紛的生活世界。這里的生活世界，指向豐富多彩的教育情境?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》(2017年版，2020年修訂)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“新課標(biāo)”)是在落實(shí)立德樹(shù)人、推進(jìn)基礎(chǔ)教育課程改革和實(shí)施新高考改革的大背景下出臺(tái)的，體現(xiàn)了國(guó)家對(duì)普通高中課程的基本規(guī)范和質(zhì)量要求。[1]新課標(biāo)的新穎之處在于在必修和選擇性必修課程的每個(gè)主題中都給出了“情境素材建議”，并在教學(xué)與評(píng)價(jià)建議中明確要求“創(chuàng)設(shè)真實(shí)且富有價(jià)值的問(wèn)題情境”。課堂教學(xué)中融入各種情境素材，可以全方位、多角度讓學(xué)生獲得成長(zhǎng)，不僅構(gòu)建了自己獨(dú)特的認(rèn)知體系，還豐富了學(xué)生的化學(xué)情感、責(zé)任與擔(dān)當(dāng)，落實(shí)核心素養(yǎng)，體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的育人價(jià)值。

一、化學(xué)教學(xué)情境素材及其分類(lèi)

新課標(biāo)在“課程的基本理念”中明確指出，化學(xué)學(xué)習(xí)倡導(dǎo)真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè)，結(jié)合學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)和將要經(jīng)歷的社會(huì)生活實(shí)際，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注人類(lèi)面臨的與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感、參與意識(shí)和決策能力。化學(xué)教學(xué)應(yīng)該以生活為素材，引導(dǎo)學(xué)生用化學(xué)解決生活問(wèn)題，在生活中認(rèn)識(shí)化學(xué)。[2]教學(xué)情境是把學(xué)科知識(shí)、認(rèn)知邏輯、情感態(tài)度、實(shí)踐行為、社會(huì)生活等綜合起來(lái)的教與學(xué)的活動(dòng)場(chǎng)域，具有社會(huì)性、文化性、科學(xué)性和實(shí)踐性。通過(guò)相關(guān)文獻(xiàn)研究，結(jié)合中學(xué)化學(xué)教學(xué)特征，本研究認(rèn)為，化學(xué)情境素材有以下三種主要的構(gòu)建視角。

1.以學(xué)科知識(shí)為主視角

從學(xué)科知識(shí)為主視角出發(fā)，可以將情境素材分為本學(xué)科類(lèi)與跨學(xué)科類(lèi)，分別包含兩種類(lèi)型的情境素材。一種是以所學(xué)新知識(shí)相關(guān)的舊知為載體，引導(dǎo)學(xué)生建立起新舊知識(shí)的聯(lián)系，溫故知新，增強(qiáng)認(rèn)知的邏輯性和結(jié)構(gòu)化。以“化學(xué)反應(yīng)與能量”這一主題為例，在認(rèn)識(shí)化學(xué)能與熱能的關(guān)系時(shí)，結(jié)合具體實(shí)例如氫氣與氧氣反應(yīng)生成氣態(tài)水和液態(tài)水釋放能量不同，激發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突，基于內(nèi)能及內(nèi)能的變化認(rèn)識(shí)物質(zhì)所具有的能量和化學(xué)反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)，體會(huì)引入焓變概念的價(jià)值，理解熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)規(guī)則等。另一種是以科學(xué)史為素材，感受科學(xué)家篳路藍(lán)縷的研究歷程，培養(yǎng)學(xué)生勤于實(shí)踐、敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新的意識(shí)和習(xí)慣。如“原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)”這一主題，從道爾頓的實(shí)心球模型，到湯姆森的葡萄干蛋糕模型，到波爾量子化理論以及海森堡和薛定諤提出的電子云模型，教師可以借助科學(xué)史的故事和素材多角度地展示人類(lèi)對(duì)微觀結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)過(guò)程，促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解。

2.以社會(huì)生活為主視角

以社會(huì)生活為主視角的情境素材，可以將其分為社會(huì)類(lèi)、生活類(lèi)與自然情境類(lèi)。首先是社會(huì)類(lèi)，即以社會(huì)中的熱點(diǎn)話(huà)題為載體，如環(huán)境保護(hù)、科技進(jìn)步、社會(huì)發(fā)展等，旨在發(fā)展學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展意識(shí)，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感。以“化學(xué)與社會(huì)發(fā)展”主題為例，了解造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的原因以及應(yīng)對(duì)措施，認(rèn)識(shí)化學(xué)原理、化工技術(shù)對(duì)于節(jié)能環(huán)保、清潔生產(chǎn)、清潔能源等產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要性。樹(shù)立“綠色化學(xué)”的觀念，形成資源全面節(jié)約、物能循環(huán)利用的意識(shí)。其次是生活類(lèi)，此類(lèi)素材往往是貼近學(xué)生生活并與所學(xué)知識(shí)相關(guān)的事件、現(xiàn)象、物品、生活經(jīng)驗(yàn)等，重在引導(dǎo)學(xué)生用化學(xué)知識(shí)解決生活問(wèn)題，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，認(rèn)識(shí)化學(xué)與生活是密不可分的。[3]如“簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物及其應(yīng)用”這一主題，結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)食物中的糖類(lèi)、蛋白質(zhì)、油脂等生物大分子進(jìn)入體內(nèi)之后的機(jī)理與反應(yīng)，知道此類(lèi)有機(jī)物對(duì)于人體的健康有著不可或缺的重要性，引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的健康意識(shí)及審美觀。再次是自然情境類(lèi)，指與所學(xué)知識(shí)相關(guān)的自然界中的化學(xué)變化和現(xiàn)象，幫助學(xué)生了解物質(zhì)世界的奧秘，學(xué)習(xí)化學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)及其變化，用化學(xué)思想認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界。[3]以“元素與物質(zhì)分類(lèi)”為例，以“清晨可以在密林中看到一縷縷光束”這一自然現(xiàn)象為情境，在熟悉的情境中開(kāi)啟對(duì)膠體從直觀到深入的認(rèn)知。

3.以科學(xué)探究為主視角

以科學(xué)探究為主視角，包括科研成果類(lèi)素材與實(shí)踐探索類(lèi)情境素材兩種?；瘜W(xué)作為科學(xué)的重要分支，科研成果類(lèi)素材在化學(xué)教學(xué)中起到至關(guān)重要的作用。以科學(xué)家在科研中取得的成果為載體，為學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展提供客觀真實(shí)的背景資源，是學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)、感受科學(xué)的有效途徑。例如，通過(guò)介紹光伏材料、催化材料、納米材料等新型材料的應(yīng)用與發(fā)展，認(rèn)識(shí)半導(dǎo)體光催化作為一種新興技術(shù)，致力于將取之不竭的綠色太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能、電能等，旨在解決全球能源危機(jī)、凈化生態(tài)，實(shí)現(xiàn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。以探究實(shí)驗(yàn)、趣味實(shí)驗(yàn)等實(shí)踐探索類(lèi)素材為教學(xué)情境，能夠極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，降低學(xué)生的畏難情緒，提高課堂的趣味性與學(xué)生的參與度，更加貼切新課程改革中“以人為本”的學(xué)生觀。如在“常見(jiàn)的無(wú)機(jī)物及其應(yīng)用”這一主題，通過(guò)菠菜中鐵元素的檢驗(yàn)，了解通過(guò)化學(xué)反應(yīng)可以探索物質(zhì)性質(zhì)、實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化，認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化在促進(jìn)社會(huì)文明進(jìn)步、自然資源綜合利用和環(huán)境保護(hù)中的重要價(jià)值。

二、魯科版高中化學(xué)教材中“微項(xiàng)目”情境素材的結(jié)構(gòu)分析

化學(xué)教材是承載科學(xué)知識(shí)、拓展科學(xué)視野的重要資源，為了讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)化學(xué)對(duì)社會(huì)發(fā)展的重要價(jià)值，新課標(biāo)中給出了“情境素材建議”，引導(dǎo)師生在教學(xué)過(guò)程中注重化學(xué)知識(shí)與真實(shí)情境相結(jié)合，從學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，發(fā)展學(xué)生自主探究與解決問(wèn)題的能力。高中化學(xué)教材中的情境素材多來(lái)源于科學(xué)知識(shí)的發(fā)展史實(shí)、化學(xué)在生活、工業(yè)及其他領(lǐng)域的應(yīng)用以及科學(xué)技術(shù)取得的成果等，涉及自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)及人文科學(xué)等領(lǐng)域，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)觀念、發(fā)展學(xué)生科學(xué)精神的有效素材。在魯科版高中化學(xué)新教材中，微項(xiàng)目模塊的設(shè)置是一大亮點(diǎn)。[4]通過(guò)微項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)的建構(gòu)、能力的發(fā)展及素養(yǎng)的生成。“微項(xiàng)目”根據(jù)新課標(biāo)中提供的情境素材建議，合理選取相關(guān)內(nèi)容，其中所涉及的知識(shí)、需要分析和解決的問(wèn)題都符合新課標(biāo)中的內(nèi)容要求及學(xué)業(yè)要求。[5]

魯科版高中教材共有15個(gè)微項(xiàng)目，均設(shè)置于每一章的最后。為了進(jìn)一步分析情境素材的類(lèi)別結(jié)構(gòu)與教育功能，基于上文從三個(gè)視角對(duì)化學(xué)情境素材的劃分，對(duì)魯科版高中化學(xué)教材中微項(xiàng)目所涉及的情境素材進(jìn)行深度剖析(如表1所示)。

表1 魯科版高中化學(xué)教材“微項(xiàng)目”的類(lèi)別結(jié)構(gòu)

1.項(xiàng)目視角比較全面，但是均衡性有待加強(qiáng)

通過(guò)對(duì)所有微項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)化分析，發(fā)現(xiàn)教材編寫(xiě)對(duì)三個(gè)主視角及七個(gè)類(lèi)別都作了全面的關(guān)注，尤其突出在重視學(xué)科知識(shí)的深度建構(gòu)、緊密聯(lián)系社會(huì)生活、注重科學(xué)探究和實(shí)踐能力的培養(yǎng)等方面。

首先，全體微項(xiàng)目都關(guān)注了學(xué)科本體知識(shí)這一視角。以選擇性必修三“改進(jìn)手機(jī)電池中的離子導(dǎo)體材料”為例，主要通過(guò)改進(jìn)電池中的有機(jī)溶劑，使其與鋰鹽復(fù)合在一起從而構(gòu)成新型的手機(jī)電池離子導(dǎo)體材料，從而極大地避免傳統(tǒng)鋰離子電池易泄漏以及爆炸等安全性問(wèn)題。此前，學(xué)生已經(jīng)深度認(rèn)識(shí)了化學(xué)能與電能之間的轉(zhuǎn)化，構(gòu)建了原電池的原理和裝置模型，且能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的原電池。此外，已經(jīng)系統(tǒng)學(xué)習(xí)了烴及其衍生物的結(jié)構(gòu)與組成，建立了“性質(zhì)決定結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)決定用途”的基本理念，能夠從官能團(tuán)和碳骨架這兩個(gè)角度設(shè)計(jì)有機(jī)合成的基本路線(xiàn)。因此，該微項(xiàng)目的學(xué)習(xí)是對(duì)前面所學(xué)的原電池及有機(jī)化合物基礎(chǔ)知識(shí)的深度整合與靈活應(yīng)用。以學(xué)生非常熟悉的鋰電池為素材，探究如何通過(guò)改變?nèi)軇﹣?lái)優(yōu)化電池性能，即通過(guò)正逆兩種路徑合成丙烯酸丁酯和二縮三乙二醇二丙烯酸酯。此外，這是高中階段的最后一個(gè)微項(xiàng)目，聚焦了大概念與學(xué)科核心素養(yǎng)，融合無(wú)機(jī)與有機(jī)、理論與實(shí)踐，在知識(shí)、能力及素養(yǎng)上層層遞進(jìn)。

其次，微項(xiàng)目重視化學(xué)與社會(huì)生活的聯(lián)系。如必修教材中的微項(xiàng)目“科學(xué)使用含氯消毒劑”，主要分為兩個(gè)項(xiàng)目活動(dòng)：一是從解讀84消毒液的產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)開(kāi)始，從物質(zhì)類(lèi)別、元素化合價(jià)的角度預(yù)測(cè)其主要成分及性質(zhì)，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，再運(yùn)用次氯酸鈉的性質(zhì)重新認(rèn)識(shí)說(shuō)明書(shū)；二是呈現(xiàn)里約熱內(nèi)盧奧運(yùn)會(huì)期間室外游泳池中水變綠的新聞，進(jìn)一步探究消毒劑的使用問(wèn)題，最后制作含氯消毒劑使用手冊(cè)并總結(jié)學(xué)習(xí)思路和方法。學(xué)生在預(yù)測(cè)性質(zhì)、檢驗(yàn)猜測(cè)、解釋原因等一系列的活動(dòng)中，既復(fù)習(xí)了本章研究物質(zhì)的一般方法和氧化還原反應(yīng)的相關(guān)知識(shí)，又促進(jìn)了探究能力和安全意識(shí)的形成。學(xué)以致用，增強(qiáng)了化學(xué)學(xué)科的現(xiàn)實(shí)價(jià)值感，從而落實(shí)科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任等學(xué)科核心素養(yǎng)。

最后，微項(xiàng)目的實(shí)施非常強(qiáng)調(diào)實(shí)踐探究。新課標(biāo)在每個(gè)主題下都明確規(guī)定了教學(xué)活動(dòng)建議及學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)，這就意味著化學(xué)教學(xué)不再只是單純地強(qiáng)調(diào)向?qū)W生輸送基礎(chǔ)知識(shí)、實(shí)踐技巧，而是有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的探索精神。以必修“探秘膨松劑——體會(huì)研究物質(zhì)性質(zhì)的方法和程序的實(shí)用價(jià)值”為例，教師根據(jù)內(nèi)容需求，結(jié)合學(xué)生已有認(rèn)知，以蒸饅頭這一熟悉的情境引導(dǎo)其發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題，即為什么要加碳酸氫鈉，持續(xù)激發(fā)學(xué)生的探究欲望與學(xué)習(xí)興趣。探究過(guò)程不僅能夠深化對(duì)碳酸氫鈉性質(zhì)的認(rèn)識(shí)，更重要的是拓展了科學(xué)合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案所需的多元思維和創(chuàng)意想像。在實(shí)驗(yàn)操作層面，鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力，逐步形成一絲不茍的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度。合作交往方面，引導(dǎo)學(xué)生以共建學(xué)習(xí)型組織的方式達(dá)成深度學(xué)習(xí)。通過(guò)交流、評(píng)價(jià)、反思，不僅促進(jìn)個(gè)體的學(xué)科認(rèn)知，更重要的是社會(huì)性的生成。

上述微項(xiàng)目涵蓋了所有的分析視角，但是出現(xiàn)的頻率不夠均衡。從表1可以看出，生活類(lèi)和實(shí)踐探究類(lèi)等素材出現(xiàn)的頻率較高，而自然情境類(lèi)出現(xiàn)僅1次，社會(huì)類(lèi)也只有2次。自然情境主要是所學(xué)知識(shí)相關(guān)的自然界中的化學(xué)變化和現(xiàn)象，有利于激發(fā)學(xué)生的探究興趣，幫助了解自然界的奧秘。帶領(lǐng)學(xué)生深入大自然中，讓他們親身感受大自然的神奇魅力，學(xué)會(huì)主動(dòng)觀察、主動(dòng)思考，發(fā)揮想像力和創(chuàng)造力。涉及自然情境類(lèi)素材的微項(xiàng)目?jī)H有“海帶提碘與海水提溴”一例，可以發(fā)掘更多的自然情境類(lèi)素材。引入社會(huì)類(lèi)素材，除了能使課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容鮮活起來(lái)，有效提高學(xué)生參與課堂的熱情，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，還可以引導(dǎo)學(xué)生用化學(xué)知識(shí)解決社會(huì)問(wèn)題。微項(xiàng)目中社會(huì)類(lèi)的素材數(shù)量也較少。另外，將更多新的科研成果引入微項(xiàng)目，可以培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣，感悟科學(xué)對(duì)于人類(lèi)社會(huì)進(jìn)步的重要意義。

2.化學(xué)史資源較為豐富，微項(xiàng)目中可以進(jìn)一步補(bǔ)充拓展

化學(xué)教學(xué)除了關(guān)注知識(shí)本身之外，更要關(guān)注知識(shí)生成與發(fā)展過(guò)程中所蘊(yùn)含的科學(xué)思維、方法、思想等，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。[6]化學(xué)史蘊(yùn)含著豐富的科學(xué)思想和人文精神，具有重要的教育價(jià)值。通過(guò)對(duì)微項(xiàng)目量化分析可知，有4個(gè)微項(xiàng)目涉及了科學(xué)史類(lèi)素材。微項(xiàng)目能夠體現(xiàn)中國(guó)科學(xué)家對(duì)化學(xué)發(fā)展的貢獻(xiàn)，以及中國(guó)傳統(tǒng)文化與科學(xué)技術(shù)的關(guān)系。例如，微項(xiàng)目自制米酒中介紹了“《齊民要術(shù)》與我國(guó)傳統(tǒng)釀造工藝”，讓學(xué)生在認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物的轉(zhuǎn)化中，深度體驗(yàn)我國(guó)傳統(tǒng)釀造工藝的魅力。再如“研究車(chē)用燃料及安全氣囊”，講述了汽車(chē)燃料從煤到燃油的變遷，時(shí)至今日，人們依然在探索、優(yōu)化環(huán)保、高性能的車(chē)用燃料?！敖颐厮鳡柧S制堿法和侯氏制堿法”中，介紹了我國(guó)著名化學(xué)家侯德榜實(shí)現(xiàn)中國(guó)人自己制堿夢(mèng)想的故事?！扒噍锼胤肿拥慕Y(jié)構(gòu)測(cè)定”中，介紹了科學(xué)家在測(cè)定物質(zhì)結(jié)構(gòu)中的思維發(fā)展過(guò)程，以及最終確定通過(guò)X射線(xiàn)，利用前人總結(jié)出的常見(jiàn)的化學(xué)鍵的鍵長(zhǎng)，推斷原子之間的成鍵方式，借助原子之間的成鍵規(guī)律等理論知識(shí)，最終確定晶體的結(jié)構(gòu)。在這一過(guò)程中，學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到技術(shù)及理論的發(fā)展對(duì)于科學(xué)發(fā)展的重要推動(dòng)作用，感受科學(xué)家在研究過(guò)程中嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，以及科學(xué)的發(fā)展為社會(huì)發(fā)展帶來(lái)的重大貢獻(xiàn)，進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任的科學(xué)素養(yǎng)。

但是，相比教材中的其他部分，微項(xiàng)目中涉及科學(xué)史的素材略顯單薄。教材中無(wú)論是在知識(shí)內(nèi)容還是欄目中都呈現(xiàn)了大量的化學(xué)史內(nèi)容，而且多以圖文結(jié)合的形式呈現(xiàn)，其中包含了科學(xué)家背景、國(guó)籍、成就等。相比較而言，微項(xiàng)目是能夠滲透科學(xué)史教育的重要資源，在微項(xiàng)目中融入科學(xué)史的教育，無(wú)論對(duì)于知識(shí)本身的學(xué)習(xí)，還是對(duì)科學(xué)本質(zhì)的了解，都具有重要價(jià)值。以微項(xiàng)目“補(bǔ)鐵劑中鐵元素的檢驗(yàn)”為例，教材中提到配位化學(xué)的發(fā)展推動(dòng)了化學(xué)各分支學(xué)科的發(fā)展。但事實(shí)上，配位化合物的發(fā)現(xiàn)對(duì)醫(yī)學(xué)的發(fā)展也具有巨大的貢獻(xiàn)，教材中可以適當(dāng)增添一些相關(guān)內(nèi)容。例如，1965年Rosenberg首次發(fā)現(xiàn)順鉑具有強(qiáng)抗腫瘤活性，鉑類(lèi)藥物具有效率高、廣譜、副作用小、作用機(jī)制獨(dú)特等特點(diǎn)，與非鉑類(lèi)藥物聯(lián)用可減少耐藥性，臨床應(yīng)用范圍廣泛。第二代鉑類(lèi)藥物的典型代表是卡鉑，在順鉑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上保留了兩個(gè)NH3，以雙羧酸基團(tuán)螯合配位取代了之前的兩個(gè)Cl；第三代鉑類(lèi)藥物以?shī)W沙利鉑作為代表，于1996年注冊(cè)上市，臨床主要用于胃腸道腫瘤治療。[7]諸如此類(lèi)的科學(xué)史素材，可以帶領(lǐng)學(xué)生從科學(xué)的源頭上看待問(wèn)題，看到化學(xué)為社會(huì)發(fā)展做出的貢獻(xiàn)，進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)化學(xué)與生活緊密聯(lián)系的認(rèn)知。

講好化學(xué)的中國(guó)故事，能夠激起學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情和民族自豪感，能夠增強(qiáng)學(xué)生對(duì)國(guó)家和民族的科技自信和文化自信。[3]50萬(wàn)年以前，“北京人”就已經(jīng)開(kāi)始使用火，火的使用使人類(lèi)最后脫離“動(dòng)物界”，是人類(lèi)支配自然的偉大開(kāi)端，同時(shí)也是古化學(xué)的開(kāi)端。恩格斯說(shuō)過(guò)，就世界性的解放作用而言，摩擦生火的意義還是超過(guò)蒸汽機(jī)，因?yàn)檫@是人類(lèi)第一次支配自然的力量。繼而石器、陶器、青銅等的使用，使人類(lèi)對(duì)化學(xué)的認(rèn)知和使用又達(dá)到了新的高度。因此，將化學(xué)發(fā)展史融入教材，可以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，加深對(duì)科學(xué)本質(zhì)的了解。

3.項(xiàng)目設(shè)計(jì)意圖良好，但是操作性需要加強(qiáng)

微項(xiàng)目的整體設(shè)計(jì)意圖良好，除了全面深入蘊(yùn)含化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之外，還體現(xiàn)在對(duì)化學(xué)與社會(huì)發(fā)展方面的深刻關(guān)注。首先，微項(xiàng)目對(duì)核心素養(yǎng)的浸潤(rùn)式滲透。以“海帶提碘與海水提溴”為例，知識(shí)與技能方面，項(xiàng)目結(jié)合了元素周期律等相關(guān)知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生嘗試從海帶中提取碘單質(zhì)，并進(jìn)一步設(shè)計(jì)從海水中提取溴單質(zhì)的工藝流程。思想與方法方面，溫習(xí)了初中階段的基本實(shí)驗(yàn)操作，用過(guò)濾的方法除去不溶性雜質(zhì)；而對(duì)于可溶性雜質(zhì)，學(xué)習(xí)新的萃取方法來(lái)分離。在感性知識(shí)與探究方法結(jié)合的基礎(chǔ)之上，設(shè)計(jì)方案和流程。態(tài)度與精神方面，認(rèn)識(shí)保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境的重要性，發(fā)展科學(xué)態(tài)度，感受化學(xué)學(xué)科的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。

其次，微項(xiàng)目對(duì)社會(huì)發(fā)展的深刻關(guān)注，重視培養(yǎng)學(xué)生的論證思維。以“論證重污染天氣‘汽車(chē)限行’的合理性”為例，引導(dǎo)學(xué)生從經(jīng)濟(jì)、環(huán)境及社會(huì)等視角來(lái)分析汽車(chē)限行的利與弊。事實(shí)上，某一“社會(huì)”行為背后的影響因素十分復(fù)雜，并不是單純的“科學(xué)”問(wèn)題，因此要引導(dǎo)學(xué)生基于學(xué)科又跳出學(xué)科，從復(fù)雜科學(xué)的視角進(jìn)行社會(huì)性科學(xué)議題的論證。這一過(guò)程需要學(xué)生通過(guò)查閱相關(guān)資料，加以分析和思考來(lái)提出一些觀點(diǎn)，經(jīng)過(guò)論證或辯駁，最后形成一定的觀念或看法。因此，從化學(xué)本體出發(fā)，在更為復(fù)雜的社會(huì)背景中去分析問(wèn)題，集自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)與人文科學(xué)為一體，極大地促進(jìn)學(xué)生的全面成長(zhǎng)。

但是，部分微項(xiàng)目的可操作性還有待進(jìn)一步加強(qiáng)。以“模擬和表征有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)測(cè)定”為例，教材安排了“利用模型模擬有機(jī)物化合物分子的結(jié)構(gòu)”“利用圖譜表征有機(jī)化合物分子的結(jié)構(gòu)”兩個(gè)活動(dòng)，模型相對(duì)而言較為容易獲得或制作。雖然圖譜分析法可以從更加微觀的角度認(rèn)識(shí)和分析有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)以及組成，然而對(duì)于大多數(shù)學(xué)校來(lái)說(shuō)，由于設(shè)備儀器等條件的限制，學(xué)生也許只能借助網(wǎng)絡(luò)了解紅外光譜、紫外光譜、核磁共振以及可見(jiàn)光譜等，使得教學(xué)活動(dòng)與學(xué)生的感覺(jué)和觸覺(jué)之間有了距離，教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)將難如人意。因此，微項(xiàng)目本身素材的選取要盡可能接近學(xué)校實(shí)際，使得項(xiàng)目可以正常開(kāi)展，從而實(shí)現(xiàn)其重要的教育教學(xué)價(jià)值。

三、充分發(fā)揮“微項(xiàng)目”情境素材價(jià)值的教學(xué)建議

1.以跨學(xué)科視野整合相關(guān)主題，促進(jìn)學(xué)生大觀念的形成

隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類(lèi)所面臨包括資源、環(huán)境、健康、生命科學(xué)在內(nèi)的問(wèn)題已不是單純的某個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的問(wèn)題，而是綜合性、交叉性的問(wèn)題，因此需要綜合運(yùn)用多個(gè)學(xué)科或?qū)I(yè)才能解決。此外，新課標(biāo)也明確提出“教師應(yīng)重視跨學(xué)科內(nèi)容主題的選擇和組織，加強(qiáng)化學(xué)與物理學(xué)、生物學(xué)、地理學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科的聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生在更寬廣的學(xué)科背景下認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其變化的規(guī)律。”[2]其實(shí)，化學(xué)、物理、生物三門(mén)學(xué)科的核心素養(yǎng)都聚焦于科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任四個(gè)方面，體現(xiàn)的是綜合的科學(xué)素養(yǎng)?？梢?jiàn)，跨學(xué)科視野的主題教學(xué)，不僅可能而且十分必要。[8]

以微項(xiàng)目“甲醛的危害與去除”為例，教材從“解釋甲醛危害原因”及“利用電負(fù)性預(yù)測(cè)反應(yīng)活性”兩個(gè)活動(dòng)展開(kāi)。教學(xué)實(shí)踐中，可以進(jìn)一步拓展學(xué)生對(duì)物質(zhì)的辯證性認(rèn)識(shí)。首先，初步認(rèn)識(shí)甲醛的毒性及危害。甲醛是無(wú)色刺激性氣體，通?？赡芙?jīng)呼吸道、口腔和皮膚接觸。室內(nèi)裝修常用的板材、油漆、地毯、壁紙等也多含有并釋放甲醛。因此教學(xué)中可以緊密結(jié)合學(xué)生生活實(shí)際，創(chuàng)設(shè)與材料學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)等學(xué)科相關(guān)的問(wèn)題情境展開(kāi)教學(xué)。其次，從甲醛的組成與結(jié)構(gòu)入手，認(rèn)識(shí)甲醛引發(fā)病變的機(jī)理。甲醛是一種原漿性毒物，即細(xì)胞原生質(zhì)毒物，它可以與生物體內(nèi)蛋白質(zhì)與核酸的氨基和羥基結(jié)合，使其喪失生物活性。長(zhǎng)期暴露于甲醛環(huán)境中，可降低機(jī)體的呼吸功能、神經(jīng)系統(tǒng)的信息整合功能等。急性中毒表現(xiàn)為對(duì)皮膚、黏膜的刺激作用，吸入高濃度甲醛可導(dǎo)致呼吸道激惹癥狀，經(jīng)消化道一次性大量攝入則可引起消化道及全身中毒性癥狀，甚至死亡。再次，開(kāi)展活動(dòng)對(duì)市面上的裝修材料展開(kāi)調(diào)查，測(cè)定其甲醛含量，綜合考量?jī)r(jià)格、美觀程度以及實(shí)用性等對(duì)材料進(jìn)行評(píng)價(jià)，并討論去除甲醛的可行性方法。最后，查閱資料全面認(rèn)識(shí)甲醛，發(fā)現(xiàn)小小的甲醛竟然是極其重要的化工原料。如合成酚醛樹(shù)脂、維綸、染料、農(nóng)藥、防腐劑、消毒劑等，甲醛都不可或缺。從而讓學(xué)生辯證地全面認(rèn)識(shí)化學(xué)物質(zhì)，它既有毒，又為人類(lèi)社會(huì)生活提供了極大的便利。正如科技是一把雙刃劍，而人類(lèi)的觀念決定著如何使用這把劍。

2.以問(wèn)題為導(dǎo)向，以活動(dòng)為載體，落實(shí)實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)需要通過(guò)小組合作的方式對(duì)復(fù)雜、真實(shí)的問(wèn)題進(jìn)行探究[9]，它強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性，學(xué)習(xí)內(nèi)容要融于真實(shí)的問(wèn)題情境，以問(wèn)題為導(dǎo)向，在探究活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生的高階思維和合作意識(shí)，從而落實(shí)學(xué)生的核心素養(yǎng)。微項(xiàng)目作為項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的微型化設(shè)計(jì)，在教材中以綜合活動(dòng)探究欄目呈現(xiàn)，要求學(xué)生在完整的微項(xiàng)目過(guò)程中實(shí)現(xiàn)相關(guān)知識(shí)建構(gòu)、能力發(fā)展及態(tài)度形成。根據(jù)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的特點(diǎn)與微項(xiàng)目的教學(xué)功能，在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生解構(gòu)項(xiàng)目任務(wù)，設(shè)計(jì)一系列的探究問(wèn)題，并將求解的過(guò)程融入實(shí)踐活動(dòng)中。

以“探秘神奇的醫(yī)用膠”為例，醫(yī)用膠屬于生物醫(yī)學(xué)上具有特殊功能性的膠粘劑，除了一般的膠接功能和力學(xué)功能外，最重要的是生物醫(yī)學(xué)功能。可以將學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)、能力和素養(yǎng)等方面的要求轉(zhuǎn)化為幾個(gè)核心問(wèn)題。首先，根據(jù)醫(yī)用膠的功能來(lái)討論它必須具備的一些條件，以及這些條件與微觀結(jié)構(gòu)之間的可能關(guān)系；其次，以一種醫(yī)用膠的主要成分α-氰基丙烯酸甲酯為例，進(jìn)一步具體討論結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系，并猜測(cè)醫(yī)用膠在分子結(jié)構(gòu)上的共性；再次，查閱資料了解醫(yī)用膠的發(fā)展歷程及分類(lèi)，并分析其中典型代表的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，感受化學(xué)對(duì)人類(lèi)健康的重要意義。在此問(wèn)題串的引導(dǎo)下，首先基于已有認(rèn)知，從生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，分析醫(yī)用膠應(yīng)該具備的基本性能；引導(dǎo)學(xué)生閱讀相關(guān)資料，分析醫(yī)用膠的性能與合成醫(yī)用膠的有機(jī)物結(jié)構(gòu)之間應(yīng)該存在的關(guān)聯(lián)；接著，以具體的案例來(lái)強(qiáng)化物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)這一認(rèn)識(shí)，并基于證據(jù)推論醫(yī)用膠結(jié)構(gòu)的共性；最后通過(guò)資料的整理、分析，不僅從微觀的結(jié)構(gòu)和化學(xué)反應(yīng)的角度認(rèn)識(shí)了眾多的醫(yī)用膠，還讓學(xué)生深刻體悟化學(xué)學(xué)科的重要價(jià)值。另外，醫(yī)用膠還存在許多的不足，有待于進(jìn)一步的研究和完善，為學(xué)生留下了真實(shí)的需要?jiǎng)?chuàng)新的空間。

3.以教、學(xué)、評(píng)一體化為引導(dǎo)，落實(shí)立德樹(shù)人的根本任務(wù)

新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)，在評(píng)價(jià)學(xué)生在不同學(xué)習(xí)階段學(xué)科核心素養(yǎng)達(dá)成情況時(shí)，要積極倡導(dǎo)“教、學(xué)、評(píng)”一體化，讓每一名學(xué)生都切實(shí)得到發(fā)展[2]，實(shí)現(xiàn)個(gè)體的“增值”。這要求我們?cè)趯?shí)踐中要融合教學(xué)、學(xué)習(xí)與評(píng)價(jià)三重視域，頂層設(shè)計(jì)教什么、怎么教、為什么而教，把學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成度的測(cè)評(píng)嵌入教學(xué)活動(dòng)。在微項(xiàng)目實(shí)施中，核心素養(yǎng)無(wú)疑是教學(xué)的旨趣，也是學(xué)習(xí)的目標(biāo)，還是評(píng)價(jià)的依據(jù)，三點(diǎn)一線(xiàn)形成合力，彼此督促、相互扶持。因而，教學(xué)既要關(guān)注學(xué)科，更要關(guān)注人。學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)、主體性的發(fā)揮、態(tài)度與品質(zhì)、責(zé)任與精神，都是立德樹(shù)人的關(guān)鍵。

以“設(shè)計(jì)載人航天器的化學(xué)電池”為例，需要引導(dǎo)學(xué)生在真實(shí)情境中感受能量轉(zhuǎn)化與物質(zhì)轉(zhuǎn)化，將化學(xué)學(xué)科與航空航天相融合，感受化學(xué)對(duì)高端科技發(fā)展的促進(jìn)作用。首先，以2021年發(fā)射的空間站核心艙為情境引入教學(xué)，激發(fā)學(xué)生思考“如何保證空間站核心艙在太空中持續(xù)飛行”；其次，引導(dǎo)學(xué)生探討航天器中電池的重要性，以及根據(jù)所學(xué)知識(shí)，推測(cè)航天器可能使用的電池類(lèi)型及化學(xué)原理；再次，學(xué)生嘗試畫(huà)出“阿波羅”11號(hào)太空飛船內(nèi)部氫氧電池的構(gòu)造圖，提出該電池可能遇到的問(wèn)題以及解決方案，然后進(jìn)一步通過(guò)探究航天器電池的工作效率問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新意識(shí)；最后，也是最重要的，就是通過(guò)微項(xiàng)目的探索，感悟我國(guó)偉大的航天精神，即“特別能吃苦、特別能戰(zhàn)斗、特別能攻關(guān)、特別能奉獻(xiàn)”，讓楊利偉等航天員成為學(xué)生們的精神榜樣。熱愛(ài)祖國(guó)，自覺(jué)把個(gè)人理想與祖國(guó)命運(yùn)緊密聯(lián)系在一起；在成長(zhǎng)中，要勤于探索、鍥而不舍、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、勇于創(chuàng)新。一言以蔽之，立德樹(shù)人不是一句空話(huà)，需要無(wú)數(shù)實(shí)實(shí)在在的教育教學(xué)活動(dòng)合力支撐起這一根本任務(wù)。