新課標魯科版高中化學必修教材的“微項目”設計研究

沙莎 楊笑 占小紅

摘要：?以魯科版高中化學必修新教材的“微項目”為研究對象，對教材的微項目活動進行界定和特征分析，使用“四維度八標準”的分析框架，從學習目標、項目任務、活動環境、活動過程四個維度結合關鍵知識的理解與掌握、成功素養等八個標準分析魯科版教材微項目的設計特點，為教材中微項目的教學應用提供參考。

關鍵詞：?高中化學必修新教材;?微項目;?項目化學習;?魯科版

文章編號：?1005-6629（2021）09-0021-05

中圖分類號：?G633.8

文獻標識碼：?B

1??研究背景

項目化學習注重解決實際問題，美國巴克教育研究對項目化學習給出定義：?這是一種系統的學習組織形式，學生通過經歷事先精心設計的項目和一連串任務，在復雜、真實和充滿問題的學習情境中持續探索和學習[1]，從而獲取需要的知識，解決項目中的問題，實現有意義的學習[2]。當前國內項目化學習介入渠道窄，除學校在課程層面規劃外，就是個別教師的自主設計，一般適用于活動課程學習，學科課堂中實際落地少。魯科版高中化學新教材（以下簡稱魯科版）的創新之處之一，就在于將項目化學習引入化學課程，教材每章節末尾均設計一個“微項目”，探索性發展學生的化學學科核心素養。

微項目即微型化的項目化學習活動，符合項目化學習的一般要求和特征：?強調真實性、跨學科性，持續時間較長，跨越空間較大，項目體驗隨機且豐富，需要多方合作等[3]。魯科版教材將微項目置于章節末尾，給學生創造運用章節知識解決現實問題的機會，體現以應用本章節知識為主、適當聯系其他學科知識的特點，兼顧課堂教學的可行性，學習情境不太復雜，因而項目周期較短，一般僅需2～3課時。本文以魯科版新教材必修第一冊、第二冊中的“微項目”活動為研究對象，探討其設計特征，為教材中該類活動的教學應用提供參考。

2??魯科版“微項目”分析框架

微項目屬于學習活動，分析方法可參照一般學習活動的分析框架。管玨琪認為分析學習活動有四個維度：?學習目標、學習任務、學習情境和學習行為，將該理念應用在微項目中：?學習目標是學習活動對學生將產生的影響的描述;相應的學習任務就成為“項目任務”，指對學習活動的主題描述;學習情境是微項目發生的“活動環境”，指學習活動具體的發生環境;學習行為的結構及其序列呈現了學習活動的具體實施過程[4]，也就是微項目的“活動過程”。美國巴克教育研究所針對項目化學習活動提出了8大黃金標準，涵蓋學生的兩個學習目標：?對關鍵知識的理解與掌握及成功素養;項目設計的6個核心要素：?挑戰性問題，持續探究，真實性，學生的選擇、反饋、評論與修改，公開展示的作品[5]。將8大標準與學習活動4個維度進行融合，形成教材“微項目”四維度、八標準的分析框架，如表1所示。

2.1??魯科版高中化學教材“微項目”設計概況

魯科版高中化學新教材必修第一冊、第二冊每章節末均設置了微項目學習活動，共計6個，基本情況如表2所示。

2.2??學習目標分析

2.2.1??學科學習

在組織學科關鍵知識方面，教材以2017年版高中化學課程標準為依據，選取了五大主題，基于核心素養要求，以大概念形式提煉核心知識。必修第一冊的微項目對應“物質分類和氧化還原反應”“電離和離子反應”等核心概念，旨在培養學生形成“價—類”元素觀和轉化觀、發展微粒觀;必修第二冊的微項目則強調“元素周期律”“化學鍵”“物質反應與能量轉化”等核心概念，對必修第一冊建構的大概念進行從單要素孤立、多要素關聯向多要素系統化的螺旋式發展。

在培養思維技能方面，教材側重于訓練專家思考方式的特定領域問題研究的思路方法，反復強調3個重要的思維技能：?研究物質性質的方法程序;物質富集、分離、提取的基本思路;化學視角解決現實問題（如要求從能量轉化、反應條件等化學學科視角來著手分析“安全氣囊”和“釀造米酒”）。

2.2.2??成功素養

教材合理安排了決策類和設計類兩種項目活動，決策類活動主要通過科學論證過程培養學生的批判性思維，活動也涉及信息的獲取、分析與利用，可以促進學生運用新型信息媒體的技能，這類活動有論證重污染天氣汽車限行的合理性等。設計類活動給學生提供一定的創新空間，如“設計安全氣囊的氣體發生劑”就要求學生自主設計配方。項目活動還注重對社會性技能的培養，如通過設計小組討論環節來鍛煉學生與他人溝通的能力，展示項目成果有助于強化學生的自我表達能力，調查與收集信息也有利于規范學生的社會化活動等。

2.3??項目任務分析

2.3.1??任務意義

真實的任務離不開現實生活，成果能真實應用才具實際價值。微項目的任務來源兼顧學生的日常生活與社會重要主題這兩個方面。具體來看，六個項目中來源于日常生活的有3個（制作膨松劑、科學使用含氯消毒劑、自制米酒），來源于工業生產的有2個（海帶提碘與海水提溴、研究車用燃料和安全氣囊），來源于社會性科學議題的有1個（論證汽車限行的合理性）。

至于項目成果的現實應用情況，能完成實際作品的有4個，包括膨松劑、含氯消毒劑使用手冊、“汽車限行議題”論證報告以及自制米酒;而提碘與提溴方案、安全氣囊氣體發生劑項目成果以生產流程或原理的形式呈現，但無法產生有應用價值的項目成果。

2.3.2??任務設計

項目任務涉及的問題，其劣構性包括三種情況：?（1）任務的目標不明確，且沒有足夠的信息解決問題;（2）任務的解決方法不唯一;（3）解決結果具有開放性，需要對意義建構的結果進行反復的協商、檢驗、證偽，使其具有客觀性[6]。六個微項目的劣構性分析如表3。

由分析結果可見，僅有一個項目屬于問題不明（要求學生自己從社會新聞中選擇一個探究問題），另有一個項目是方法不明（要求學生自主合作研討釀制米酒的方案），其他任務都是讓學生運用所學的思路方法和知識經驗進行方案設計，如設計膨松劑等。

對于完成項目需要學生運用輔助性的跨學科知識時，教材通過設置“資料卡片”“化學與技術”“拓展視野”三種欄目為學生提供支持，如表4所示。

從數量上看，6個微項目中只有3個涉及跨學科知識，涉及兩門學科的有2個，涉及一門學科的有1個，涉及學科門數偏少，合計僅3門：?生物、技術和歷史。可見微項目的設計努力融入跨學科知識，但涉及的學科目前主要局限在生物與技術學科。教材嘗試在微項目中將科學與人文進行融合，如在資料卡片中介紹中國傳統釀造工藝，但跨學科知識仍只作拓展之用，并非解決問題所“必需”。

2.4??活動環境分析

活動環境主要有學校、家庭及社區，見表5。從數量上看，涉及教室的微項目有5個，涉及家庭的有4個，涉及社區的有1個。教室是開展活動的主要場地，用作方案設計、論證、進行實驗，家庭廚房用于蒸饅頭、釀米酒等一般操作活動，社區作為學生調研和收集信息的場所。可見，魯科版的微項目在探索空間的開放性上，主要將目光放在家庭環境，同時積極探索社區的活動功能。但項目作品的“公開”范圍尚有局限，主要在班級內部，僅“含氯消毒劑”項目要求學生向家人、朋友宣講和解讀自己的含氯消毒劑使用手冊。

2.5??活動過程分析

2.5.1??活動結構

在各項目的內部活動方面，合理安排了三種關聯關系：?鋪墊、序列及并列。有鋪墊關系的有3個項目，鋪墊關系是指項目中對原理先進行探究后運用方法，如探秘膨松劑項目就要求先探究碳酸氫鈉作膨松劑的作用原理，后設計并使用新型復合膨松劑。具有序列關系的有1個項目，序列是將一個連續完整的過程分為多個串行活動，如論證汽車限行合理性項目就將科學論證過程分為三個活動。具有并列關系的有2個項目，并列指同一主題下包含多個獨立活動，如海帶提碘與海水提溴，讓學生在相似的情境中進行知識的遷移應用。但這三種微項目活動結構的設計中都沒有在提出新問題并解決新問題方面有過多展開。

2.5.2??活動形式

微項目的活動過程展開大致可分為七種形式：?調查研究、資料閱讀、個人思考、小組討論、實驗方案設計與實施、方案設計、交流展示。將各微項目涉及的活動形式進行分類統計，結果見表6。

由表6可知，最常用的活動形式是個人思考和交流展示，各計有6次;其次是小組討論和方案設計為5次;再是實驗方案設計與實施為4次。各種活動形式中，實驗方案設計與實施、方案設計給予學生創新的自由;小組討論和交流展示使學生傾聽同伴的意見，對自己的觀點和方案進行反思。微項目活動兼顧個人思維活動、小組合作探究、班級展示交流三個方面，能調動學生的自主性和積極性，發展學生解決問題過程中的反思能力和合作能力。

3??研究結論

通過對魯科版高中化學必修教材微項目活動設計的全面分析，對其設計特點總結如下。

3.1??學習目標兼顧理解運用學科核心概念及培育成功素養

微項目要點在于掌握學科概念原理性核心知識并注重實踐運用，重視

批判性思維、創造性思維等高階

思維技能的培養，強調特定研究領域問題解決思路方法的使用、從學科視角出發看待與解決問題。同時發展學生的社會交往技能，以及在復雜社會環境下獲得信息、分析信息與利用信息作出決策的能力。

3.2??項目任務融合現實意義與跨學科知識的形式有效性尚存不足

項目任務的情境來源都與現實的生活或生產有關，一般而言，只有源于日常生活情境的任務能產生真實的項目成果，而來源于工業生產情境的兩項任務，學生可以設計方案，再論證經濟、環境等相關問題，但無法通過相應的技術手段來實踐自己的方案。

任務難點在于問題的劣構性，體現在微項目設計上就是結果的開放性，在學生已擁有方法思路、知識及經驗來設計作品的創新空間情況下，學生實際無需拓展性知識就能較好地解決問題，強行融入跨學科知識會略顯機械生硬。

3.3??活動環境空間有所延展但仍有局限

活動目前大都安排在教室中進行，項目作品的展示與交流也同樣如此。盡管簡便性是微項目課堂落實的關鍵，但項目作品要產生現實意義就需要讓真正使用、了解它的人參與交流與評價，評價主體過于局限并不利于充分發揮項目化學習的積極意義。

3.4??活動過程關注學生自主性與反思性，但探究的持續深入性不足

設計活動過程重視學生的自主性與反思性，給予學生實驗探究、設計方案的自由，在項目過程中也鼓勵學生組織小組討論，進一步完善各自的觀點，項目結束后注重學生的個人反思總結和班級內部的交流展示。但受到課時限制，導致項目實踐周期有限，項目內部活動只能浮光掠影，缺乏深入性，另外，只有“自制米酒”項目將釀酒過程延長到課后，讓學生能持續深入進行觀察記錄與探究。

4??研究啟示與建議

4.1??學習目標要將鞏固關鍵知識和基礎技能與確立知識運用的價值立場并重

關注知識運用的價值立場就要求學生注重將知識與自己的生活、社會情境和人的發展統一起來，不再將知識看作冰冷的客體。學生認為知識能“為我所用”，就會對知識產生濃厚興趣、渴望運用知識，這也是深度學習發生的重要條件[7]。如在探秘膨松劑項目中，學習目標是掌握“探究物質性質的方法程序”，這是客觀知識，可以進一步要求學生說明自己設計的膨松劑的使用注意事項，讓學生思考自己的設計在實際使用中可能產生的問題，綜合思考所設計作品對他人和社會產生的潛在影響及應對措施。

4.2??融入跨學科知識應注重解決問題的必要性與手法的藝術性

解決跨學科知識的有機融入問題，可參考Nashon教授對STEM課程的認識：“關注不同學科知識間的互相影響，一門學科知識的發明如何影響到另外的學科，一門學科的發展如何建立在其他學科的原理進步之上。[8]”因此，微項目以學科知識為中心的同時，應考慮輔助性學科知識在完成項目過程中的獨特價值和它們與化學學科知識不可分割的聯系，即輔助性學科知識與本學科知識之間的干預性與滲透性，同時要加強知識融入的巧妙性和自然性。

4.3??提升活動的真實性要探索和進一步開放可利用資源

活動要做實事、見真人，在考慮活動的參與人員時，為使項目更真實，除了學生與教師外，還應納入真實社會中與該項目作品密切相關的人，比如真實的開發人員、專家等。活動設計可由學生與實際從業人員進行合作，傾聽專家的反饋意見。這不僅可以賦予項目真實的意義，也有助于促進學生反思優化，調動學生的積極性。

4.4??加強活動設計的課后留白推動持續探究

項目活動激發學生持續探究的欲望很重要，因此活動設計需要環環相扣：?不斷衍生新問題，促使學生不斷解決新問題。在這個“發現—探索—解決”問題的循環往復的過程中，學生逐漸深化對知識的理解，感受到探究的快樂。除此之外，活動設計還應當注重激發學生課后探究的好奇心，促使學生思索感興趣并具備課后探究可行性的新問題。

參考文獻：

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