基于项目化学习的科学教学设计与研究

思维的培养是学科核心素养形成的途径，也是当前课堂教学改革的需要。科学教学中，教师对知识的项目化教学和学生对知识的项目化学习，在学生思维能力培养中有着非常重要的作用。下面以“物质的检验\"为例，从入项、成项、出项三个维度，探索科学课堂教学中培养学生在单元整合学习中对同类知识项目化能力的教学设计。一、聚焦项自化学习的教学现状课堂是教师教和学生学的主阵地。传统的教学模式在保持自身优势的同时显露出一些不足。笔者分别对自己任教的两个班的学生进行了传统模式教学和项目化教学，并进行了问卷调查，结果见图1。传统教学与项目化教学的比较图1基于上述调查，当前课堂教学主要存在以下问题：学生习惯于机械记忆和重复训练，学习主动性和创造性不足；部分学生的课堂参与度不高，缺少学习兴趣；学生很难在竞争式学习中体会到共同体的社群价值。二、探寻项目化学习的价值追求初中科学课程是以对科学本质的学习为基础，以提高学生科学素养为宗旨的综合课程。培养能力的方式不仅局限于知识记忆、习题操作，还包括知识理解、知识整合以及知识网络化能力。项目化学习作为课堂教学改革中的新模式，能引领学生提升思维、形成素养、启迪智慧。（一）项目化学习是课堂教学改进的需要《基础教育课程改革纲要（试行）》提出，要鼓励学生勤于参与、乐于探究，要培养学生收集处理信息的能力、获得知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流合作的能力。项目化学习把“以讲授为中心”转变为“以学习为中心”，将学科知识作为重点，并且关注实践操作、问题解决等策略性知识。（二）项目化学习是核心素养形成的需要核心素养的形成是学科教学的宗旨。科学学习是创造性思维活动、实践活动和逻辑推理交互作用的过程，往往需要经过多次循环，不断有新的发现和问题，并经过探究实践来解决新问题、培养新能力。在项目化学习过程中，学生经历理解、探究、总结、修正等过程，并在此过程中把思维项目化，能持续地自我发现问题和自主解决问题（三）项目化学习是学生终身发展的需要初中生的思维正处于一种由具体到抽象、现象到本质、单一到多维的转变时期。对学生项目化学习能力的培养，有利于学生学科素养的培养，更有利于学生自我学习、自我决策的学习能力以及创造性解决问题能力的培养。这对促进学生形成思维能力、学会终身学习有着重要作用。三、基于项目化学习的教学设计（一）人项：项目化学习的学前研究科学课堂教学中，特别需要用真实的情境激发学生的探究兴趣，以调动学生的内在驱动力，提高课堂效率。本项目以“松花蛋中的化学\"为话题，通过三个任务，探索培养学生项目化学习品质的教学设计。1.项目来源分析学生在本节专题课学习之前，已经完成了酸、碱、盐、金属、非金属这几大类物质性质的学习，对五大类物质的化学性质及相互转化有了系统性的认知（见图2）。此时，对物质的性质进行项目化建构是非常有必要的。笔者以松花蛋导人，通过方案设计、方案迭代、实践操作、偶然现象等过程建构项目。图22.项目内容分析学生在完成五大类物质性质的学习后，对各类物质间的相互关系、反应发生条件等方面还欠缺清晰的梳理，更没有转化为自身的知识体系。本项自以溶液中常见的不共存离子为理论基础，以复分解反应的发生方向为依据，引导学生学习物质检验这类问题的常规方法，具体项目框架如图3。3.项目学习分析学生对五大类物质的性质既熟悉又陌生，知道复分解反应发生的条件，能选用正确的物质完成单种物质的检验，但对在多种物质共存情况下的逐一检验仍存在很大的疑惑。为此，在知识与能力建构的基础上，笔者整合难点，选取话题，引导学生“跳一跳”，完成从入项到成项、出项的学习。（二）成项：项目化学习的实践研究1.头脑风暴教学的开展要基于学生的经验，即从与学生相关的、能引起学生兴趣的问题入手，针对学生因材施教。针对物质鉴别这一学习内容以及初中生的学情特点，笔者合理选择有助于学生主动学习，积极参与课堂教学的生活中常见的问题来导人新课。笔者选择的话题主线如下：问题导入：展示松花蛋的图片，学习松花蛋的发明过程，并设计问题。设问1：大家知道松花蛋的腌制方法吗？你认为需要哪些原料？设问2：这些原料混在一起会发生哪些反应？用化学方程式表示。设问3：Ca（（0H）2

和Na2CO3

发生反应的判断依据是什么？图3设问4：除了Ca2+

和CO32

这一对不共存的离子，还有其他不能共存的离子吗？设问5：请大家猜想以上溶液过滤后的滤液，其溶质有几种？设问6：请用以下药品：CaCl2，Ca（NO3）2

稀HCI、，对溶质一一检验，并完成任务单（见图4）。（设计意图：学生思维的过程是由对问题的疑惑引发和维持的，不是自然发生的。设计腌料料液溶质的问题，旨在引发学生的兴趣，唤起他们的思考。同时，根据物质检验中要求有明显现象、反应的唯一以及干扰离子这三方面的考虑，特意选用了以上5种检测剂。这恰与项目化学习要求有强烈的设计导向和科学探究意味不谋而合。）2.合作学习思维五步法中的第四步是引导学生一步一步地展开，并论证他所提出的假设及方法。项目的设计是一环一环不断推进的，是从学生的问题中发现新问题，是根据在探究过程中自然的发展方向向前推进的。所以在检测剂选择完成以后，进一步提出阶梯形问题，即如何在一支试管中完成三种物质的逐一检验，也就是让学生设计检测剂的滴加顺序。本环节要求一次检验只发生一个反应、产生一个现象，避免因一次产生多种沉淀而产生相互干扰，任务如图5。（设计意图：反省思维的五个形态中指出，针对疑难的情景，先要推断能够解决疑难的假设。教师在这个“有目的的行为”中，指导协作，提供动机，确保学生学习和成长的连续性。这种指导能帮助学生看清探究的目标，排除很多无关因素的干扰，减轻学生的认知负荷。）3.实践探究思维过程由“反思活动、探究、辩证思考\"构成，最终形成逻辑严密、合理的结论。因此，设计方案确定以后需要学生通过科学探究来进行物质的逐一检验。本环节密切关注学生的探究过程。在实验结果与预设不一致时，笔者引导学生运用已有知识对探究过程中的不同现象进行分析和解释，最终完善已有方案，见图6、图7。这是一次项目化学习的头脑风暴，学生能从物质检验这一难点问题的探究式学习中提炼出方法，实现了探究一个题掌握一类题的目标。学生实验过程及任务见图6。图4图5图6图7任务三方案步骤：（1）取滤液于中，滴加，观察到，检测出。（2）向中，滴加，观察到，检测出O（3）向中，滴加，观察到，检测出。思考：1.你发现了什么不同的现象？。2.你能解释这个现象吗？3.你能对你的操作进行改造，出现预设的现象吗？4.你认为检测剂的用量有什么要求？要求理由（设计意图：现代认知心理学家十分重视偶然实验现象在新知发展中的作用。实际教学中，教师针对偶然现象提出新问题，指引学生运用已有知识去认识、解释新现象，对项目核心知识进行深入的理解，从而促进学习迁移，能大大提高学生的学习效率。本实验探究在设计方案时没有指明检测剂的用量，因此，用不同用量的检测剂实验结果是不同的。适时追问：“黑色沉淀是什么？”“出现黑色沉淀的原因是什么？”并由此得出检测剂的用量要求。）（三）出项：项目化学习的总结沉淀分析涉及将材料分解成它的组成部分，并确定各部分的关系，以及它与总体之间的关系。对物质检验的零碎信息片段，多种物质的逐一检测恰好能将其项目化。在本次探究中，学生将三种物质的检验进行融合，建构关联，使之成为结构化的知识系统，成为该类问题的“专题式知识”，为学生高阶思维的培养打开了全新视角。另外，学生在完成本项目后，还可以深人提出新问题。例如，如何判断Ca（NO3）2

溶液，Cu（NO3）2

溶液已滴加过量？如何选择合适的试剂，除去滤液中的得到纯净的食盐晶体？这又生成了除杂这一新项目。图8四、复盘项目化学习的成效反思综合，是以分析为基础，全面加工已分解的各要素，并再次把它们按要求重新组合成整体，以便综合、创造性地解决问题。项目化学习就是这样一个系统性的工程，其结构设计如图8所示。项目化学习通过教师架构的项目层层深入学习，有利于学生学习内驱力的调动、知识与能力的建构和学科素养的形成。（一）项目化学习激发学习动力教师的根本作用是“激发\"学生的潜能、“激励”学生的学习热情。在本次项目学习中，学生通过探究活动，灵活运用分析与综合、比较与分类、归纳与演绎等思维方法，生成了自己独特的方法。这种学习的成就感是学生学习的动力源泉。（二）项目化学习激活学生思维课堂设计只是教师的一家之言，但学生群体的知识视角往往是发散的、多维的，是超出我们的预期的