■山東省莒南縣坊前鎮(zhèn)相邸初級(jí)中學(xué) 徐密田
隨著教育模式的不斷革新,新課程改革強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力。在這一背景下,項(xiàng)目化學(xué)習(xí)應(yīng)運(yùn)而生,并迅速成為教育領(lǐng)域的焦點(diǎn)。特別是在初中化學(xué)教學(xué)中,傳統(tǒng)的知識(shí)灌輸式教學(xué)模式已經(jīng)無(wú)法滿足培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和解決問(wèn)題能力的需求。項(xiàng)目化學(xué)習(xí)通過(guò)整合課程內(nèi)容與解決實(shí)際問(wèn)題,為學(xué)生提供了一個(gè)更加動(dòng)態(tài)的學(xué)習(xí)環(huán)境。學(xué)生通過(guò)參與真實(shí)的、有意義的項(xiàng)目活動(dòng),不僅可以加深對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解,而且能夠在探究中發(fā)展批判性思維與合作交流技能。此外,項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的實(shí)施有助于突破課堂的局限,將學(xué)習(xí)與現(xiàn)實(shí)生活緊密聯(lián)系,從而更好地促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的全面發(fā)展。因此,研究項(xiàng)目化學(xué)習(xí)在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用,對(duì)于推進(jìn)教育改革、實(shí)現(xiàn)教育目標(biāo)具有重要的理論價(jià)值和實(shí)踐意義。
項(xiàng)目化學(xué)習(xí)在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的內(nèi)涵體現(xiàn)在通過(guò)實(shí)際項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與執(zhí)行,讓學(xué)生在真實(shí)的科學(xué)探究過(guò)程中學(xué)習(xí)知識(shí)和技能。以“燃燒的條件”實(shí)驗(yàn)為例,學(xué)生不僅要理解燃燒的基本理論知識(shí),還要探究影響燃燒的條件。在項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的框架下,學(xué)生被賦予了一個(gè)具體的任務(wù)——設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證燃燒所需的條件,在這一過(guò)程中,會(huì)涉及問(wèn)題的提出、假設(shè)的構(gòu)建、實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)施、結(jié)果的分析及結(jié)論的撰寫。在這一教學(xué)模式下,教師的角色從知識(shí)的傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)橹笇?dǎo)者和協(xié)助者,而學(xué)生則成為知識(shí)的主動(dòng)探索者和實(shí)踐者,這種學(xué)習(xí)方式強(qiáng)調(diào)深度學(xué)習(xí)與技能的發(fā)展,旨在培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維、問(wèn)題解決能力和終身學(xué)習(xí)能力。
項(xiàng)目化學(xué)習(xí)在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用極大地拓展了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)空間。這種教學(xué)策略賦予了學(xué)生主導(dǎo)學(xué)習(xí)過(guò)程的權(quán)利,鼓勵(lì)學(xué)生自行設(shè)定學(xué)習(xí)目標(biāo)、探索實(shí)驗(yàn)方法,并主動(dòng)尋求解決問(wèn)題的途徑。例如,在“燃燒的條件”實(shí)驗(yàn)探究中,學(xué)生要自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,選擇合適的材料,確定實(shí)驗(yàn)步驟,以及自主分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,這一系列活動(dòng)迫使學(xué)生走出傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式,進(jìn)入一個(gè)更廣闊的學(xué)習(xí)領(lǐng)域,不僅要學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí),還要學(xué)會(huì)如何學(xué)習(xí)。這樣的自主學(xué)習(xí)過(guò)程不僅提高了學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力,而且促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和終身學(xué)習(xí)能力的發(fā)展。
在初中化學(xué)教學(xué)中,項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的實(shí)施對(duì)提升學(xué)生的實(shí)踐能力具有顯著意義。以“燃燒的條件”實(shí)驗(yàn)為例,學(xué)生不僅能夠從書(shū)本知識(shí)轉(zhuǎn)向?qū)嶋H操作,還能親自驗(yàn)證理論與實(shí)踐之間的聯(lián)系。在這一過(guò)程中,學(xué)生將親身經(jīng)歷從構(gòu)思實(shí)驗(yàn)、選擇實(shí)驗(yàn)材料、操縱實(shí)驗(yàn)工具到記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果、提出結(jié)論的完整科學(xué)探究過(guò)程,這種由抽象到具體、從理論到實(shí)踐的學(xué)習(xí)過(guò)程有效地鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力,培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用科學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,并激發(fā)了學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣,為學(xué)生的全面發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
當(dāng)學(xué)生進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)時(shí),通常會(huì)被分組進(jìn)行,這要求每位成員在實(shí)驗(yàn)探究的不同階段分工合作,共同推動(dòng)項(xiàng)目的進(jìn)展。在這一合作過(guò)程中,學(xué)生不僅學(xué)會(huì)了溝通和協(xié)調(diào),還學(xué)會(huì)了如何集思廣益、共同解決問(wèn)題。這種合作學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)有助于學(xué)生建立團(tuán)隊(duì)合作意識(shí),同時(shí)能夠促進(jìn)學(xué)生社交技能的提升。通過(guò)這種互助學(xué)習(xí),學(xué)生能夠更好地理解化學(xué)知識(shí),培養(yǎng)適應(yīng)未來(lái)社會(huì)需要的合作與交流能力。
“燃燒的條件”實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)應(yīng)該讓學(xué)生理解燃燒發(fā)生的必要條件,包括可燃物、氧氣和溫度達(dá)到著火點(diǎn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究,學(xué)生可以觀察到不同條件下燃燒反應(yīng)的變化,從而深化對(duì)化學(xué)反應(yīng)條件的認(rèn)識(shí)。首先,項(xiàng)目主題的設(shè)計(jì)應(yīng)該能夠激發(fā)學(xué)生的探究興趣。在“燃燒的條件”實(shí)驗(yàn)中,教師可以設(shè)置一系列的探究問(wèn)題,如不同物質(zhì)燃燒所需的最低溫度是多少?氧氣含量對(duì)燃燒速率有何影響?這些問(wèn)題可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究,發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)驗(yàn)技能。其次,項(xiàng)目主題的擬定要考慮學(xué)生的實(shí)際操作能力。“燃燒的條件”實(shí)驗(yàn)可以從簡(jiǎn)單的蠟燭燃燒實(shí)驗(yàn)入手,逐步過(guò)渡到更復(fù)雜的化學(xué)物質(zhì)燃燒實(shí)驗(yàn),這樣的遞進(jìn)設(shè)計(jì)既確保了實(shí)驗(yàn)的安全性,又符合學(xué)生的認(rèn)知操作水平。再次,項(xiàng)目主題的設(shè)計(jì)應(yīng)允許跨學(xué)科的鏈接。例如,“燃燒的條件”實(shí)驗(yàn)可以與物理學(xué)中的能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移、地理學(xué)中的自然災(zāi)害,如森林火災(zāi)等主題相結(jié)合,拓寬學(xué)生的知識(shí)視野。最后,項(xiàng)目主題的擬定還應(yīng)考慮到實(shí)驗(yàn)的可行性和資源的可用性。立足于化學(xué)課程目標(biāo)精心擬定項(xiàng)目主題,對(duì)實(shí)施項(xiàng)目化學(xué)習(xí)具有指導(dǎo)性作用。“燃燒的條件”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主題設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到課程目標(biāo)、學(xué)生興趣、操作能力、跨學(xué)科聯(lián)系以及實(shí)驗(yàn)的可行性,以確保學(xué)生在完成項(xiàng)目的同時(shí)達(dá)到課程學(xué)習(xí)的預(yù)期效果。
在項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的教學(xué)策略中,創(chuàng)設(shè)一個(gè)趣味化的化學(xué)情境對(duì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和提高學(xué)習(xí)效率至關(guān)重要,以“燃燒的條件”實(shí)驗(yàn)為例,教師可以通過(guò)構(gòu)建情境來(lái)優(yōu)化項(xiàng)目主題的導(dǎo)入,使學(xué)生在參與和體驗(yàn)中掌握核心化學(xué)概念。首先,教師可以設(shè)計(jì)一個(gè)相關(guān)的故事或情景,如探究古代人類如何發(fā)現(xiàn)火以及如何使用火,將學(xué)生帶入一個(gè)既熟悉又充滿好奇的歷史環(huán)境中。在這一情境下,學(xué)生不僅能夠?qū)W到化學(xué)知識(shí),還能了解到科學(xué)與人類文明進(jìn)步的緊密聯(lián)系,從而激發(fā)學(xué)生深入探究的興趣。再次,教師可以利用現(xiàn)代化的教學(xué)資源,如視頻、模擬實(shí)驗(yàn)軟件、互動(dòng)白板等,來(lái)展示燃燒現(xiàn)象,引導(dǎo)學(xué)生思考燃燒背后的化學(xué)原理。這樣的多媒體輔助手段可以增強(qiáng)學(xué)生的視覺(jué)體驗(yàn),使抽象的化學(xué)概念形象化、直觀化,更容易被學(xué)生理解和記憶。
在實(shí)驗(yàn)流程的設(shè)計(jì)上,教師可以將“燃燒的條件”實(shí)驗(yàn)設(shè)置為一個(gè)探險(xiǎn)任務(wù),讓學(xué)生像科學(xué)家一樣去尋找燃燒需要的條件。教師可以先進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的示范實(shí)驗(yàn),如點(diǎn)燃蠟燭,并通過(guò)逐步遮擋蠟燭的氧氣來(lái)引導(dǎo)學(xué)生觀察并討論火焰的變化。然后,學(xué)生可以分小組嘗試使用不同的材料(如木片、紙張、酒精)進(jìn)行燃燒實(shí)驗(yàn),探究哪些條件是必不可少的。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生提出假設(shè),進(jìn)行預(yù)測(cè),并記錄實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果,最終與小組成員共同分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得出結(jié)論。這種實(shí)踐活動(dòng)不僅能夠讓學(xué)生親身體驗(yàn)科學(xué)探究過(guò)程,還能培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和溝通能力。教師還可以組織學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)后的反思和討論活動(dòng),如討論燃燒對(duì)環(huán)境的影響、火災(zāi)的預(yù)防措施等,使學(xué)生能夠?qū)W(xué)到的知識(shí)與實(shí)際生活聯(lián)系起來(lái),進(jìn)一步理解化學(xué)知識(shí)。創(chuàng)設(shè)有趣的化學(xué)情境和優(yōu)化項(xiàng)目主題導(dǎo)入,能夠極大地提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,使學(xué)生在輕松愉悅的氛圍中掌握科學(xué)知識(shí),發(fā)展實(shí)踐能力,培養(yǎng)終身學(xué)習(xí)興趣。
在基于項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的教學(xué)策略中,合理構(gòu)建學(xué)習(xí)小組并開(kāi)展化學(xué)項(xiàng)目探究是關(guān)鍵步驟,這要求教師不僅在小組構(gòu)成上有所考慮,還要在項(xiàng)目探究的具體實(shí)施上進(jìn)行精細(xì)規(guī)劃。以“燃燒的條件”實(shí)驗(yàn)為例,以下是構(gòu)建學(xué)習(xí)小組和開(kāi)展項(xiàng)目探究的具體步驟:
1.構(gòu)建學(xué)習(xí)小組。
教師要根據(jù)學(xué)生的性格、學(xué)習(xí)能力和合作傾向?qū)⑷鄬W(xué)生分配到不同的小組,每組4~5 名學(xué)生為宜。分組時(shí),應(yīng)力求學(xué)生之間能力互補(bǔ),確保每個(gè)小組都有能夠引導(dǎo)探究的“領(lǐng)頭羊”,同時(shí)有需要更多指導(dǎo)的學(xué)生。教師應(yīng)明確小組合作原則,如尊重、傾聽(tīng)、分工合作和共享信息等,確保每位成員都了解自己的角色與責(zé)任。
2.明確項(xiàng)目探究目標(biāo)。
在“燃燒的條件”項(xiàng)目開(kāi)始之前,教師要明確項(xiàng)目探究目標(biāo):理解燃燒的三個(gè)必要條件——可燃物、氧氣和溫度達(dá)到著火點(diǎn),探究這些條件如何影響燃燒過(guò)程。
3.項(xiàng)目探究過(guò)程。
實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備:在開(kāi)展“燃燒的條件”項(xiàng)目探究之前,教師要對(duì)學(xué)生進(jìn)行詳盡的實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備指導(dǎo),包括對(duì)實(shí)驗(yàn)所需材料的介紹和設(shè)備的展示。必備材料如蠟燭、不同大小的玻璃瓶以及鐵絲網(wǎng)等,都需要向?qū)W生清晰說(shuō)明其用途和操作方法。同時(shí),教師必須強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)安全,確保學(xué)生正確使用實(shí)驗(yàn)器材,特別是在點(diǎn)燃蠟燭和處理燃燒物品時(shí)的安全規(guī)程。教師還應(yīng)教授學(xué)生如何在實(shí)驗(yàn)中采取預(yù)防措施,如保持實(shí)驗(yàn)臺(tái)的整潔、使用防護(hù)眼鏡和手套,以及了解緊急情況下的應(yīng)急措施。這一階段的準(zhǔn)備工作是成功開(kāi)展項(xiàng)目化探究的基礎(chǔ),有助于確保學(xué)生在一個(gè)安全、有序的環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。
(1)實(shí)驗(yàn)一:燃燒需要可燃物。
在“燃燒的條件”實(shí)驗(yàn)第一階段,學(xué)生將研究不同燃料的燃燒特性。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),小組成員準(zhǔn)備了多種燃料:干燥的木片、普通紙張以及少量酒精。首先,學(xué)生觀察并記錄每種燃料在室溫下的初始狀態(tài);其次,點(diǎn)燃這些燃料,并仔細(xì)觀察各自的點(diǎn)燃難易度、火焰的顏色、大小及燃燒速率。學(xué)生要詳細(xì)記錄每種燃料燃燒時(shí)的特點(diǎn),如木片燃燒時(shí)的裂紋聲、紙張快速被火焰吞噬的情形以及酒精產(chǎn)生藍(lán)色火焰等。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,小組成員對(duì)比不同燃料的燃燒情況,討論哪些燃料更易燃燒,哪些燃料燃燒時(shí)釋放更多的熱量,以及這些觀察結(jié)果如何反映燃料的化學(xué)特性。通過(guò)這一實(shí)驗(yàn),學(xué)生將加深對(duì)燃燒反應(yīng)及燃料性質(zhì)的理解,培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作能力和分析能力。
(2)實(shí)驗(yàn)二:燃燒需要氧氣。
在“燃燒的條件”的第二階段,學(xué)生將探索氧氣對(duì)燃燒過(guò)程的重要性。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前,學(xué)生點(diǎn)燃一支蠟燭并仔細(xì)觀察其穩(wěn)定燃燒的火焰。隨后,學(xué)生小心地將一個(gè)透明玻璃瓶倒置,覆蓋在燃燒的蠟燭上,密切觀察火焰隨著氧氣逐漸耗盡而發(fā)生的變化:火焰由旺盛逐漸變?nèi)酰伾珡拿髁恋乃{(lán)黃色變?yōu)榘档募t色,并最終熄滅。在此過(guò)程中,小組成員應(yīng)詳細(xì)記錄火焰大小、顏色及燃燒時(shí)間的變化,并拍攝或繪制火焰變化的圖像。實(shí)驗(yàn)后,小組成員基于觀察數(shù)據(jù)討論燃燒過(guò)程中氧氣的作用,并推斷氧氣為何是燃燒不可缺少的條件。這一實(shí)驗(yàn)不僅鍛煉了學(xué)生的觀察記錄能力,而且加深了學(xué)生對(duì)燃燒條件的理解。
(3)實(shí)驗(yàn)三:燃燒需要溫度達(dá)到著火點(diǎn)。
在項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的框架下,實(shí)驗(yàn)第三階段的焦點(diǎn)是探究燃燒反應(yīng)需要達(dá)到一定的溫度這一條件。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)直觀體驗(yàn)溫度對(duì)燃燒過(guò)程的影響,進(jìn)而加深對(duì)燃燒概念的理解。在這一實(shí)驗(yàn)中,小組成員要安置好蠟燭或其他指定燃料,并點(diǎn)燃,然后使用溫度計(jì)測(cè)量并記錄不同高度上方的溫度數(shù)據(jù),這樣可以確定火焰不同區(qū)域的溫度范圍。為了確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性,每次測(cè)量時(shí),溫度計(jì)的位置要保持一致,而且所有測(cè)量都應(yīng)在相同的環(huán)境條件下進(jìn)行。例如,學(xué)生可能會(huì)發(fā)現(xiàn),只有當(dāng)溫度計(jì)靠近火焰時(shí),溫度才足夠高,以維持燃燒,而在一定的高度之上,溫度過(guò)低,不足以引燃新的燃料。
此外,小組成員可以探討如何利用測(cè)得的溫度數(shù)據(jù)來(lái)解釋燃燒的物理機(jī)制和化學(xué)機(jī)制,以及在實(shí)際情況下如何控制火勢(shì)、預(yù)防火災(zāi)。通過(guò)這一系列的操作,學(xué)生不僅能夠親身體會(huì)科學(xué)探究的過(guò)程,還能培養(yǎng)分析能力和解決問(wèn)題的能力,這是項(xiàng)目化學(xué)習(xí)策略在教學(xué)中應(yīng)用的重要意義所在。
4.數(shù)據(jù)記錄與分析。
每個(gè)小組都要詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),包括燃料的種類、火焰的大小、燃燒的持續(xù)時(shí)間等,并利用這些數(shù)據(jù)來(lái)分析燃燒條件的影響。
5.項(xiàng)目探究報(bào)告。
探究實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,學(xué)生要撰寫一份探究報(bào)告,總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得出結(jié)論,并討論燃燒條件對(duì)實(shí)際生活的意義,如消防安全知識(shí)等。報(bào)告還應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題以及對(duì)未來(lái)探究的建議。
在“燃燒的條件”項(xiàng)目化學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,總結(jié)項(xiàng)目學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和升華探究成果是整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。學(xué)生完成探究實(shí)驗(yàn)任務(wù)后,應(yīng)在小組內(nèi)部共同回顧整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程,討論每個(gè)步驟中的發(fā)現(xiàn)、問(wèn)題和解決策略,這一過(guò)程不僅幫助學(xué)生鞏固了對(duì)燃燒條件概念的理解,而且使學(xué)生學(xué)會(huì)如何從實(shí)踐中提煉知識(shí),形成更深入的學(xué)習(xí)反思。教師在此過(guò)程中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生有效地表達(dá)自己的觀點(diǎn),鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行批判性分析,并將實(shí)驗(yàn)所學(xué)應(yīng)用到更廣泛的科學(xué)和日常生活情境中。最終,學(xué)生將通過(guò)展示報(bào)告或口頭報(bào)告的形式,向全班展示項(xiàng)目成果,實(shí)現(xiàn)知識(shí)的分享和經(jīng)驗(yàn)的交流,營(yíng)造良好的班級(jí)學(xué)習(xí)氛圍。
在項(xiàng)目化學(xué)習(xí)下的探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,筆者逐漸探索出“創(chuàng)設(shè)情境、生成問(wèn)題—討論交流、設(shè)計(jì)方案—實(shí)驗(yàn)探究、收集證據(jù)—展示交流、評(píng)價(jià)反饋—拓展應(yīng)用、達(dá)標(biāo)提升”實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)流程。通過(guò)實(shí)踐探索“燃燒的條件”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)策略,彰顯了該方法在激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)與提升其實(shí)踐技能方面的顯著效益。項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的深度應(yīng)用不僅局限于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī),更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神、創(chuàng)新思維以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。實(shí)踐表明,將項(xiàng)目化學(xué)習(xí)融入化學(xué)教學(xué)不僅有助于學(xué)生理解復(fù)雜的科學(xué)概念,還能鍛煉其將理論知識(shí)應(yīng)用于解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的能力。因此,推廣基于項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的教學(xué)策略,對(duì)實(shí)現(xiàn)教育改革目標(biāo),特別是在培養(yǎng)學(xué)生全面科學(xué)素養(yǎng)方面,具有不可替代的重要價(jià)值。