基于民族文化情境的高中化學微項目設計

嚴文法 婁飄 孫婷婷

摘要：微項目以學生發展為中心，以完成項目活動為主線，引導學生在真實情境中發展核心素養?！镀胀ǜ咧谢瘜W課程標準（2017年版）》強調創設真實且富有價值的問題情境，同時還提出化學課程應“注重挖掘中華民族優秀傳統文化蘊含的思想觀念、人文精神，傳承和弘揚工匠精神和技術創新思想”。以“苗族自釀米酒”為項目腳手架，設計了承載民族文化、蘊含化學知識的微項目及實施方案，并討論了基于民族文化情境的微項目的價值。

關鍵詞：民族文化情境;微項目設計;自釀米酒

文章編號：1008-0546（2022）09-0011-05中圖分類號：G632.41文獻標識碼：B

一、前言

項目式學習是一種以學習者為中心，以在真實情境下完成項目活動為主線的學習模式，強調學生通過運用學科知識解決與社會生活和科技發展緊密相關的問題來形成和發展核心素養?！镀胀ǜ咧谢瘜W課程標準（2017版）》（以下簡稱為“新課標”）重視開展“素養為本”的教學，強調創設真實且富有價值的問題情境以促進學生學習方式的轉變。[1]《國務院辦公廳關于新時代推進普通高中育人方式改革的指導意見》（以下簡稱“指導意見”）指出普通高中教育應注重加強課題研究、項目設計、研究性學習等跨學科綜合性教學。[2]微項目學習是一種在保留項目學習模式優點的基礎上建立起的一種新型學習模式，強調通過拆分大項目，細化學習目標，降低項目難度達到“短小精悍”的特點。該學習過程注重情境、活動和問題解決的整體設計以促進學生化學學科核心素養的形成與發展，使課程標準和指導意見在化學教學中得以充分體現。

黨的十八大報告指出：“文化是民族的血脈，是人民的精神家園。全面建成小康社會，實現中華民族偉大復興，必須推動社會主義文化大發展、大繁榮，興起社會主義文化建設新高潮，提高國家文化軟實力，發揮文化引領風尚、教育人民、服務社會、推動發展的作用。”[3]十九大則進一步指出：“文化是一個國家、一個民族的靈魂。文化興國運興，文化強民族強。沒有高度的文化自信，沒有文化的繁榮興盛，就沒有中華民族的偉大復興。”[4]在信息多元化發展的今天，民族文化傳承渠道是多樣的，家庭、社區、村寨等社會渠道和教師、教材等學校教育渠道都可以很好地引導學生重新認識少數民族文化及其蘊含的科學知識。在提倡“文化自信”的大背景下，新課標指出：“化學課程應注重挖掘中華民族優秀傳統文化蘊含的思想觀念、人文精神，傳承和弘揚工匠精神和技術創新思想”。[1]

少數民族文化作為“中華文化大家庭”中的重要一員，在經濟社會發展進程中起著不可替代的作用。作為世界上最早發明以曲釀酒的國家，我國各個民族在這一文化氛圍中經過交流、整合，逐漸形成了豐富的各自的民族酒文化。[5]主要分布于我國東南地區的苗族擁有悠久的釀造史和成熟的釀造工藝，在苗家素有“唱著牛角彎彎酒，醉在苗家不想走”之說。在所有的苗家特色酒中，“米酒”因其原材料易獲取、釀制工藝簡單、性平和、味香甜、不易醉人等特點在苗族社會存在最為普遍，除家中備用外，還多用于待客和送禮。正因苗家人對米酒的需求量大，所以苗族大部分農戶都能自制米酒。苗族的米酒起源于一個傳說：有人將吃剩下的糯米飯放在鍋里，就外出走親戚去了，幾天后回來揭開鍋一看，飯上長出了許多白毛，并散發出縷縷誘人清香，他抓了一把嘗嘗，覺得味道很好，以后人們就按照這種辦法來釀酒了。[6]

從化學視角分析，釀酒過程涵蓋了有機物間的轉化及反應、乙醇的性質等與乙醇有關聯的核心知識，還使用到了溶解、過濾、蒸餾等化學實驗基本操作;對于苗族聚居區的學生來說，雖然青少年不飲酒，但米酒來自于真實生活，學生有生活經驗并對釀酒工藝感興趣，乙醇含有典型官能團羥基且結構不復雜，讓學生能夠圍繞該物質從功能、性質、結構、合成等方面展開探究，作為必修課程中的有關生活中常見有機物的重要學習內容，是方便師生開展項目學習的合適主題。

以自釀米酒為微項目內容主題，要求學生課前查閱資料，了解我國少數民族食品釀造的悠久歷史和釀造工藝。在新授課前一周左右規劃實驗，寫出可行的預實驗方案，進入學校實驗室按照相關要求進行米酒釀造，并將實驗成果用于課堂探究，與無水乙醇對比，尋找差異及其原因，繼而討論、探究釀造過程中影響米酒感官的參數、酒精度數和pH變化趨勢的因素，完成實驗報告，最后融合過程性評價和總結性評價，通過自評、師生互評為學生的項目成果和課堂表現打分。在微項目的學習過程中，以真實的民族文化為情境載體，以需要學習的化學問題為導向，經歷自主、合作、探究、體驗的過程，發展學生利用學科知識解決真實情境下實際問題的能力和發展化學核心素養。

二、苗族自釀米酒微項目設計

1.微項目內容的主題分析

“簡單有機化合物及其應用”是高中化學必修課程中素養含量較高的重要主題內容，也是高中學生系統學習有機化學知識的初始課程內容。該主題內容包括有機化合物的結構特點、典型有機化合物的性質、有機化學研究的價值等。從素養發展的角度看，該主題對發展學生“宏觀辨識與微觀探析”“科學態度與社會責任”“科學探究與創新意識”素養具有重要作用。[7]新課標倡導真實問題情境的創設，激發學生學習化學的興趣，在每個主題中都給出了相應的“情境素材建議”。在有關乙醇的情境素材中，新課標給出了酒精在人體內的轉化、酒后駕車的檢驗（Science）、乙醇鈉在藥物合成中的應用（Technology）、工業酒精的制備（Engineering）、我國釀造業的制作工藝（Art）、釀酒參數（Mathematics）等情境素材建議，這些情境素材貼近現實生活的同時還符合STEAM教育的基本內涵，具有情境性、體驗性、趣味性、設計性、藝術性、技術性等特點。將以上情境素材建議穿插于微項目活動中可以促進學生學習方式的轉變，引領高階思維發展。

本文以苗族地區酒文化作為文化載體，以乙醇作為知識載體，設計承載民族文化、蘊含化學知識的微項目，以期讓少數民族地區的學生在民族文化的背景下以微項目的形式來學習化學知識，發展核心素養，增強民族自信，繼而引導少數民族地區學生樹立正確的國家觀、歷史觀、民族觀、文化觀，切實增強“四個自信”。

2.微項目的教學目標

在規劃微項目教學目標時，要整體規劃?；顒拥拈_展和任務安排要充分關注學生的學習基礎，認知發展和學習障礙，促進學生的知識建構，提高學生解決問題的能力。[8]好的目標是項目活動的起點與歸宿。本項目設定的預期目標為：（1）通過創設真實的問題情境，初步了解我國少數民族糧食釀酒的悠久歷史和釀造過程以及乙醇在現實生活中的應用，能說出乙醇在現實生活中承載的文化價值和實際效用，感悟化學科學對于傳承文化和服務生活的社會價值;（2）以“自釀米酒”為活動腳手架，設計出實驗室釀制米酒的實驗步驟，通過對實驗現象的觀察、記錄、思考，能綜合說出影響米酒發酵工藝條件的因素，對傳統釀造工藝進行再改進和優化;通過動手實踐，能從科學視角去分析、解釋釀造過程涉及的化學轉化模型，發展“證據推理與模型認知”核心素養;（3）通過處理分析數據，能在關注實驗操作環節的同時重視實驗現象的內在本質探究，科學地評估米酒釀造的最優工藝參數，發展綜合分析問題、解決問題的能力;（4）通過真實問題情境的融入和化學課堂的整體呈現進階學習乙醇性質，能運用化學原理科學解釋與乙醇有關的社會生活問題，形成辯證唯物主義世界觀，培養“科學態度與社會責任”核心素養。

3.活動流程圖及微項目任務

（1）活動流程圖

活動流程見圖1。

（2）微項目任務

項目任務1：創設情境，初識乙醇

【學生活動】利用書籍、網絡資源等途徑收集資料，體悟乙醇承載的文化價值，了解科學知識，生成資料卡片。

【教師支持】根據微項目教學目標創設問題情境，指引資料查找方向。

設計意圖：通過查閱資料，初步認識乙醇承載的文化價值和在生活中的應用，激發學生的學習興趣，營造研究氛圍，滿足學生全面掌握乙醇相關性質的心理需要，為后續項目開展奠定基礎。

項目任務2：整體感知，規劃步驟

【學生活動】通過與家中苗族長輩交流學習，獲取經驗，結合查找資料，了解我國苗族糧食釀酒的悠久歷史，整體感知苗族米酒制作步驟。通過小組討論以小組為單位撰寫實驗預報告。實驗預報告的內容包括①我為什么要做這個實驗？②我需要哪些器材？③我怎樣安排實驗步驟？④組內任務分配情況。第四部分內容的撰寫目的在于將項目任務細化到每個組員身上，使得全組成員都具有責任意識，避免出現“搭順風車”以及實驗后“平均分配”項目任務的情況出現。

【教師支持】批閱預實驗報告，提出意見。批閱時重點關注實驗過程的合理性和可操作性，如存在危險系數較大的實驗步驟，提醒學生注意安全。最后根據各小組規劃的實驗時間，做好統計，提交給實驗管理老師，方便實驗室的管理。

設計意圖：小組成員以頭腦風暴的形式結合與苗族長輩交流所獲的經驗，制定合理的微項目實施步驟。目的在于營造濃厚學習氛圍，增強學生學習參與感，施展學生個性智慧，彌補個體思維局限。實驗預報告要求學生在進實驗室之前完成，通過教師的審批以培養學生嚴謹務實的實驗態度，減少混亂和盲目操作。

項目任務3：實施規劃步驟，體驗釀造工藝

學生活動：在新授課前根據實驗計劃進入實驗室自釀米酒。充分利用課余時間，詳細記錄感官變化，用酒精計和pH計測定酒精度數和pH的變化趨勢，做好實驗記錄。

【教師支持】提供資料卡片：谷物釀酒的關鍵反應條件：溫度和酒曲。

設計意圖：學生在開放實驗教學的條件下實施實驗步驟，不僅復習了基本實驗操作，同時也在“做化學”中深化認識了“淀粉→乙醇”的化學轉化模型，體會有機物及其變化的實用價值，增強學生的學科自豪感。

項目任務4：分析實驗數據，探究本質原因

【學生活動】將項目活動3中記錄的實驗數據繪制成曲線圖，據圖分析酒精度數和pH的變化趨勢，探究出現變化趨勢的原因。通過深入當地苗寨了解釀酒工藝，與當地苗寨中品質較好的米酒進行比較，各小組按照同一標準對最終成品的品質進行評分，尋找差異原因，整理形成活動報告，進行匯報展示。

【教師支持】給出提示：①乙醇濃度會影響酵母菌的活性;②葡萄糖在乳化酶的作用下會產生乳酸;③原料品質、蒸煮時間，發酵時間、酒曲接種量、料水比等都會影響米酒風味;④米酒感官評定標準[9]：色澤、風味、口感和組織?？紤]到學生身份的特殊性以及實驗室釀造米酒的安全性，僅對色澤、風味、組織狀態三項指標對成品進行評價，最終評分取小組自評、互評和教師評價的平均分，滿分100分;⑤提供苗寨中品質較好的米酒，方便學生對比學習。

設計意圖：學生在完成項目活動過程中通過動手實踐，實地調研提取有效信息，分析問題，體悟在關注實驗操作環節的同時重視實驗現象的內在本質的思維過程，提高學生全方位多角度分析問題、解決問題的能力。

項目任務5：米酒再加工，提高酒精度數

【學生活動】復習蒸餾原理，回顧蒸餾實驗，利用實驗器材搭建蒸餾裝置，對項目活動3得到的成品進行蒸餾，提高酒精濃度，用于新授課的實驗探究。

【教師活動】講解米酒蒸餾的意義，在同一時間指導各小組對項目活動3的成品進行蒸餾提純。

設計意圖：由于酵母菌活動能力受酒中乙醇體積分數影響的原因，自釀米酒的度數一般在10度左右（酒精度是指溫度在20℃時白酒中乙醇含量的體積百分數，以100mL飲料酒中含有乙醇的毫升數表示，計量單位%vol。）[10]。用于新課傳授的實驗探究可能會出現實驗現象不明顯的狀況，導致學生無法深刻掌握乙醇的物理性質和化學性質，通過蒸餾提高米酒的酒精度數，不僅可以強化學生的基本實驗操作，還可以減少在新授課中出現因乙醇含量少實驗現象不明顯的風險，以此保證新授課的順利進行。

項目任務6：系統學習科學知識，構建學科知識體系

【學生活動】通過合作交流、聆聽理解、構造模型、動手實驗、對比分析、辯證思考等學習方式，全面學習乙醇的物理性質和化學性質，感知釀酒過程中涉及的有機物轉化模型。

【教師支持】創設學習情境，統一授課。提供無水乙醇引導學生對比學習無水乙醇的物理性質;提供球棍模型引導學生搭建乙醇的分子結構;提供實驗儀器，方便學生探究乙醇的化學性質。

設計意圖：將新授課引入微項目活動，增強學生對乙醇物理/化學性質感性認識和理性認識，幫助學生在已有知識的基礎上搭建新的知識框架，引導學生高階思維的發展。

項目任務7：聯系科學知識，解釋現實問題

【學生活動】運用新搭建的知識框架解釋在項目活動1中教師提供的真實問題情境。

【教師支持】①以“酒精人體一日游”為主題，引導學生查閱資料了解酒精在人體內的代謝過程，學習醉酒原理;②以“生命不能承受之醉”為主題，引導學生了解酒駕的危害，學習酒駕檢測的原理;③以“汽車的新型飲品”為主題，引導學生了解乙醇汽油的使用，對比酒精在人體的代謝產物，學習乙醇汽油的最終產物;④以個人信息泄露的危害為切入點，聯系網購，引導學生用課程所學除去快遞單上的個人信息，并解釋原理;⑤結合苗族最具代表性的銀飾和米酒，引導學生利用米酒除去銀飾表面的氧化膜。

設計意圖：以上情境涉及乙醇的轉換、燃燒，乙醇的優良溶解性、乙醇的催化氧化以及不同價態元素的顏色變化等化學知識。聯系項目活動1中的問題情境，不僅可將整個項目設計形成閉合回路，還可以彰顯知識的認知功能和價值，讓學生辯證看待乙醇在生活中的“功與過”，增強學生的學科認同感，提升學生的學科核心素養水平。

三、基于民族文化情境的微項目價值分析

1.基于真實情境，發展學生核心素養

基于民族文化情境的微項目設計將少數民族文化與科學知識聯系起來糅合于微項目中。民族文化情境是少數民族學生所熟悉的真實情境，以少數民族文化情境為載體，在本民族文化背景下研究分析項目問題，規劃項目活動，完成項目任務，能夠幫助學生了解民族文化，獲得科學知識，理解科學本質，激發學習興趣，發展高階思維，培養學生觀察、抽象、概括、分析、綜合等多方面能力，提升科學探究與創新意識、科學態度與社會責任、證據推理與模型認知等多方面學科核心素養的水平。

2.注重課堂靈活性，轉變學生學習方式

微項目學習的靈活性、趣味性、實用性等特點能最大程度地發揮學生在學習過程中的主動性。該學習模式在調動學生學習積極性的同時也給學生創造了更大自由度。以完成微項目活動作為學生了解民族文化的驅動力，學生對了解本民族文化的心理需求可以在完成項目活動的過程中得到滿足，對民族文化的認同感也可以在微項目學習過程中得到提升。以民族文化為依托，開發突出民族性、地方性的項目主題，設計涵蓋具體化學教學內容和貼近生活實際的項目任務，引導學生以小組合作的形式交流探討實驗的方案和流程，在多樣化的實驗探究過程中自主體會科學探究的一般過程，在完成項目任務時感悟民族文化與科學知識的緊密聯系，充分發揮學生的學習自主性，將“被動學習轉為主動學習”這一教育理念落實于少數民族地區的課堂教學，促進學生學習方式的轉變。

3.提供學習支架，增強學生文化自信

目前，民族地區基礎教育的民族文化課程開發停留在淺層面。[11]精心選擇“自釀米酒”為主題設計微項目，將少數民族文化融合進科學文化教育，可深度顯示多元文化的社會及其多元的價值準則，消除對少數民族的刻板印象。學生在蘊含民族文化底蘊的真實問題情境中學習化學的基本原理和方法，構建跨學科知識體系，發展科學素養，形成民族認同感和歸屬感，提高對自身價值的自信和自尊感并養成學生熱愛家鄉、服務家鄉的本土意識。少數民族文化與化學課程的融合還可以有效解決學生對民族文化具有較高認同感但對本民族文化疏于了解的矛盾。整個過程將樹立學生正確的國家觀、歷史觀、民族觀、文化觀，切實增強文化自信。

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