學科核心素養(yǎng)導向下的高中化學項目學習案例研究

摘 要：氧化還原反應(yīng)是化學反應(yīng)前后，元素的氧化數(shù)發(fā)生變化的一類反應(yīng)。無論是自然界的燃燒反應(yīng)、呼吸作用、光合作用，還是人類生產(chǎn)生活中的電池制造、金屬冶煉、火箭發(fā)射等，都與氧化還原反應(yīng)息息相關(guān)。電在日常生活中有著重要作用，“化學反應(yīng)與電能”作為高一化學必修第二冊教材的重要知識點，要求學生通過“制作原電池”實驗靈活掌握、運用氧化還原反應(yīng)相關(guān)知識。考慮到高中化學課程知識面廣、理解難度高，教師應(yīng)采用項目式學習策略指引學生自主學習、深入探究，如此一來，學生就能在實踐過后全面提升個人化學素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；高中化學；項目式學習

新課標背景下，考試成績不再是衡量學生學習成效的唯一標準，培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)、促進學生長遠發(fā)展才是課堂教學的終極目標。化學原理、化學反應(yīng)在日常生活生產(chǎn)中起著重要作用，故掌握化學知識、磨煉化學素養(yǎng)理應(yīng)得到高中學生重視。高中化學課程學習難度高、設(shè)計知識面廣，對學生科學思維、計算能力、理解能力等提出嚴格要求。為帶給學生最佳課堂學習體驗，教師應(yīng)正視化學學科核心素養(yǎng)內(nèi)涵，在核心素養(yǎng)導向下活用項目式學習技巧，讓學生在目標指引下循序漸進、按部就班完成學習任務(wù)，在潛移默化中茁壯成長[1]。

一、核心素養(yǎng)導向下高中化學課堂開展項目式學習的意義

（一）可強化學生學習能力

1.強化學生宏觀辨識與微觀探析能力

化學既可以是學生肉眼可見的物體燃燒、金屬冶煉、生物呼吸，也可以是肉眼難以觀測的微觀層面的電子、離子變化。因而在高中階段開設(shè)化學課程，可科學培養(yǎng)學生宏觀辨識和微觀探析能力，確保學生既能從宏觀層面認識化學變化，也能從微觀層面理解化學反應(yīng)的產(chǎn)生原因，以此全面掌握、靈活運用所學知識。

2.強化學生證據(jù)推理與模型認知能力

實驗是人類探索化學世界、檢驗理論正誤的直接途徑，然而并非所有化學實驗都是一帆風順的，唯有將“反復試驗、合理推論、總結(jié)分析”相互配合，才能得出正確答案。以“原電池”為例，化學家雖然知曉金屬可與酸液反應(yīng)，卻也是在反復測算、實驗后才成功制出銅鋅原電池。因此在課上開展項目式學習，可引導學生自主參與化學實驗全過程，通過“前期測算—實驗?zāi)M—制作模型—成果總結(jié)”各環(huán)節(jié)正確理解、靈活運用所學知識，全面提升個人證據(jù)推理和模型認知素養(yǎng)。

3.促使學生變化觀念與平衡思想

與物理反應(yīng)相比，化學反應(yīng)多伴有熱能、電能變化（即變化過后會產(chǎn)生能量增減或物質(zhì)轉(zhuǎn)變現(xiàn)象），對此學生要自覺養(yǎng)成變化觀念和平衡思想，以便客觀辯證對待化學反應(yīng)。換言之，在化學課堂開展項目式學習，可督促學生全身心參與學習活動、如實記錄活動數(shù)據(jù)，以此收獲最佳學習體驗[2]。

4.培養(yǎng)學生科學探究與創(chuàng)新意識

上文提到實驗是學生學習化學知識的一條重要途徑，有時突然萌生的靈感火花就能得出全新成果。因此在化學課堂開展項目式學習，可真正實現(xiàn)理論與實踐的有機融合，一邊引導學生參照教材描述完成實驗步驟，一邊激勵學生進行自主創(chuàng)新，以此有效培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識、探究精神。

5.端正學生科學態(tài)度與社會責任

化學學習始終是為了便捷生活服務(wù)的，換言之，開展項目式學習可指引學生探究化學知識的發(fā)展歷史，助力學生養(yǎng)成良好思維、科學態(tài)度，讓學生成長為有責任、有道德、有信念的優(yōu)秀人才。

（二）可優(yōu)化教師教學質(zhì)量

1.轉(zhuǎn)變教學理念

新課標背景下，培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)、促進學生全面發(fā)展成為教師教學的終極目標，師生關(guān)系、教學關(guān)系隨之發(fā)生顯著變化。具體而言，教師不再一味強調(diào)自己的“絕對權(quán)威”身份，而是盡可能放低姿態(tài)，站在學生視角思考教學內(nèi)容，設(shè)計出可同時滿足教學要求和學生需求的教學項目，積極踐行“以生為本、以學為主”“因材施教、因地制宜”等理念，以身作則帶給學生最佳學習體驗。

2.拓寬教學視野

傳統(tǒng)化學教學受教材文本制約較大，常常是“教材要求講什么，教師就講什么”。核心素養(yǎng)導向下教師有意拓寬了教學視野，將越來越多的生活元素融入化學課堂，利用手頭設(shè)備和教學資源為學生營造具象化、立體化學習情境，為項目探究活動順利開展做好準備。

3.豐富教學手段

核心素養(yǎng)導向下“知識灌輸”不再是教師教學的唯一手段，情境教學法、提問啟發(fā)法、分組討論法等多元手段在化學課堂有了大展身手的機會。事實上，項目式學習能有機融合情境法、提問法、分組法、實驗法等不同手段，讓學生通過親身實踐全面掌握教材知識[3]。

二、核心素養(yǎng)導向下高中化學課堂開展項目式學習的難點

盡管項目式學習的價值已得到廣大教師認可，但在具體實踐中教師仍會遇到不少問題。一方面，高中學生學習水平存在一定差距，班上學優(yōu)生學習基礎(chǔ)扎實，擁有科學思維、創(chuàng)新意識、推理能力和實踐能力，能活用所學知識獨立完成化學實驗；中等生需要教師指導或同伴配合才能順利完成學習任務(wù)，換言之，這類學生在獨立學習時會遭遇不同類型障礙，學習成果難以完美達到教師預期；學困生是班上“最棘手”的學生，他們理解力、認知力有限，學習基礎(chǔ)相對薄弱，在理解氧化還原反應(yīng)原理、書寫氧化還原反應(yīng)化學式或操作金屬溶解實驗等環(huán)節(jié)都可能遇到困難。由此不難看出，班上學生的水平差距、性格差異直接影響項目小組劃分和項目目標設(shè)置，如何科學分組、如何順利推進活動進程成為擺在教師面前的教學難題[4]。

另一方面，授課教師個人素養(yǎng)的高低，也會直接影響項目式學習的實踐效果。舉例來說，部分教師雖有意開展項目式學習活動，卻只是簡單“照搬”他人成果，未能針對班上實際情況調(diào)整教學細節(jié)，不時出現(xiàn)“題不對意”狀況。此外，項目式學習要求教師在備課階段更為細致、更為徹底地研讀教材文本，而高消耗、高費時會讓部分教師喪失項目式學習意愿，反而回歸“一課一講”“一課一練”的傳統(tǒng)模式。

三、核心素養(yǎng)導向下高中化學課堂開展項目式學習的策略

（一）精選項目主題，細化項目過程

新課標背景下，傳統(tǒng)高中化學課堂教學模式已無法滿足學生學習成長需求，基于學科核心素養(yǎng)轉(zhuǎn)變教學理念、轉(zhuǎn)換教學手段、拓展教學內(nèi)容成為亟待教師踐行的職責所在。“項目”是項目式學習的核心所在，換言之，教師需在備課階段認真研讀手頭教材，參照班上學生真實學習情況精選項目主題，以此成功激發(fā)學生項目學習熱情，引導學生參與到項目實施的方方面面。

“原電池”是人教版高一化學必修第二冊教材的重要知識點，通過先前學習學生已知曉化學反應(yīng)（化學變化）會產(chǎn)生能量，該教材第6章標題為“化學反應(yīng)與能量”，意在通過“化學反應(yīng)與能量變化”和“化學反應(yīng)的速率與限度”兩個層面帶領(lǐng)學生探索化學反應(yīng)的奧秘。不難看出“電”是維持學生日常生活的重要能量，也是學生相對熟悉的生活元素，故教師可設(shè)計“制作原電池”項目，指導學生通過實驗操作正確掌握氧化還原反應(yīng)相關(guān)知識，全面提升個人化學素養(yǎng)。

項目主題確立后，教師需在腦內(nèi)先行演練項目實施全流程，以便科學指導學生實踐，并在學生遇到困難時施以援手。具體而言，項目式學習遵循如下流程：

1.主題選擇

正如上文所述，項目主題確立應(yīng)參照師生雙方意見，即教師要留心日常學情數(shù)據(jù)，在師生對話中探究學生學習興趣點，科學平衡教學要求和學生訴求間關(guān)系。以“原電池”為例，教師可從世界自然基金會倡導的“地球一小時”（“熄燈一小時”）活動入手，以生活場景啟發(fā)學生思考電的重要性，由此引出“制作原電池”主題。教師也可播放電力研究紀錄片，結(jié)合電氣時代背景端正學生對電的重要TceDFLFmHu84jBxz6ndeeQjeAIr5kNhFVCKNRRHAgyE=性的正確認識，由此引出項目主題。總之，主題選擇的方向多種多樣，但唯有師生雙方達成共識，后續(xù)活動才能順利開展。

2.細節(jié)敲定

主題確立后教師就要向?qū)W生分配具體任務(wù)，如“思考化學能轉(zhuǎn)變成電能的完整過程”“分析氧化還原反應(yīng)是如何產(chǎn)生電能的”“挑選制作氧化還原反應(yīng)模型的材料”等，確保班上學生都能各司其職、各盡其力，在明確任務(wù)指導下大展身手。事實上，細節(jié)敲定也是為了告知學生“學什么”“如何學”“為何學”，以便在有限的教學時間內(nèi)掌握盡可能多的知識。

3.活動實施

活動實施即師生在課堂中完成具體實驗，通過實驗觀察、數(shù)據(jù)分析、總結(jié)推理等方式攻克學習難關(guān)。活動實施過程中學生可能會遇到這樣或那樣的問題，教師要做到“具體問題具體分析”，有針對性地采取應(yīng)對方案，以保障學生自主探究、合作學習的穩(wěn)定性、持續(xù)性、連貫性。

4.成果評價

評價既能幫助教師回顧、反思課堂教學過程，又能幫助學生正視個人學習弱項，以此打造“以評促學”“以評促教”的“教學評”一體化課堂。換言之，項目式學習過后，教師需及時組織學生完成評價工作，通過師生互評、學生互評、學生自評等方式總結(jié)項目過程、項目成果，以此加深學生課堂學習印象，充分發(fā)揮項目式學習全部價值[5]。

（二）活用教學設(shè)備，優(yōu)化教學氛圍

高中化學課程邏輯性、抽象性特征鮮明，對學生理解能力、分析能力、觀察能力、操作能力等均提出了較高要求。為降低學生理解門檻，教師應(yīng)活用現(xiàn)代化教學設(shè)備，盡己所能為學生營造舒適的、輕松的、自由的課堂學習氛圍，讓學生在良好氛圍熏陶下全身心投入項目實踐中去。

事實上，在小學自然課堂，學生就嘗試過親手制作電池，即用檸檬、橘子等水果代替電池，通過金屬片和電線連接制作“水果電池”點亮小燈泡，故“原電池”項目不應(yīng)成為學生眼中的洪水猛獸，而要成為能喚醒學生探索欲望的趣味課題。事實上，教師授課時可先行展示“水果電池”模型，邀請學生講解“水果電池”生電用到的化學知識。學生發(fā)言后教師加以總結(jié)，引出課堂教學的重難點。隨后教師可圍繞“電池發(fā)展史”主題播放紀錄片視頻，并同步展示不同時期的電池模型，啟發(fā)學生思考“為何如此設(shè)計電池”“電池發(fā)電的原理有哪些”等問題，以此激勵學生帶著問題投身到項目實驗中去，在相互合作、深入探究氛圍熏陶下快樂學習、全面成長。

（三）尊重學生差異，采取多元手段

上文提到班上學生有學優(yōu)生、中等生、學困生三類學習水平區(qū)別，這種分類方式并非歧視學生，而是為了科學設(shè)計教學目標、自然提升教學難度，以滿足不同水平學生學習需求。換言之，項目式學習的開展前提是尊重學生客觀差異，在多元手段配合下帶給學生最佳學習體驗。

具體而言，教師可采用如下手段開展項目式學習活動：

1.情境營造法

情境可簡單理解成對生活場景的模擬還原，情境營造法的目的在于讓書面文字描述變得形象立體，讓學生面向特定情境思考“我要做什么”“我能怎樣做”“我取得什么成果”等問題。

回到“原電池”項目，教師可在小學科學課堂的“水果電池”實驗基礎(chǔ)上設(shè)計全新活動，即為學生營造“家里停電了，如何制作簡便手電”情境，鼓勵學生利用手頭物品制作“發(fā)電裝置”。隨后教師可要求學生替換裝置中的水果（發(fā)電裝置），將其轉(zhuǎn)變成“溶液+金屬片”形式，以此帶領(lǐng)學生深入了解氧化還原反應(yīng)相關(guān)知識，全面提升學生宏觀辨識、微觀探析、科學探究、模型認知等素養(yǎng)。

2.提問啟發(fā)法

傳統(tǒng)高中化學課堂嚴格遵循“先教后學”模式，處在被動學習地位的學生聽講效果相對有限，無法在腦內(nèi)構(gòu)建完整的、系統(tǒng)的、發(fā)展的知識學習框架，時常出現(xiàn)“學了新知識，忘了舊知識”的情況。對此，教師需轉(zhuǎn)變教學關(guān)系，以項目學習形式啟發(fā)學生思考，讓學生帶著問題投入具體實驗中去，如此一來，學生就能在實驗過后有所收獲、有所成長。

回到“原電池”項目，教師可先向?qū)W生展示電池模型，引導學生觀察電池構(gòu)造，確保學生能正確認識“電池有正極、負極區(qū)別”。隨后教師可啟發(fā)學生思考“如何設(shè)計電池正極”“如何設(shè)計電池負極”“如何確保電池正負極間能量能正常轉(zhuǎn)換”等問題，以此鼓勵學生在銅片、鋅片、銀片、硫酸溶液、硝酸溶液等實驗素材中進行自主選擇，帶著問題完成實驗操作。

3.分組討論法

考慮到班上學生學習水平、操作水平相對有限，教師需將班上學困生、中等生、學優(yōu)生分成人數(shù)相等、水平相近的若干小組，鼓勵學生以組為單位共同學習，攻克項目難關(guān)。回到“原電池”項目，一組學生可制作“銅鋅電池”，一組學生可制作“鋅銀電池”，其余各組依此類推，遵循控制變量原則開展不同實驗。學生上手操作后，教師可邀請各組組長展示研究成果，展示實驗過程中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象，結(jié)合實驗數(shù)據(jù)分析教材知識點，由此引出氧化還原反應(yīng)知識及相關(guān)規(guī)律，實現(xiàn)實際與理論的有機融合。

結(jié)束語

綜上所述，新課標背景下，教師教學理念、教學手段、教學內(nèi)容均發(fā)生了顯著變化，高中化學課程有了更為多樣、更為多元的授課選擇。與傳統(tǒng)知識灌輸手段相比，項目式學習可為教師的“教”和學生的“學”提供明確方向，其在簡化教學難度、優(yōu)化教學過程、激發(fā)學生興趣等方面起到積極影響，理應(yīng)在高中化學課堂上加以推廣。身為教師，應(yīng)自覺提升個人專業(yè)素養(yǎng)，主動邀請學生參與項目主題選擇、項目細節(jié)敲定、項目活動實施、項目成果評價等環(huán)節(jié)，在師生默契配合中高效率、高質(zhì)量完成教學任務(wù)，帶給學生“在做中學、在學中做”的良好體驗，全面提升學生化學核心素養(yǎng)。

參考文獻

[1]張敏.高中化學核心素養(yǎng)在課堂教學中的培養(yǎng)探究[J].家長，2024（19）：164-166.

[2]李中偉.核心素養(yǎng)下高中化學項目式教學設(shè)計與實踐[J].家長，2024（18）：91-93.

[3]王萍萍.核心素養(yǎng)視域下的高中化學項目式教學實踐研究[J].求知導刊，2024（11）：35-37.

[4]孫艷玲.核心素養(yǎng)下高中化學教學中項目式學習的應(yīng)用研究[J].安徽教育科研，2024（6）：45-47.

[5]鄭志明，范艷玲，劉龍海.化學學科核心素養(yǎng)在高中化學教學中的具體體現(xiàn)：以原電池的電極判斷及電極反應(yīng)式書寫的再認識及應(yīng)用為例[J].云南化工，2024，51（1）：188-190.