李燕 劉江濤



摘要:設計并實施了“制作簡易海水淡化裝置”四課時的項目式學習活動。學生在一系列任務的驅動下,經歷了查閱資料、調研訪談、創意設計、動手制作、展示表達、方案評價、反思改進等多樣化實踐活動,有效實現了以課育勞、以勞促教、勞教融合的教學目標,充分發揮了勞動教育在化學課堂上的育人價值。
關鍵詞:海水淡化;項目式學習;勞動教育;勞教融合
《義務教育化學課程標準(2022年版)》明確強調堅持德育為先,提升智育水平,加強體育美育,落實勞動教育[1]。2020年7月,由教育部印發實施的《大中小學勞動教育指導綱要(試行)》中提出融合學科勞動教育課程,利用勞動教育和學科教育的某種內在關聯性滲透勞動教育內容,以熏陶的方式發展學生的勞動素養[2]。可見,勞動教育在國家教育政策中越來越受到重視,但是在學科教學中怎樣滲透勞動教育、滲透哪些內容等問題仍未有標準答案。
項目式學習是一種建構性的教與學方式,倡導“任務導向”“做中學”等。教師將學生的學習任務項目化,指導學生基于生活中的真實情境而提出問題,然后以小組為單位進行相關信息資料的調查收集,再開展研究、設計和實踐操作,最終解決問題并展示和分享項目成果,完成預定的“項目”[3]。
項目式學習為勞動教育向其他學科的滲透拓寬了渠道[4]。采用項目式學習的方式進行教學,設計一些讓學生通過實踐操作進行學習的任務,學生要完成某一個“項目”,他們就必須動手做,要付出努力和汗水,這和勞動教育所倡導的“動動手、出出汗”具有內在一致性。因此,在項目式學習過程中滲透勞動教育,可有效地引導學生樹立正確的勞動觀念、掌握必備的勞動能力、培育積極的勞動精神,養成良好的勞動習慣和品質,從而全面提高學生勞動素養。
1 項目主題的確立與分析
*陜西省教育科學“十四五”規劃2022年度青年課題項目“基于項目式學習的學科融合校本課程的開發與應用”。
水是生命之源,是維系生命的基本要素,地球雖然有71%的面積為水所覆蓋,但在全球水資源中,人類真正能夠利用的淡水量僅占地球總水量的0.26%,海水淡化作為海水資源的開源增量技術,已成為解決全球水資源危機的重要途徑[5]。初中化學“制作簡易海水淡化裝置”項目是針對淡水資源短缺問題所引發的社會性科學議題而設計的,該項目使學生置身于真實情境中,要求學生利用蒸餾原理分析真實問題、設計海水淡化裝置。
本項目的授課對象是初三年級學生。學生在進行項目式學習前已經初步了解淡水資源緊缺,解決水資源危機的重要措施之一是海水的利用,但沒有將海水轉為淡水需要自己動手的意識,此項目活動可培養學生的勞動意識并由此形成正確的勞動價值觀。學生已初步學習了蒸餾的原理,知道蒸餾是對混合物進行分離和提純的方法之一,但對整套蒸餾裝置沒有系統的認知,也從未動手設計過一套海水淡化的裝置。本活動可讓學生全身心參與,手腦并用,親歷實際的制作海水淡化裝置的勞動過程,可以培養學生綜合運用勞動技能解決實際問題的能力。該項目能架構起勞動教育與化學教學融合的橋梁,使學生在面對個人生活、國家發展和人類發展的共同難題時,肩負科學態度與社會責任,積極參與化學有關的社會實踐活動,初步形成參與社會決策的意識(見圖1)。
2 教學目標
教學目標是教學活動的中心,是開展教學活動的依據。本項目根據勞動素養的基本結構[6](見圖2)確定教學目標。
(1)樹立正確的勞動觀念。通過自主設計和搭建海水淡化裝置,樹立“勞動最光榮、勞動最崇高、勞動最偉大、勞動最美麗”的勞動觀念。
(2)掌握必備的勞動能力。該項目要求學生自主完成查閱資料、利用蒸餾原理分析真實問題、探索海水淡化方案、設計海水淡化裝置、展示并改進裝置等任務。讓學生在勞動過程中掌握信息收集能力、知識學習能力、科學探究能力、動手制作能力、團隊合作能力、分享表達能力、評價反思能力以及優化創新能力。
(3)培育積極的勞動精神。該項目的內容與生活緊密相關,通過自主設計海水淡化裝置,體驗淡水的來之不易,養成“勤儉節約”精神;通過小組合作養成“開拓創新”精神;通過學習其他小組的勞動成果,養成“砥礪奮進”的精神。
(4)養成良好的勞動習慣和品質。培養學生的勞動素養、責任心、團隊意識等,促進學生的化學知識與勞動鍛煉的融通運用,使學生養成認真負責、安全規范、珍惜勞動和尊重勞動的品質。
3 項目流程設計
本活動包括導引課、探究課、展示課等3種課型,共4課時,具體項目活動見表1。
4 教學過程
4課時的項目活動已經完整實施。由于篇幅所限,以第2課時探究課“利用蒸餾法設計簡易海水淡化裝置”為例呈現教學過程。
4.1 練習基本實驗操作——蒸餾法
[教師]通過上節課的學習,我們知道淡水資源日益短缺,實施海水淡化是解決淡水危機的有效途徑。我們的任務是運用蒸餾法設計并制作一個簡易海水淡化裝置,要想完成此任務,首先得知道什么是蒸餾法。本節課第一項任務:利用實驗室中簡單儀器設計出一套蒸餾裝置,練習基本實驗操作——蒸餾法。
[教師]明確任務一:根據教師提供的實驗用品,利用蒸餾法搭建海水淡化裝置,獲取淡水。
教師提前準備材料:酒精燈、試管、單孔橡皮塞、?玻璃導管、鐵架臺、膠頭滴管、燒杯、氯化鈉、水。
設計意圖:自主設計簡易海水淡化裝置前,預先動手練習基本的實驗操作——蒸餾法,避免勞動教育的盲目性和隨意性,為學生完成本節課的任務指明了方向。
[學生1]老師,我們組沒有海水怎么辦?
[學生2]我們組也沒有。
[學生3]老師沒有給我們提供海水,但是提供了氯化鈉和水。海水里有大量的氯化鈉,我們可以配制氯化鈉溶液來模擬海水。
[教師]提供數據:海水中鹽的濃度約是35%。
[小組合作]同學們以分好的小組為單位,動手實驗。(1)動手配制氯化鈉溶液;(2)自主搭建海水淡化裝置。
[教師]時間到,所有小組均成功搭建了蒸餾裝置圖(見圖3),并如愿獲得了淡水。
[教師提問]運用蒸餾原理的海水淡化裝置需要哪些基本結構?每一部分的功能是什么?
[學生2]需要蒸發裝置、加熱裝置、冷凝裝置和收集裝置。
[教師追問]生活中有哪些簡便材料可以替代加熱裝置和冷凝裝置呢?
[學生3]太陽、熱光源臺燈、電磁爐可以代替加熱裝置,保鮮膜可以代替冷凝裝置。
[教師追問]設計海水淡化裝置還需要考慮哪些因素?
[學生4]原料經濟實惠、方便可得。
設計意圖:通過一系列問題的設置,逐步引導學生分析整套海水淡化裝置的結構及功能,減弱任務二的難度。
[教師]接下來,同學們就利用身邊的物品來設計自己的蒸餾裝置。
[教師]明確任務二:小組分工合作,利用生活中的材料,自行思考方案,利用蒸餾法設計一個簡易海水淡化裝置。
4.2 學生自行思考活動方案
[教師]提出要求:
(1)在紙上寫出所需材料和工具
材料:
工具:
(2)畫出設計草圖(標出每一部分的名稱)
設計意圖:發展學生的自主學習、合作探究、展示交流和語言表達的能力,調動學生自主學習、自覺參與勞動和創新創意的積極性,讓學生感受“海水淡化”的勞動之艱辛、合作之力量與勞動之美麗。
[小組合作]思考所需材料和工具,并在紙張上羅列出(見圖4)。
[小組合作]自行思考設計和制作方案,并畫好設計草圖(見圖5)。
4.3 評價與交流
[教師]明確任務三:小組成員匯報所需的材料以及設計方案。
[小組1匯報]我們組的材料是:海水、一個大鐵盆、一張保鮮膜、一個玻璃杯、一顆小石頭、電導率測試筆。我們組的方案是:首先把海水倒入大鐵盆,在盆的中央放一個玻璃杯;然后在鐵盆的上面蓋一張保鮮膜,在正對玻璃杯的保鮮膜上方放一顆小石頭;最后把鐵盆放在太陽底下暴曬,慢慢的保鮮膜上就會出現小水滴,流到玻璃杯里。
[小組2匯報]我們組的啟發來自于錫紙花甲粉,錫紙是可以直接加熱的。我們組的實驗材料是:海水、錫紙、酒精燈、三腳架、保鮮膜、冰塊。方案是:把錫紙折成兩個大小不同的碗,首先把海水倒入大碗里,然后把小碗放進去;在大碗的上面蓋一張保鮮膜;在正對小碗的保鮮膜上方放冰塊;最后把大碗放在三腳架上,用酒精燈加熱,很快就能看到保鮮膜上出現小水滴,流到小碗里。
[小組3匯報]我們組的材料是:無濾芯養生壺、玻璃水杯、海水、保鮮膜、冰塊。方案是:首先把海水倒入養生壺里,在養生壺的中央放一個玻璃水杯;然后在養生壺的上面蓋一張保鮮膜,在正對玻璃水杯的保鮮膜上面放一個冰塊,最后接通電源開關進行加熱。
[小組4匯報]我們組的材料是:海水、一個大鐵盆、一張保鮮膜、一個玻璃杯、橡皮。我們組的方案是:首先把海水倒入大鐵盆,在盆的中央放一個玻璃杯;然后在鐵盆的上面蓋一張保鮮膜,在正對玻璃杯的保鮮膜上方放一個橡皮;最后把鐵盆放在太陽底下暴曬,慢慢的保鮮膜上就會出現小水滴,流到玻璃杯里。
[教師]明確任務四:對材料的選取、方案的設計、小組合作表現等各方面進行互評,參考評價表[1]中作品、協同合作、表達交流三個評價維度(見表2)。
設計意圖:以表格為載體進行過程性評價,發揮評價的育人導向和反饋改進功能;達成以勞樹德、以勞增智、以勞強體、以勞育美的目的。
[小組自評、互評]參考其他小組的方案,依據表2,進行自評和互評。
[教師]請各個小組說出自己以及別組作品的優缺點,并給出改進措施。
[小組1匯報]我們組主要從綠色低碳的設計理念出發,充分利用了太陽能,節約能源;缺點是耗時。
[小組4]我們組給小組1的建議是可以增加個放大鏡,充分利用物理光學原理,可以節約時間,可以短時間內得到淡化水。
[小組2匯報]我們組和小組3的設計都是從生活出發,充分體現了化學來自于生活,服務于生活的理念,小組3比我們更勝一籌,我們組利用了實驗室的三腳架和酒精燈,這兩個儀器不是生活中常用的,還需要改進。
[小組3匯報]我們組和小組4有一點和組1、組2是有明顯區別的,就是分別把小石塊換成了冰塊和橡皮擦,避免了保鮮膜被扎破的可能,同時我們組的冰塊還可以起到加速冷凝的作用。
[教師]引導學生完善表2中反思與改進評價維度。
[教師]任務三:完善方案。
4.4 準備材料
[課下任務]各組根據自己的設計方案準備所需材料。
5 教學反思
通過這四節課的學習和課后訪談我發現,大多數學生能通過此項目活動感受勞動與生活的密切聯系,領悟勞動是人類的本質性活動,能在勞動的過程中體現自己的社會責任感、創新精神和實踐能力;且能不斷提升勞動熱情,經歷克服困難的意志體驗。
5.1成功之處:
(1)培養了同學們嚴謹的治學態度,敏銳的觀察能力以及他們的動手能力
在充分放手后,我發現學生們的創造力和潛力是驚人的。有的小組還準備了電導率測試筆,將自己設計的海水淡化裝置收集的淡水用電導率測試筆進行測試,并查閱了蒸餾水的純度數值,后與標準數值進行對比,保證了實驗的準確度。學生能夠積極開動腦筋,大膽想象,設計和制作裝置,且效果顯著,課堂很成功。
(2)培養了學生自主構建認識思路的勞動意識
先通過小組合作自主設計并匯報方案,再通過生生對話和師生對話優化方案,通過教師不斷追問、啟發、示范,引導學生從多角度綜合考慮問題,讓學生親歷完整的解決問題的過程,自主構建知識體系,形成認識思路。
5.2 改進意見
(1)要保障學生完成項目的時間
在探究課的兩個課時教學過程中,發現均有小組的任務未在規定時間內完成。由于制作簡易海水淡化裝置是需要學生動手操作的項目教學,教師要保障學生有充足的時間進行設計和制作,只有有了時間的保障學生才能有充分的時間思考和完善自己的設計。
(2)項目教學中應將評價標準前置
在項目一開始,學生就知道評價表的內容或參與評價表的制定,這樣更有利于引導學生積極進行項目活動,充分發揮勞動評價的意義和功能。
參考文獻:
[1]?中華人民共和國教育部.義務教育化學課程標準(2022年版) [S].北京:人民教育出版社,2020.
[2] 中華人民共和國教育部.?教育部關于印發《大中小學勞動教育指導綱要(?試行)》的通知[EB/OL].(2020-07-07)[2021-07-09] http://www.moe.gov.cn/srcsite/A26/jcj_kcjcgh/202007/t20200715_472808.html.
[3]?申燕,陳尚寶,鄒志譜, 等.基于STEM理念下的項目式學習課例設計——以“探秘人體的呼吸”為例[J]. 化學教學,2019,(9):50~55.
[4]楊明全.核心素養時代的項目式學習:內涵重塑與價值重建[J]. 課程?教材?教法,2021,?(2):57~63.
[5]?宋瀚文,宋達,張輝, 等.國內外海水淡化發展現狀[J]. 膜科學與技術,2021,(4):170~175.
[6]?王紅,向艷.指向勞動素養的勞動課程實施及案例分析[J]. 中國教育學刊,2022,(2):77~82.