基于科學思維的線上項目式教學實踐

陳瓊蘭 許燕 黃雪梅

摘要：以“簡易凈水裝置制作”的線上項目式教學實踐為例，從教學主題選取、教學目標確定、項目評價與推進、項目成果的分享等方面介紹線上項目式教學實踐。“簡易凈水裝置制作”線上項式教學的實施，要引導學生分析真實問題，形成真實情境下混合物分離的解決思路，注重學生科學思維的發展，體驗和感受線上項目學習的完整過程，發展化學學科核心素養。

關鍵詞：初中化學；線上項目；教學實踐

文章編號：1008-0546（2022）12-0025-05

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.12.007

《義務教育化學課程標準（2022年版）》[1]倡導“做中學”“用中學”“創中學”，開展項目式學習，科學思維是其核心素養之一。項目式教學不但能幫助學生學習基礎知識和基本技能，還能培養學生運用所學知識技能解決實際問題的能力，形成基于實驗事實進行證據推理、建構模型的科學思維能力。[1]新冠肺炎疫情防控的要求，促進了線上教學實踐，引發了線上教學問題的深入思考和探索。線上教學應設法彌補化學實驗與實踐教學的短板，充分利用網絡資源，合理分配實踐教學與理論教學，以評促學，以學促教，有效地提高課堂教學效益。[2]基于上述背景，筆者開展了靈活多樣的線上項目式教學實踐，以此來引領學生基于科學思維的化學學習。

一、項目主題內容分析

水是《義務教育化學課程標準（2022年版）》[1]規定的初中化學學習的重要內容，人教版九年級化學教科書編排在第四單元。[3]學生在日常生活中對家用的茶漏、網篩、壓榨器、紗布等固液分離的各種工具比較熟悉，但對過濾的原理、操作和注意事項尚不清楚，欠缺物質分離基本思路，未能建立水的凈化流程模型。依據學生的生活經驗、學習基礎與課程的學習要求，我們決定把線上教學與線下學生居家完成實驗結合起來，以“簡易凈水裝置制作”為題，設計組織可操作性的項目式教學。以生活用水的簡易凈水裝置制作為載體開展項目式學習，幫助學生學習并應用化學知識，學習水的凈化原理，了解凈化的方法和過程，深化對水資源及其水體污染防治的認識，體會學習化學的社會價值和應用價值，感受化學對改善人類生活的價值和貢獻。

二、項目教學目標

通過微視頻，學習沉淀、過濾、吸附、消毒等常用凈水方法，初步形成利用物質性質差異對混合物進行分離的方法。通過完成“簡易凈水裝置制作”，構建凈水流程模型，形成解決真實情境下混合物分離的一般思路，明晰對比思想在實踐探究中的重要作用。通過項目任務的實施，熟悉項目學習的一般步驟，發展科學思維、探究實踐、科學態度與責任等化學核心素養。

三、項目任務及教學流程

本項目啟發于現實問題，立足于生活實際，其教學流程見圖1。學生通過完成該項目任務，既學會從化學視角來解決實際問題，又提高了實踐操作能力。

項目教學過程是依據項目拆解任務的知識線、歷史線及關鍵問題解決的邏輯順序展開。由于線上直播時間有限，部分活動要求學生在直播課前及課后完成，具體項目任務、教學活動及設計意圖見表1。

四、項目實施過程及學生學習成果匯報

1．聚焦核心知識，促進深度學習

學習任務2：引導學生線上交流學習課程的核心知識（平臺直播）

本次直播在釘釘軟件中已建立起的釘釘班級群發起，為有效進行師生互動，直播過程開啟連麥功能。

【引課】水是生命之源。水的品質直接影響生活的品質，凈水的歷史可以追溯到古代，在唐代便有了凈水器——漉水囊。有興趣的同學可以查閱相關資料，了解漉水囊的凈水原理。

【情境】展示東圳水庫及木蘭溪不同年代的對比圖片。

結合微視頻闡述木蘭溪的歷史演變過程，讓學生了解木蘭溪成為“民生之河、生態之河、發展之河、幸福之河”的緣由。強調東圳水庫建設是水利建設史上的奇跡，激發學生強烈的民族自豪感和求知欲，充分體會到學習水的凈化的必要性和重要性。

【問題1】東圳水庫里的水是如何變成家中的自來水？

大部分學生能夠根據課前自學的內容得到答案，少數學生直接畫出類似于教材的自來水廠凈水過程圖。

【追問】（1）自來水生產過程中為什么要加絮凝劑？（2）沉淀池有什么作用？經過沉淀池的水流是快好還是慢好？（3）活性炭吸附池與前置的過濾池可以對換位置嗎？（4）教材圖4-17活性炭凈水器示意圖口]為什么是下進上出？粒狀活性炭的大小、高度與濾水效果有關嗎？等等。

【問題2】固液分離的關鍵步驟是過濾，實驗室是如何進行過濾操作的？

教師匯總學生的答案，并結合視頻介紹過濾需用到的各種實驗儀器的名稱及其功能，強調過濾操作應注意的要點：一貼二低三靠。同時要求學生用紙張對折2次再打開，感受濾紙一層與三層的區別。

【思考】閱讀圖2，分析造成濾液渾濁的可能原因？

教師逐圖拆解，學生線上回答，并把原因標在圖片下方。緊接追問，過濾出來的水是硬水還是軟水？如何判斷？等等。由表及里，層層推進，把學生引到家用凈水器的工作原理。

2．匯報項目成果，驅動創新發展。

學習任務4：學生代表線上匯報凈水材料的選擇、凈水裝置的設計、制作與實踐

匯總學生上傳的作品，展示比較有代表性的部分作品，見圖3。

初中學生受到化學專業知識的限制，創新有限。筆者在匯總歸類裝置時，發現學生選擇的材料雖有所不同，但主要局限于礦泉水瓶、飲料瓶、玻璃杯、紙杯、口罩、沙子、小石頭、棉花、活性炭、紗布、紙巾等，創作的思路受限于人教版九年級上冊教材第77頁的課外實驗。[3]待凈化的渾濁水有：生活污水、池塘濁水、淘米水等。上傳的作品中，較多的裝置如圖3中的（2）和（5），少數（3）和（4），極少數（1）和（6）。作品（6）采用的是校本課程中“自動過濾紗布”及其“毛細現象”，有創意，但不實用。該創作的優勢在于多維度思考和探索作品的來源和有效性。作品（1）較為實用，利用下進上出，使渾濁水得到充分靜置，獨立的進水與出水裝置，可以實現可持續凈水。本作品反映學生已具備化學學習的科學思維方法，懂得利用凈水原理制作簡易凈水模型，此時可以引導學生繼續深入思考——如何清理裝置底部的濁液？比如，在底部增加排污口等，發展學生的化學核心素養。

3．優化項目作品，改革評價方案

學習任務5：反思優化凈水裝置，創新評價方案

通過本項目的學習，學生對凈水知識的理解與應用得到有效的進階。通過成果匯報及教師點評，充分認識到選擇制作凈水裝置材料與凈水效果的關系，及時摒棄定勢思維，促進科學思維的發展。例如，有學生將醫用口罩直接綁在水龍頭出水口上，由于醫用口罩中層熔噴布顆粒徑較小，水流不易透過。后經教師點撥，該學生把口罩3層分開逐一實驗后，發現確實不可行。改用洗衣液瓶，切掉上半部，還把去掉中層的醫用口罩的里層與外層當作紗布用，從大口進小口出，有效綜合教材圖4-22與圖4_17[3]的工作原理，見圖4。雖然沒有做出突破性的成品，但對于初中的學生來說，已經非常了不起，說明該學生已初步具備對比思想和知識遷移能力。

為了更好地關注線上項目學習各個環節的有效性，關注個體差異和綜合評價，實現評價指標的多元化。[5]制定線上項目學習評價指標，見表2。

線上項目學習評價方式以學生自評、互評和教師評價相結合。首先，由學生根據評價指標進行自我評價；其次，同學之間互評（類似信息2.0，評2位同學）；最后，教師綜合學生自評、互評與線上學習的現場表現．給予最終的評價，并將評價結果反饋給學生。既鍛煉了學生管理與評價能力，又通過交流彌補不足，讓評價更真實、更可靠、更權威。多元化的評價方式進一步激活了學生學習的內驅力。

五、項目教學反思及改進建議

1．項目教學反思

通過教學實踐，發現本項目最大的亮點在于通過真實可操作的項目主題來吸引學生的學習興趣，提高實踐動手能力，緩解了學生長時間線上學習的疲勞感，實現教學任務和項目實施相結合的教學方式改革，提高了線上教學的實踐性和有效性。[6]具體而言，主要包括以下幾個方面：

（1）在理論學習方面，利用微視頻與自主查閱資料，使學生充分了解水的凈化歷史進程與社會發展的動態需求，提高自主學習能力和文本信息的抽取能力。

（2）在實際應用方面，針對線上化學實驗教學不足的問題，提出將課堂教學內容與項目融合，通過學生代表線上匯報多樣化的項目成果，增強生師之間的良性互動和溝通，引導學生從項目需求出發去發現問題，分析問題，從而解決問題。

（3）在教學評價方面，采用與線上項目教學模式相對應的多元化創新評價方式，有效地促進線上教學的生師互動，客觀真實地反映了教學評一致性的目標。

（4）在教學成效方面，學生獨立自主進行實踐探究，多維度地理解知識的豐富內涵及其與想象、經驗的內在聯系，有效地增進學生的創新思維、實踐動手與科學研究能力，具有一定的實際應用價值。

2．改進建議

通過線上項目教學，發現了線上教學依然存在一定局限性，它缺少了線下教學的陪伴性、體驗感、互動性，學習氛圍、學習效果無法得到有效保證。但線上教學可以覆蓋更多的人群，可以彌補時間和地域上的差距，可以重復回看。若能探索推進線上線下混合式教育資源融合，給學生更大的自主性和選擇性空間，[7]形成家校合作育人新生態，將有效支撐教育高質量發展。

項目式教學是培養學生知行合一的有效手段，是走進高效課堂的“金鑰匙”，而項目展示是解決學習內驅力的最好手段。當線上教學模式逐漸成為一種新的教學趨勢，真正實現線上線下相融合，更能激發學生積極主動地去思考、去汲取，提高解決實際問題的能力。筆者將繼續挖掘更多適合線上教學的項目主題，進一步促使核心知識結構化，核心素養具體化，更好地發展學生的科學思維。

參考文獻

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