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生活化学课程:基本要素与教学实施

2020-10-30周晓燕符爱琴

关键词:主题项目情境

周晓燕 符爱琴

摘要:“生活化学课程”是化学校本课程,融入“做中学”和项目式学习的理念和教学模式,旨在帮助学生在生活化的情境中发现知识与生活、知识与知识之间的联系,实现知识的整合,提升解决问题的能力,培养核心素养。其具备三个要素:主题引领、阶梯式教学目标、任务驱动。具体实施时,应围绕主题创设情境,聚焦问题解决;基于项目开展活动,关注生成和体验;回归教学目标,开展多元评价和反馈。

关键词:生活化学课程 主题 情境 项目

化学源于生活,依托于生活并作用于生活。化学的发展推动着社会的发展和进步,同时也推进了人类生活的不断改善。为了让学生了解化学的本质属性,深刻感受化学与生活的联系,我们开始了“生活化学课程”的实践。

“生活化学课程”是化学学科校本课程,融入了“做中学”和项目式学习的理念和教学模式。课程以初、高中化学知识为主要载体,联系生产、生活问题,聚焦化学核心素养,以项目式学习(“做中学”)的方式开展,旨在帮助学生在生活化的情境中发现知识与生活、知识与知识之间的联系,实现知识的整合,提升解决问题的能力,培养核心素养。

一、“生活化学课程”的基本要素

(一)主题引领

我们从健康、食品、技术、安全、环境、能源等角度,梳理了与生活、生产紧密相连的中学化学知识,并归类形成问题和项目,架构了“生活化学主题群”(下页表1是我们提取的部分“生活化学课程”教学主题),在此基础上,进行课程设计与实施,形成教学课例。

(二)递进式教学目标

“生活化学课程”系统地设计和实施从初一到高二的系列课程:初阶(初一、初二)涉及简单的化学知识和原理,中阶(初三)着重于知识建构和关键能力、核心素养的初步渗透,进阶(高一)进行知识拓展深化和关键能力、核心素养的培养,高阶(高二)进行知识建构、能力培养和核心素养的提升。对此,我们还设置了阶段递进式的教学目标。

例如,“化肥”主题课程各阶段的教学目标梳理如下:

初阶:通过查阅资料及结合生活阅历,了解常用化肥的名称,知道其用途;了解无土栽培的常用方法和优势;认识常用化肥、农药在植物生长中所起的作用及对环境的影响。

中阶:了解常用化肥的种类、作用和简易鉴别方法;了解常用的铵态氮肥,研究其组成、结构、性质和使用等;初步学会计算并配制一定浓度的营养液;了解水、土壤酸碱性的测定及调控方法,理解相关原理;探究化肥、农药对农作物生长的影响;树立保护环境、物尽其用的观念;体会农业对国民生产的重要贡献。

进阶:知道常用化肥的生产原料,知道常用化肥的使用方法和注意事项;认识化肥中某些有机物的组成和性质;通过人工固氮和自然固氮的对比讨论,对氮族(氮及其化合物)物质进行探究(物质间的反应、电离能变化、核外电子排布等),建构知识网络。

高阶:了解与化肥、农药有关的化学原理,了解化肥、农药的发展趋势。

(三)任务驱动

基于项目式学习的课程设计中,可依据需要,拆分、重构教学内容。具体到某一主题课程,教師可先将该主题相关的化学知识转化为核心问题,然后给核心问题配上教学情境,设计驱动性任务,进行基于任务的课程教学。

例如,“化肥”主题课程的核心知识为:化肥的分类和作用,酸、碱、盐的化学性质和反应规律,离子的鉴别,物质的鉴别、分离和提纯。据此,我们可以设计如下核心问题:化肥的类别和作用是什么?如何通过鉴别离子来验证物质成分?实验室如何制备物质?不同类别物质间的反应和转化规律是怎样的?如何对混合物进行分离和提纯?如何将元素守恒思想运用于化学计算?

由此,我们可基于各阶段递进式教学目标,转化核心问题,创设栽培番茄的学习情境,并用如下任务驱动情境发展:

1.认识化肥及其作用:(1)展示的几盆番茄苗为何长势不同?长势不好的番茄苗缺少什么元素?(2)常用的化肥有哪些?有何作用?

2. 探究化肥成分:(1)查阅番茄生长的不同阶段所需要的肥料配方表;(2)番茄生长初期,长势不好,需施用某种化肥,其中含有尿素和另一种钾盐,你能设计实验推测该化肥的成分吗?

3.制作化肥:(1)番茄长到一定程度,不再膨大时,所需肥料以硝酸钾为主,实验室如何获得纯净的硝酸钾?(2)查阅信息,结合氯化钠和硝酸钾的溶解度曲线,你知道工业上如何利用硝酸钠和氯化钾获得纯净的硝酸钾吗?(3)仿照工业制法,制取硝酸钾。

4.分析产品:如何鉴别制得的成品是硝酸钾还是氯化钠?

5.使用化肥:(1)常规施肥情况下,等含氮量的硫酸铵能显著提高番茄产量,现需要23.4 g的硝酸钾,若用硫酸铵代替,需要硫酸铵的质量为多少克,才能使氮元素含量满足需求?设计硫酸铵施用方法及注意事项说明;(2)将制得的含硝酸钾的化肥用于长势稍差的番茄苗,观察记录其长势。

二、“生活化学课程”的教学实施

(一)围绕主题创设情境,聚焦问题解决

围绕主题教学,需要选取与生产、生活相联系的学习情境,设计富有挑战性的学习问题(任务),通过项目式学习活动,解决一系列的问题,促进学生的认知建构和能力提升。

在教学设计中,教师可以在确定课程主题后,进行某一主题下教学目标、学习情境、评价方法的设计,进而设计具体的教学活动。在教学过程中,教师要做好引导和组织工作,有意识地引导学生融入真实情境,讨论情境中的重要事件,在解决系列问题(任务完成)的过程中,不断挖掘与课程教学有关的信息和内容,帮助学生理解和建构知识,并学习将习得的知识迁移到其他情境的问题解决中。

例如,“化肥”主题课程,以“认识→探究→制作→分析→使用”为情境脉络建构项目。学生发现展示的番茄苗的长势有好有差,提出“番茄苗为何长势不同”的问题,生成“分析番茄苗长势不好的原因”的任务,通过认识元素及其作用寻找原因;然后,根据已知信息,通过实验探究,从离子的角度鉴定化肥的成分,反推番茄苗生长过程中所缺的元素;接着,提出“如何获得番茄苗生长所需的营养物质”的问题,生成“探究番茄苗生长所需的营养物质获得方法”的任务,利用不同类别物质间的化学反应规律和物质分离、提纯的原理,从物理、化学角度寻求硝酸钾等的制备方法,建构宏观辨识和微观探析的化学思维方式;最后,在确定制备方案的基础上,实践制作,并分析(定性分析、定量计算)制作得到的成品,体会用守恒观解决问题的方法。环环相扣的情境创设、层层深入的任务驱动,促进学生的知识能力、思维观念得到提升。

(二)基于项目开展活动,关注生成和体验

本课程借鉴了项目式学习的理念和方法,从课程研发、设计到教学实践,支持学生开展基于科学探究的项目式学习活动。在学习活动开展前,教师首先让学生明确项目学习任务,然后引导学生先进行项目的整体规划,后进行项目的拆解分工,将项目分解成若干个小任务,以便于操作实施。之后,教师帮助学生细化每个实施阶段的任务,再具体到一个个问题以及人员分工,形成明确的实施方案,建立项目实施的行动指南。例如,“栽培番茄”项目就制订详细的实施方案(见表2)。

“栽培番茄”项目中,教师与学生一起查阅文献资料,了解番茄苗的不同栽培方式、生长所需的营养元素、生长的影响因素和调控方式,帮助学生学会收集、处理信息的途径和方法;通过引导学生探究化肥的成分,交流讨论、沟通合作、表达反馈,体会实验探究的方法和过程;鼓励学生亲身实践操作,制取、配制营养液并用于番茄苗培育,通过与未施肥的番茄苗的生长情况进行对比,获得实践有成果的喜悦和成就感。在此过程中,还可以让学生尝试数字化实验、虚拟实验室、VR、AR、全息投影等信息技术,使师生、文本、环境间多线互动融合,强化体验,拓展学习空间和方式,促进学习活动的高效开展和学习方式的深度变革。

(三)回归教学目标,开展多元评价和反馈

“生活化学课程”的开展,全程关注学生的学,及时进行评价和反馈。课程中对学生的评价包括产品、语言表达、实施方案、目标达成、实验成功率、探究活动参与深广度等方面。运用现代信息技术,通过课例研究、课堂观察等方式,从知识与技能掌握、学习态度与方法养成、思维观念发展、学习能力和自我评估能力提升等方面,开展学生自评、同伴(小组)互评和教师总评(表3即为“栽培番茄”项目中合作学习的评价量表)。通过调查、访谈等形式,了解学生在课程中的学习状况和感受、问题与收获。这样及时、持续、多元的评价,实现了教学评一体化,促进了教学目标的有效达成。

参考文献:

[1] 符爱琴.初中化学主题式教学——学习方式的变革[M].长春:吉林人民出版社,2018.

[2] 侯肖,胡久华.在常规课堂教学中实施项目式学习——以化学教学为例[J].教育学报,2016(4).

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