高中化學項目化作業設計與反思

本文基于高中化學課程標準開發了強調真實情境問題與學科知識融合的項目化作業，對項目化作業進行了“教—學—評”一體化的設計與實施，并進行了校本實踐。以項目化作業“青蒿素的發現與提取歷程”為例，將科學寫作融入于化學項目化作業設計，進行了項目化作業成果的反饋評價。

一、項目化作業設計的理念

作業不僅是對知識點的鞏固強化和評價手段，而且是學生科學思維能力培養的有效途徑。目前，高中化學作業形式受到選拔制度、課時限制、課外實踐安全等因素的影響，已經不能滿足新課標中對學生發展提出的樹立正確價值觀念、培養必備品格和關鍵能力的具體要求。為了促進學生化學學科核心素養的發展，強調真實情境問題與學科知識融合的項目化作業是一個可實踐的有效途徑。

作業設計不僅要以課程標準和考試評價要求為導向，而且應注重學生核心素養和關鍵能力的培養。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》指出：“提高作業設計質量，精心設計基礎性作業，適當增加探究性、實踐性、綜合性作業。”《深化新時代教育評價改革總體方案》中關于深化考試招生制度改革要求中提到：“改變相對固化的試題形式，增強試題開放性，減少死記硬背和刷題現象。”這都為作業設計指明了方向：要加強作業設計、變革作業結構、提升作業質量、回歸育人初衷。

項目化學習經過研究實踐，可以是一種學生學習方式或組織形式，也可以是一種教師教學方式或育人方式，或作為一種課堂形式或課程形態。項目化教學衍生的項目化作業，以學科知識為依托，以任務為單位，學生完成項目化作業的過程是主動建構和探索的有意義學習過程，更有助于學生自主深度思考。由于高中教學容量較大，課堂教學時間相對緊湊，可通過項目化作業反轉來拓展課堂教學，統籌安排好教學設計中有關課上和課下的任務設計。本文結合具體案例“青蒿素的發現與提取歷程”，積極探索項目化作業設計的“教—學—評”一體化，實現項目化作業與課堂教學的深度融合。

二、項目化作業設計的流程

美國認知教育心理學家奧蘇貝爾指出，“有意義的學習主要指從所呈現的學習材料中獲得新的意義。”就化學項目化作業而言，有意義的項目化作業應包含：聚焦學科核心素養，基于學科核心大概念選取項目化作業的主題內容；圍繞課程標準，緊扣教學目標進行作業的活動設計，通過驅動型任務設計學生活動并科學設計教師支持；依據科學評價量表實施評價標準，明確項目化作業的成果要求和學習成效的評價標準。

（一）項目化作業設計的呈現方式

依據上述項目化作業設計流程圖，以“青蒿素的發現與提取歷程”為例，闡述項目化作業設計的呈現方式。《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》指出：“普通高中化學課程是落實立德樹人根本任務、發展素質教育、弘揚科學精神、提升學生核心素養的重要載體。” 新課標中有三處建議將提取青蒿素作為教學情境素材，在人教版教材中也有兩處圖示講解了青蒿素的分子結構。將“青蒿素的發現與提取歷程”作為項目化作業的主題內容，不僅使學生領略中華優秀傳統文化的魅力，體會學習老一輩科學家獻身科學的奮斗精神，而且可以進一步歸納整理有機化合物分離提純的科學實驗過程，發展證據推理與模型認知和科學探究與創新意識的學科核心素養。

項目化作業內容以項目化作業指導手冊的形式呈現，學生按照手冊中的主題內容、作業任務和作業成果要求完成項目化作業。

【作業主題】學生走訪博物館（實地或線上）學習青蒿素的發展歷史，調研青蒿素的提取歷程。

【作業任務】

【任務1】查閱文獻，學習青蒿素的發展歷史，感受科學家的精神品質。

[關鍵子任務]了解青蒿素在治療瘧疾方面起的作用，以及中醫藥古籍的貢獻，了解屠呦呦團隊對青蒿素研究和開發的歷程。

【任務2】學習屠呦呦團隊從青蒿中提取出青蒿素的研究歷程。

[關鍵子任務]用工藝流程圖表示出青蒿素的提取分離工藝，了解物質分離提純的基本思路，感受科學探究的歷程。

【任務3】“香”滿中秋，藥傳古今，感受中醫藥文化的魅力，了解青蒿素分子結構測定的各種方法。

[關鍵子任務]高一學生選擇合適的香囊組方，制作一個適合自己的小香囊。高二學生總結元素分析、質譜、紅外光譜、核磁共振氫譜以及X射線衍射圖譜等研究有機物的主要方法。

【作業成果】根據上述項目化作業的任務，完成調研青蒿素的提取歷程的科學寫作。科學寫作要用嚴謹的化學用語、圖示等闡明任務中的關鍵子任務，并融入調查研究學習過程中的體會和問題。

（二）項目化作業設計的評價標準

美國教育家斯蒂金斯認為，任何教學的質量，最終都取決于所運用的評價質量。在項目化作業中，作業成果是完成效果的關鍵，是學生學得“怎么樣”的一種體現。科學寫作有相對成熟且系統的評價體系，將其作為一種作業成果的呈現方式，更有利于實現作業成果評價的科學性。科學寫作更注重讓學生調動已有認知，通過與新知識點的整合，對一定情境下的問題進行分析與解決，依據科學概念和科學知識的解釋去完整地、邏輯清晰地將自己的思維過程外顯化。高中化學與生產生活密切相關，科學寫作在培養學生科學知識結構化和思維方式科學性有著獨特的優勢。依據科學寫作的基本要求，結合青蒿素的發現與提取的科學研究歷程，設計了“青蒿素的發現與提取歷程”科學寫作的評價量規。

（三）項目化作業的學習成效與評價

項目化作業指導手冊——青蒿素的發現與提取歷程，涉及了三個作業任務，學生在完成作業任務時，根據任務驅動調動學習動機，通過小組合作在共同完成作業的過程中逐步培養了合作意識和團隊精神。“任務1能簡述青蒿素的發展歷史，以及中藥青蒿素發現的巨大貢獻價值”是一個開放型問題，需要學生通過自主查閱和學習中國醫學研究院科研等眾多科研團隊在20世紀50年代醫療匱乏的關鍵時期開展“523”工程的重要意義。任務1的科學寫作過程是一種科研工作社會責任和科學使命自身體會的良好載體。“任務2能通過工藝流程圖掌握分離提純的各步的原理、目的和意義”是一個封閉性問題。通過整理青蒿素工藝流程圖，對有機物分離提純的實驗原理、裝置、試劑、操作等系列問題的綜合進行學習與應用，感受科學態度和科學家的探索精神。任務3進行了分學段設計，在高一階段進行“‘香’滿中秋，藥傳古今”的作業活動；在高二階段進行了作業分層設計，基礎作業是了解青蒿素分子結構測定的各種方法；拓展作業是嘗試歸納總結分子結構測定的各種方法的原理和測定數據的意義。對“青蒿素的發現與提取歷程”的項目化作業進行了科學寫作的評價，實現了“任務—成果—評價”的一體化。通過評價，可以鼓勵學生進行自評和互評，有意義的反饋和接受反饋，促進學生自我反思。

三、項目化作業設計的反思

（一）真實情境促進學生實現深度理解性學習

項目化作業主題選擇基于有意義的真實情境使學生達到深度理解性學習。學生以已學課程概念為基礎，在項目化作業的真實情境下，將陌生情境與現有知識點建立聯系。學生通過項目化作業任務和教師支持，逐步尋找思路，查閱資料，解決任務，從而實現對知識的深度理解。

（二）任務內容結構化幫助學生形成結構化知識體系

項目化作業圍繞真實情境中具有挑戰性的驅動性問題，將原有知識的“點”和“線”織成知識“網”，更有助于學生知識的結構化和問題解決的綜合化，促進深度學習。教師在項目化作業任務設計上要重視內容結構化，充分認識知識結構化對學生化學學科核心素養發展的重要性。任務設計可以從以下幾個角度設計問題：相關概念發展的歷史角度；實驗探究的實驗設計，操作和現象觀察以及結論歸納；模型逐步構建、符號表征、宏微結合。教師要依據不同的模塊學習特點，有目的地設計“認知思路”和“核心觀念”的結構化設計，逐步提升學生的化學知識結構化水平，發展化學學科核心素養。

（徐德明）