“化學視角看抗疫”項目化高三復習

耿秀梅 單世乾

摘要：項目化學習的三個關鍵環節是真實問題驅動、合作研學和產生成果，是素養導向的教學評一體化過程，依據考試評價和合作過程表現性評價來判斷活動目標的達成度。本案例從抗疫背景的驅動性問題出發，由學生提煉指向考試評價的研究任務，并在教師引導下完成命題及評價的過程。依據高三復習實踐，梳理“素材選擇、項目、驅動性問題、學習活動、學習成果及應用”的項目化學習的教學流程，為高三化學復習提供借鑒。

關鍵詞：項目化學習; 核心素養; 教學評一體化; 問題驅動; 高三復習

文章編號：1005-6629（2021）08-0056-07

中圖分類號：G633.8

文獻標識碼：B

2017年版《普通高中化學課程標準》提出，應緊緊圍繞“發展學生化學學科核心素養”這一主旨，倡導“教、學、評”一體化，促進每個學生的化學學科核心素養的發展[1]。

高考評價體系將考查內容定位為應對生活實踐、應對未來的學習，聚焦于應對生活實踐與學習、探索情境中的問題時所需要的知識與能力，即基于學科素養導向確定應考查學科的關鍵能力與必備知識[2]。課程內容的結構化和情境化，可以促進學科核心素養的落實[3]。可見，利用真實情境中問題的提出與解決組織高三化學主題的復習，是新課標、新高考背景下以素養為本的教學需求。

1 項目化學習的內涵和價值

項目化學習（Project based learning簡稱PBL）是當前全球教育中的一個熱點話題，是一種以建構主義理論為指導，以學生為中心的教學方式，主張學生通過小組合作的學習方式來實施一個完整的項目，用以解決真實世界中某些復雜的、具有挑戰性的問題。陳琳指出，問題導向、合作學習，是項目化學習承載的以新課標素養為本的教學理念[4]。

夏雪梅認為，項目化學習是指學生在一段時間內對與學科或跨學科有關的驅動性問題進行深入持續的探索，在調動所有知識、能力、品質等創造性地解決新問題形成公開的成果中，獲得核心知識和學習歷程的深刻理解，并能夠在新情境中進行遷移[5]。正因為驅動性問題解決的真實過程，項目化學習已成為發展學生創新能力的重要學習方式之一[6]。

項目化學習的三要素是真實問題、活動和成果（目標）。問題圍繞目標設計，活動指向目標達成，而成果既包括目標的物化結果，也包括問題解決的思維模型的構建過程。解決真實問題、產生有價值成果的過程，即為發展核心素養的過程。

2 以評促學的項目化高三化學復習課

項目化學習基于學習目標，從生活（生產）情境出發，關注“設計何種項目，分解幾個問題，組織哪些活動，產生什么成果，如何評價目標達成度”，在教學評一體化過程中，既完成學科核心知識的再建構與再創造，又發展實際問題解決的核心素養[7]。

在高三化學復習中，依據課標與學情擬定復習目標，組織項目化學習，并利用學習、評價、調控促進教學，形成項目化高三化學復習課流程如圖1所示。

3 項目化高三化學復習的實施過程

3.1 項目設計

新冠疫情這一國際關注的公共衛生事件，可以作為素養教育的載體。從居民生活到醫療研究，均可解讀出許多素養評價的素材，比如，消殺試劑的規范使用和作用原理、有機藥物的合成路線等。為此，筆者設計了“化學視角看抗疫”這一項目化高三復習主題，并依據2017年版課程標準，確定該主題內容的復習要求如下：

能從類別、化合價、結構等角度，說明或預測雙氧水、次氯酸鈉、二氧化氯、酒精等物質的性質，建立“結構—性質—應用”之間的邏輯關系，能基于性質對消殺試劑的使用進行分析和風險評估，提出其在生產、生活等方面應用的建議;能從組成、結構等方面認識有機化合物的性質及以官能團為核心的轉化關系，能根據有機轉化原理預測反應的產物，能基于“綠色化學”理念設計有機藥物合成的方案，并對方案進行評價和優化。

高三化學復習課有3個目標：其一，以課時內容為主題的知識結構化;其二，獨立與合作相結合，完成優選情境中實際問題的解決;其三，高考命題規律總結及重難點題型解答的模型建構。為此，將“化學視角看抗疫”項目分解為居民抗疫中的理性做法、醫療抗疫中的有機藥物研究、命制一道高考有機模擬題三個任務。

托馬斯認為，項目化學習聚焦在能夠驅動學生去面對學科中的核心概念或原則的關鍵問題[8]。這也是中小學教學中，我們判斷高質量項目化學習的標準，即項目和學科知識的關聯性。

項目化學習中，隔離防護及殺菌消毒的初步研究結果可以作為經驗進行推廣，而藥物合成研究與高中有機化學的主干知識及考試評價密切相關，同時也體現了化學的學科價值和學習者的科學精神、社會責任，適宜逐步凝練成有研究價值的學習任務。疫情應對主題項目化學習任務的提煉操作路線如圖2所示。

3.2 項目實施

3.2.1 學生的初步調查

安排學生初步調查居民抗疫在消毒劑和口罩使用中的各種理性、非理性表現，以及化學藥物的研究進展。這里項目驅動性問題有別于傳統項目化學習，設計途徑為“學生自己提出問題—小組合作提煉篩選—師生共同評價選擇”，并據此開展學習活動。

一天后，學生提交了41份作業，研究覆蓋范圍和初步成果超出預期效果，匯總統計如表1、表2、表3所示。

學生概括國家衛健委及部分醫學專家發布的可能具備療效的抗疫藥物，自主搜索抗病毒藥物的信息，列出清單，并查閱文獻獲得合成路線。對比并挑選出相對簡化的部分合成路線，查閱相關的有機化學資料，從經濟性、簡約性、轉化率、純度等角度作出對比評價。

3.2.2 合作加工提煉確定研究方向

在教學群里展示學生作業匯總結果，讓學生分組研討，提出小組問題，在班級內投票選出有研究價值的問題，并提出進一步研究需要的證據，結果見表4。

3.2.3 高考有機模擬題的命制

生活情境和考試情境中，都會接觸到多種多樣的消殺試劑，它們具有不同的功能、不同的使用方式和注意事項。從不同角度研究消殺試劑，其中作用原理屬于考試研究內容，而使用范圍和注意事項，則作為基本生活素養適宜在生活中推廣普及。抗疫藥物及藥物合成路線的選擇均有許多種，這里有研究角度問題，也有價值判斷策略。在合作學習過程中進行批判性思考，可生成多種認識角度，轉變認識方式，構建思維模型并作進一步創造性應用。

作為高考指向性非常明確的題型，有機化學主干知識與素養的綜合考查，常以藥物合成路線為信息背景，在結構變化的基礎上研究反應條件、反應類型與反應原理，重點考查有機反應中官能團的變化及經典轉化中的條件控制思想。這類題型綜合性強，思維容量大，信息給出方式靈活，尤其考驗學生在新情境中提取信息和應用知識的能力。基于考試目標的逆向設計，建立問題解決的思維模型，更有利于有機化學知識的結構化。

值得肯定的是，“醫療抗疫中的有機藥物研究”項目活動中，原本預設的成果為“藥物合成背景的有機高考題命題規律”，經過小組研討及組間交流，合作學習中生成指向考試評價的學習任務，并在活動中細化要求，最終確定為以抗擊新冠病毒的藥物合成為背景，參照江蘇高考試題，命制一道高考有機模擬題。具體程序及要求：查閱文獻并篩選藥物及合成路線，說明藥物及合成路線的選擇依據;充分利用現代信息技術，分類匯總近十年各地高考有機考點，研究近幾年江蘇高考題風格;截取合成路線的部分進行問題設計，自評互評后修改定題。教學活動進程如圖3所示。

3.3 項目成果

3.3.1 消殺試劑研究成果

經過課前信息檢索、加工與課中合作互動，獲得消殺試劑研究成果見表5。

3.3.2 有機試題編制成果

經過小組內部與小組之間的交流研討，在充分研究近五年江蘇高考化學有機試題的基礎上，歸納有機合成背景下的命題規律（見表6）。

學生運用各種信息資源，選擇抗擊新冠藥物及對應合成路線，設計問題（見表7）。排在前三位的是磷酸奧司他韋、氯喹、法匹拉韋。

選擇磷酸氯喹的一種合成路線，如圖4所示。

已知：

各學習小組在上述合成路線基礎上設計5個問題，編制一份試題，組間交流，篩選出部分問題分類匯總，依據高考題對關鍵能力和必備知識考查的程度劃分為3個水平等級，共同擬定標準自評互評，統計試題編制成果如表8所示。

3.3.3 學習成果及應用

從5個問題類型中各選一種水平（至少包含三個水平3），組成5道試題，在班級群、校園網展示。余下未入選的問題設計，互提建議，修改后展示。

學生成果展示后引起強烈反響，整個研究過程既體現了對專業知識的理解與應用，以及對考試評價依據的理性認識，也在生活情境中體驗了批判性思維的有效運用，感悟基于考試理解和生活事實對信息資源篩選評估的科學方法，尤其是運用化學學科知識和學科思維方法應對危機并盡力輻射理性抗疫觀念的社會責任感。在基于真實情境的問題解決過程中，學生主動感受到化學的學科價值及個人發展與國家發展的辯證統一關系，這是在常規教學中容易忽視或無法達成的。項目化學習將立德樹人理念與考試評價有機融合，讓化學教學過程的思想性與學術性并重，給日常化學教學指出了值得思考、探究的方向。

4 小結

4.1 經驗與收獲

項目化學習提供了將生活中的化學素養、研究過程與考試評價有機融合的機會。以疫情情境為主題的高三復習，經過學習探索，學生系統探究了面向高考實際的殺菌消毒原理和有機藥物的合成與評價，感悟了批判性思維、信息素養、問題解決等生活通用的重要學習技能，體現出項目化學習的獨特價值。

從知識獲取層面來看，學生經歷了對比、甄別繁雜的社會信息、選擇主流新聞媒體（如人民日報、新聞聯播）及官方（國務院、衛健委、疾控防治中心）發布平臺等過程;研究了經典有機物的性質、有機反應類型及物質轉化原理，掌握了一定化學環境下有機官能團的某些特性，并將知識整合，使之結構化。

從能力培養層面來看，學生通過項目化活動將生活中的真實問題，如消毒劑使用轉化為化學問題，并培養從結構、類別與特性出發靈活選擇、合理利用消毒劑等化學關鍵能力;提升了一定的工具意識，結合自身便利條件，選擇KingDraw軟件chemdraw或Indraw繪制合成路線圖;小組合作研究時，在生活背景下研究項目活動的來龍去脈，大量信息的獲取與加工尤其依賴于有效的分工與合作，如何協調好團隊意識與獨立精神的辯證關系，是學生終身學習所需要的重要技能。

從素養發展層面來看，學生分析藥物合成路線，結合高考命題規律，建構有機合成思維模型——“對比原料與目標產品的結構差別，從碳骨架的構建和官能團轉化的角度”逆向分析設計合成路線;在信息選擇與評價時有充分的證據意識，能篩選出專業性學術媒介如維基百科、《基礎有機化學》和某些學術論文，從中獲取文獻資源作為有機信息，從而形成了從化學視角探究生活中的化學物質的意識與態度。

項目化學習也是培養學生的家國情懷的載體[9]。化學教學需要教師適時選擇素材實施生命教育和愛國教育。從學科教學來看，出一個高考有機模擬題，考驗學生的化學學科知識、學科觀念和學科思維。從教育視角來看，體會化學學科與藥物、材料的關系，感悟自己的社會責任，對個人發展規劃有一個清醒的認識。研究近幾年高考題命題規律，檢索藥物信息、合成方案，篩選出適合命題的素材，再設計問題，這個過程學生一般要用4～5個小時，最后將整個過程整理出研究報告，還需要至少花費2個小時。然而大部分同學表示，這樣的作業不煩不累，做起來目標明確、心里踏實，特別有成就感。這啟發了我們的線上或線下教學，設計融合考試評價的項目化學習任務，對素養為本的教學是重要且必要的探索。

4.2 反思與調整

研究過程也發現了一些問題：第一，由于研究任務的開放性和學生信息檢索習慣和能力的差異，學生的參與的主動性存在較大差異，上交成果良莠不齊，有的真研究真提升，有的直接復制粘貼。第二，交流討論主要在線上進行，受時間、空間和形式的限制，討論不夠深入，小組內部成員活動不易均衡，組與組之間交互活動不夠。第三，指向考試的評價較為客觀，對于藥物及合成路線的選擇、問題設計的知識面覆蓋和思維要求，能準確評價并得到其他同學認可，但是活動過程性評價比較弱化，評價對活動的調控未完全發揮作用，且大部分學生不關注反思性評價。

基于高三化學復習的問題驅動式教學實踐，評價上述學習全過程的學生活動表現，筆者提煉出進一步優化項目化學習的幾點注意事項：一是將合作研討和文獻信息的梳理篩選前置，并基于考試目標確定研究范圍和提煉驅動性問題，確保課堂交流實效;二是聚焦學業內容、準確定位項目化學習的課時目標，并基于考試目標的評價活動，尤其對于學生合作研學中的表現性評價，要擬定精準的評價量規;三是項目成果要指向關鍵能力和必備知識的提煉，要在推廣中達成共識，形成一類問題解決的思維模型。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部制定. 普通高中化學課程標準[S]. 北京：人民教育出版社，2020.

[2][6]教育部考試中心. 中國高考評價體系[M]. 北京：人民教育出版社，2019.

[3]教育部考試中心. 中國高考評價體系說明[M]. 北京：人民教育出版社，2019.

[4]陳琳. 前置操作：項目化學習的必要程序與保障[J]. 語文教學通訊，2018，（11）：33～35.

[5]夏雪梅. 項目化學習設計：學習素養視角下的國際與本土實踐[M]. 北京：教育科學出版社，2018.

[7]侯肖，胡久華. 在常規課堂教學中實施項目式學習——以化學教學為例[J]. 教育學報，2016，（4）：39～44.

[8]Thomas，J. W.. A Review of Research on Project-Based Learning [R]. San Rafael：The Autodesk Foundation，2000.

[9]繆曉虹. 指向“家國情懷”培育的項目化學習[J]. 中學歷史教學參考，2020，（5）：70～73.