實施項目式學習發展學科核心素養

周業虹

（人民教育出版社，北京 100081）

《普通高中化學課程標準（2017年版）》中明確提出：“真實、具體的問題情境是學生化學學科核心素養形成和發展的重要平臺，為學生化學學科核心素養提供了真實的表現機會。”[1]工業、生活、科技、環境等各個領域都有豐富的化學學習情境素材，教師在教學活動中可以挖掘并利用這些素材，創設教學情境，以項目式學習（Project-Based Learning）的方式帶領學生開展學習和研究，引領學生對與化學有關的社會熱點問題做出正確的價值判斷，強化其社會參與意識，最終達到促進學生學科核心素養的形成與發展的目的。

一、項目式學習簡介

美國巴克教育研究所把以課程標準為核心的項目式學習（Standards-Focused PBL）定義為“一套系統的教學方法，它是對復雜、真實的問題的探究過程，也是精心設計項目作品、規劃和實施項目任務的過程，在這個過程中，學生能夠掌握所需的知識和技能”[2]。

項目式學習是一種以建構主義理論為指導，以小組合作方式進行項目規劃及解決項目任務的學習方式。學習過程中學習者始終圍繞一個或幾個具體的學習項目，選擇和利用最優化的學習資源，通過實踐體驗、分析討論、探索創新等環節，獲得具體知識、形成專門技能、發展個人能力。與常規教學相比，項目式學習更加提倡從現實問題的解決中，實現學生的自主探究和自主學習；更加強調學生自我導向的學習能力，倡導學生自主決策或師生共同決策，注重學生過程技能和核心素養的培養。[3]

項目式學習從問題的提出到解決問題的方案設計、實施，結論的得出，研究成果的評判，均由學生自己完成，因而具有自主性和創新性。其學習內容、學習目的、學習方式及學習結果可表述為圖1。

圖1 項目式學習的特點

（一）項目式學習的特點

1.體現多角度的開放性。這種開放性體現在：（1）項目學習內容往往不涉及化學學科的難點知識，學生在學習過程中較容易理解，而且學習的目的是為了了解或者解決來自社會、生活中的問題，因此學習的過程中沒有了考試壓力，學生更容易進入學習情境。（2）項目的研究內容源于教材，可以是教材中的某一個內容。如人教版選修1《化學與生活》中的“營養物質”，教學中可以設計成項目式學習的形式，讓學生查閱教科書及其他資料，了解各種營養物質對人體的作用、富含營養物質的食物、缺乏各種營養物質的危害等。項目的研究內容也可以不拘泥于教材，選擇更接近于學生的日常生活和社會生活實際的內容，如學校或家庭附近的水質情況調查、檢測水中的某些污染物、提出防治水的污染措施等，這些問題具有學科價值和社會價值，可以借此學習發展學生的社會參與意識。（3）學習更具有個性化，學生可以結合自身的特點，在小組合作中發揮優勢和特長展開學習。（4）學習的時空開放，可以在課下，也可以在課上，還可以是課上和課下相結合的方式，而學習的手段可以利用網絡、圖書館、教科書等查閱并收集信息，將其運用于項目研究。

2.體現師生的交互行為。（1）項目式學習以學生為主體。學生在學習中成為信息加工的主體、認知意義的主動建構者；要學會在團隊中合作，學會交流與表達，具備在日常學習與生活中喜愛質疑、樂于探索、努力求知的心理品質。（2）項目式學習以教師為主導。教師要成為學生主動學習的指導者、幫助者、促進者。因此，教師在指導學生設計和選擇項目式學習的課題時要對學生進行正確的引導，以項目為載體，在學生的學習和研究中幫助學生確定合理的研究方案，引導學生對項目學習的成果進行歸納總結，形成社會參與意識。

項目式學習強調師生在交互過程中共同建構項目學習內容，完成學習內容的選擇、組織和編排；教學的主要目的不僅關注知識和技能，同樣關注化學學科核心素養的落實與發展。教學的重點不僅是理解知識，更讓學生體會主動探索知識的過程。它強調在學習活動中，創設一種類似于科學研究的情境和途徑，讓學生圍繞某一個項目研究課題，通過多種途徑主動探究、發現、獲取信息，學會對大量信息進行加工和評價等，并應用知識解決實際問題。這種項目式學習方式已不再局限于教材知識和學生已有的基礎知識，而是以教材知識為出發點，結合社會問題展開的一種更為靈活、有效的教學組織形式。學習的形式可以由個體轉向班級集體學習或小組合作，組內成員分工協作，發揮各自的優勢，共同完成項目的探究過程。

（二）項目式學習的實施過程

項目式學習常以真實的社會問題為研究情境，以問題為中心，學生在教師的指導下，以類似于科學研究的方式去圍繞一個項目展開研究，即教師給學生布置課題，或者學生自己發現身邊有價值的問題，學生完全處于一個動態、主動、多元的學習環境中，教師給學生提供或者學生之間互相提供更多的獲取知識的方式和渠道，充分發揮學生的主體參與作用，發動全體學生利用各種媒體資源，包括互聯網、圖書館、教科書、調查訪問等最大限度地收集信息，而后在教師的指導下整理綜合所獲取的信息，在知識的探尋過程中尋找解決問題的方法。這中間化學及地理、歷史、生物等學科，學校教育與社會教育有機地結合在一起，將所要學習的知識遷移到一個更廣闊的空間，從而培養學生的創新精神和實踐能力。項目式學習的具體教學程序如圖2。

圖2 項目式學習的教學活動程序

二、在化學教學中開展項目式學習

（一）選擇研究項目

項目式學習課題的選擇可以來自于教材中的內容，可以是教材知識的拓展內容，也可以是有學科價值的社會問題。具體而言，在課題選擇上應關注幾個方面（參見表1）。

根據高中階段各個年級的化學教學中課程標準的相關規定、教學內容、學生的興趣程度及社會有關問題，現列出部分項目式學習的課題建議供選擇（參見表2）。

這些課題的選擇符合表1中提到的課題選擇的要求。例如，“金屬資源的開發與利用”這個課題，從選擇課題的依據看，在課程標準中有明確的要求，即“以金屬礦物的開發利用為例，了解依據物質性質及其變化綜合利用資源的方法”[4]；在人教版化學2（必修）第四章第一節的內容中又專門對金屬礦物資源的開發與利用進行了講解，里面涉及氧化還原反應的知識，學生在化學1（必修）中已經學習過，因此具備了學習金屬資源的開發利用的知識基礎。從課題的來源看，可以說課題源于教材，但不拘泥于教材，屬于教材拓展的知識；同時資源問題日益受到關注，每個國家、每時每刻都面臨著資源短缺、資源浪費的問題，如鐵的腐蝕問題，所有如何有效地開發和利用金屬礦物成了全社會關注的熱點問題。從課題的特征看，真實且有研究價值；金屬制品與學生的生活密切相關，他們身邊素材豐富，特別是某些金屬，如鐵的知識學生在初中階段已經接觸過一部分，進行深度研究較容易，可操作性強，可以將課內知識與課外知識緊密結合。從項目研究最終要達成的目標看，圍繞金屬資源的開發利用，既落實了金屬冶煉的知識，又教給了學生研究的思路和方法，同時引導學生關注社會問題，強化參與和決策意識，發展了化學學科核心素養。

表1 項目式學習課程的選擇要求

表2 可供選擇的項目式學習課題

（二）設計與實施研究方案

班內學生分成幾個小組，每個小組建議4—6人，小組成員在性別、興趣、個性特點、家庭和社會經濟背景、化學成績、能力水平等方面盡可能做到有明顯差異，使每個小組都成為班級的縮影。在項目研究中，每位學生分工不同，各自發揮著自己的優勢，如在收集資料階段，有的擅長計算機、有的擅長讀書、有的擅長訪談；在加工信息階段，有的人善于制作PPT，有的人撰寫文章能力較強，有的人版式設計能力強，有的則在美術方面有特長；同樣，有動手能力強的負責做實驗，有表達能力強的負責向全班同學匯報，等等。在這些過程中，教師發揮著指導和協調功能，引導各小組學生制定好項目研究方案，方案中應包括項目研究的目的和意義、項目所要研究的主要問題、步驟等，同時適時督促“懶惰”的學生積極參與活動，解答學生在研究中隨時出現的問題，幫助學生根據研究的實際情況不斷修正研究方案，使研究工作做到細致規劃、有條不紊。

以上面提到的“金屬資源的開發與利用”中“金屬的冶煉”為例，具體加以說明。

當明確“金屬資源的開發與利用”這個項目課題之后，圍繞這一課題，學生首先明確了金屬資源開發利用的目的和意義，確定了所要研究的主要問題。而后開始實施探究方案，即分工、分頭收集信息。全體學生通過上互聯網，查閱報紙、雜志、書籍，收集有關金屬資源的各種知識，包括金屬單質及化合物在工業、農業、國防、生理等各個方面的用途，常見金屬及其化合物的性質，鐵、鋁、銅等礦石在中國的分布，我國金屬冶煉的歷史發展，冶煉金屬的設備、原理、廢氣廢渣的處理，結合氧化還原反應的知識分析金屬冶煉的原理等，并將這些知識制作成科技小報的形式，在班內分專題進行展示，以便互相學習交流。在此過程中充分發揮了學生的主體參與作用，培養了學生獲取信息的能力，激發了學生學習化學的興趣。同時收集的資料涉及化學、地理、歷史、生物等學科，使學科間的知識達到了較好的交融。

（三）交流評判結果

在學生廣泛收集信息的基礎上，教師給每組學生布置一個課題，由學生根據本組的課題進行組內合作、處理信息。組內同學互相幫助，團結協作，將所收集的關于金屬資源的信息編排整合，達到了資源共享；同時將收集的信息制作成PPT、網頁或電子書的形式，進行展示交流，培養了學生信息加工的能力，也使學生產生存在感、價值感，樹立學習自信，團隊意識無形中得以加強。同時研究過程中運用了類似于科學研究的方法，培養了學生的科學素質。所研究的問題中涉及廢棄物的處理、綠色化學，并且與后面要繼續展開研究的金屬的腐蝕與防腐高度相關，引導學生關注社會，發展了學生的社會參與意識。

在各學校信息技術手段完備的情況下，可以利用班級的局域網進行信息發布，交流各組整合好的“金屬的冶煉”的知識，以達到相互學習的目的，同時鍛煉學生表達信息、與人交流的能力。可由學生設計并演示CO還原Fe2O3的實驗、鋁熱反應的實驗等，也可演示高爐煉鐵的工藝流程的視頻或動畫資料，這個過程可以培養學生的實驗操作技能、觀察能力、分析實驗現象并得出結論的能力，同時使學生對于高爐煉鐵的化學反應原理乃至金屬冶煉的原理有較全面的了解，促使其掌握化學學科中有關氧化還原反應與金屬冶煉方法的關系的核心知識。

（四）項目總結評價

經過交流后，學生之間應展開相互評價，在評價和交流中學習金屬資源的開發利用的知識，了解金屬的用途、冶煉等方面所收集的最新的、高科技的知識；對某些知識,如用于金屬冶煉的設備的特點、全國各地金屬冶煉工廠目前生產面臨的問題進行補充介紹，進一步明確建設生態文明的重要意義。而對于有些學生無法順利解決的問題，可以繼續布置新的任務，讓學生繼續查找有關的資料和信息，使學生的學習繼續得到完善和升華。在這中間，通過研討、分享各小組的成果，學生充分進行思維碰撞，培養了實事求是、科學研究的嚴謹作風，學生們也初步體嘗了成功的喜悅，一定程度上發展了學科核心素養。

三、項目式學習的實施效果評價

項目式學習注重了研究性學習的具體實踐，通過信息的獲取、加工、交流、評價、反思，體現了教師為主導、學生為主體的教學特點，達到了學習化學知識和技能、掌握研究方法和策略、關注社會問題、提升學科核心素養的目的，突出了“在做中學”。

（一）有助于學生掌握、理解化學學科知識

項目式學習中所涉及的化學知識與技能等不是由教師直接講授，不是由學生直接看教科書得到的，也不是由學生死記硬背下來的，而來自于學生在解決問題中查閱資料、調查訪談、同伴互助。例如，氧化還原反應的知識屬于化學基本概念范疇，學生難以理解其本質特征，學習中依賴于背誦教師教授的所謂“口訣”認識氧化劑、還原劑等概念，但是在教師帶領學生創設了“金屬資源的開發利用”這一情境之后，概念的學習不再是抽象的，學生將氧化還原反應的知識與各種金屬的冶煉原理、金屬的腐蝕與防護等知識結合在一起，由感性認識出發，上升到理性認識，非常順利地理解了氧化還原反應的知識，并能依據氧化還原反應的知識解決實際問題。

（二）有助于學生掌握研究方法

項目式學習首先由教師布置任務，讓全體學生以科學研究的方式，收集有關項目的各種信息，而后教師圍繞項目，帶領學生劃分專題，讓學生分組圍繞本專題加工信息，最后在研究的基礎上，學生自己對項目中的問題進行總結歸納，獲得知識與技能、方法和策略。活動中，每位學生都處于積極、活躍、興奮的狀態下，從選題到制訂計劃、到實施計劃，學生需要獲取并粗加工，然后以組為單位，合作加工信息，課堂上選代表交流展示并評價信息，最終得出項目學習成果這種學習方式注重學習的過程，關注學習過程中學生的思維方式、個人體驗及對資料的整合，強調“在做中學”，通過學生獲取信息的研究過程，體驗科學研究的思路和方法，培養應用知識解決問題的能力，增強學生的科研意識。

（三）有助于發展學生的學科核心素養

項目式學習選取的課題往往來自于與教科書知識緊密結合的或是社會熱點問題，這讓學生把學習從課堂內延伸到課堂外，特別是到社會這個更廣闊的領域中學習。學生在解決項目問題的過程中需要廣泛查閱資料，于是對于這些社會問題的了解將更為深刻與全面。作為社會的成員，關注現實生活，關注身邊的問題，關注人類的發展，關注對賴以生存的環境的保護、資源合理利用等社會問題，責任感就更加強烈，社會參與意識和決策意識無形中在加強與發展，能夠切實落實化學學科核心素養中所倡導的“科學態度與社會責任”。

教學不應是單純地傳授知識，探索知識的過程及其方法比獲得知識本身更重要。項目式學習方式突出學習中學生的主體地位，它教給學生的是一種學習的方法。這種學習方式，可以進一步培養學生的創新精神，培養學生的個性特長。這種學習方式，有利于發揮學科教學的育人價值，有利于促進學生發展核心素養的培養[5]，有利于促進學生化學學科核心素養的發展。隨著創新教育的深化和發展，它必將給我們的教學注入新的生機和活力！▲