項目化學習助力初高中化學銜接教學

摘要：以項目化學習指導設計初高中銜接教學活動，在一個學生感興趣的問題基礎上，基于兩個小實驗展開探究，讓高一新生在交流、討論、評價過程中了解高中化學學習的方向與方法，培養化學學習必備的品質，引導學生產生對高中化學學習的興趣。

關鍵詞：銜接教學;項目化學習;實驗探究;中學化學教學

中圖分類號：G633.8 文獻標志碼：A 文章編號：1673-9094（2020）07B-0085-04

在部分地區，選修化學的高中學生占比嚴重低于平均數，高中化學教師過剩，一批化學教師無課可上。化學“一看就懂、一放就忘、一做易錯、分數難拿”的負面傳說是很大的影響因素。從“未來生活需要化學知識”的宣傳入手，到“高校錄取需要化學學科背景”的發展牽引、疫情背景下“學好化學以從事相關專業”的社會責任擔當、“化學學科也很有發展潛力”的情懷引導，這些都是召喚學生選學化學的有效手段。興趣所至則樂此不疲。在高一新生中開展初高中化學銜接教學活動對學生接下來的選科影響力不可小覷。

針對初中化學偏重記憶的學習方式，化學實驗教學不被重視的現狀，教師可以選取開展以化學實驗設計、實驗實施為主線的銜接教學活動來啟動高中化學教學的第一步。“以化學實驗為主角的銜接期化學教學活動，不僅為實現實驗教學目標而呈現，更是培養學生多樣學習能力、激發和維持化學學習興趣、獲得生成性課程資源、轉變學生學習方式的強有力陣地”[1]。

一、項目化學習指導下銜接教學整體設計

項目化學習是一種以學生為中心的教學方式，“學習素養視角下項目化學習的六維度設計要則”是一種帶有課程意義的學習設計方略，從“核心知識、驅動性問題、高階認知、學習實踐、公開成果和全程評價”[2]入手來展開具體的教學活動。以此為指導實施初高中化學銜接教學活動，旨在以“做中學”對一些有關高中化學學習所必備的基礎知識、基本技能和學習方式以及關鍵能力、必備品格的培養展開探究，激發學生繼續學好化學的熱情。

本文所涉及的教學以如何設法看清楚膽礬晶體的幾何外形為驅動，引出硫酸銅飽和溶液配制與硫酸銅（膽礬）晶體的制作兩個實驗以及電子顯微鏡的觀察實踐，用8課時左右的時間引導高一新生通過兩個實驗方案設計、實驗實施以及實驗交流、驗證反思等環節開展化學自主學習探究，期待讓學生嘗試用化學知識結合化學實驗解決實際問題，對化學實驗探究學習的一般過程有所了解，學習一些實驗探究的基本規則，提升化學學科基礎素養;讓學生發現一些值得深入學習的興奮點，引發他們對高中化學學習的興趣;借助跨學科手段，為深入理解物質的內部結構與物質的性質（固有外形）以及外界條件影響的作用等核心知識作鋪墊。

二、銜接教學活動的四個重點環節

（一）對初中化學核心知識的再建構

學科的一個知識系統中總有一個“核”，其余知識與問題都是核外的包裹層，圍繞著這個核而展開，這個核即為核心知識。核心知識是根，在其之上生長出一系列的枝權形成了一棵知識樹;核心知識是綱，綱舉目張，理順了它也就搞清了相關知識以及它們之間的內在關聯。

化學被認為理科中的文科——知識點多且零碎，要靠“背”。這樣的誤解導致了被學生所拋棄的尷尬。教師可以在銜接教學中通過選取初中化學某塊內容的核心知識實現再厘清與再建構，來幫助學生消除誤解。新授課由表及里、層層剝離，直達知識核心。教師指導學生嘗試從核心知識出發，運用知識，解決問題，教學生學著“將書讀薄”。

本次教學活動以初中化學“溶液”一章內容為主線，從知識體系中提煉出“溶解與結晶”這個核心知識，以孔雀石（膽礬）作為研究對象。它具備的特征包括：①外觀吸引眼球;②初中化學多次接觸又沒有專門學習過;③易得到且毒腐作用小。教學活動通過兩個小實驗，從實驗設計到實驗實施，再經成果展示、討論后反思，將溶液、物質的溶解性及其影響因素、溶解度等一系列知識在運用中有機地提取起來，形成知識樹。

（二）創建真實的驅動性問題和問題解決成果展示

提出一個有價值的問題比解決問題更重要。指導學生學習時如何提出真問題是一個方面，能夠提出學生感興趣的問題更進了一步，而能讓學生自己提出問題，就上了一個新臺階。正如馬克思所說：“一個問題，只有當它被提出來時，意味著解決問題的條件已經具備了。”所以最好的問題源于學生，能以一個具有探究價值的問題來引領，深度學習必將得以為繼。

銜接教學活動在學生充分議論中提煉出“如何才能看清膽礬的真實外貌？”這一問題，形成兩種“看”的辦法：①設法取得較大的實體，用肉眼直接觀察;②在電子顯微鏡下觀察。引申出的問題是：怎樣保證所見是膽礬的真實面目？答案是自己親自制取。接下來學生討論確定，制取一定大小、一定形狀的膽礬，需要設計出兩個基本化學實驗方案。任務1配制一份硫酸銅飽和溶液，任務2制取一定形狀的硫酸銅晶體，學習任務明確為兩個化學實驗，且是新高一學生易于實施的。

在對文案進行了充分交流研討的基礎上開展動手操作是愉快的學習，教學中教師要明確要求：實驗成果展示不僅要展示各自的學習結果，更重要的是呈現怎樣做的、怎么想的。這為學生相互評價提供依據，迫使學生開動腦筋，盡量挖掘與他人不一樣的路徑與方法。

學生們完成任務1，匯總結果顯示，他們開始很投入地學習，為完成任務提出了四種不同的實驗方案：粗放式，取約50毫升水，加入硫酸銅粉末至不再溶解即成;改進式，在前一方案基礎上加一步稱取50克溶液;求快式，熱水配置，快速溶解至飽和，量取50毫升溶液;穩健式，通過查表、計算、稱量、溶解。

交流討論后，學生發現第一種方法不符合要求;第二種方法稱溶液不方便，有液體外溢，有溶液剩余;第三種實驗花時少，但溶液中容易出現結晶，則實際溶液不足50克，浪費多;第四種合理有序。他們自己找到了對實驗結果進行檢查的一個依據——所得溶液顏色，開始了初級的比色分析，為反思提供了一點依據，并試著對自己實驗中的不足查找問題所在、可能的原因與解決的辦法。

（三）用高階學習來包裹低階學習

學習是分級的，從識記、練習、查找、再現、歸納、理解、運用、推理到創造，逐漸提升，我們知道在高階學習中一定包裹著低階學習。教學活動中適當地開展一些高階學習以帶動低階學習，同樣能彌補之前的學習漏洞和不足，事半功倍。

常規的學段銜接不外乎復習以前學過的知識，并加以整理，通過刷題達到“見題就知答案”的熟練程度，或者提前教授高一學段知識，以達到先學一步的目的。初高中銜接教學活動為學生高中學習做準備，學生完全有能力嘗試開展一些高一層次的學習活動，從而擺脫刷題的枯燥，既能達到復習的目的，又能培養對學科的興趣、提升學習能力，實現無縫對接。

在任務2制作一定形狀的硫酸銅晶體活動中，其驅動性問題是：形狀的選定和如何使得硫酸銅結晶出來，核心知識為影響物質溶解度的外部因素。經過審題、討論、實驗、交流，學生們的晶體形狀預設有自然形態、星型、柱型等;晶體得到的路徑有：①熱溶液結晶;②飽和溶液反復圍繞晶核蒸發溶劑;③將自制模型浸人飽和溶液中再放置緩慢蒸發溶劑;④將飽和溶液放人柱狀桶中放置結晶;⑤在柱狀桶中加入無水硫酸銅粉末，再滴加水（或滴硫酸銅溶液）。

顯然，三種形狀預設中自然形態源于初中教材，人為預設星形是晶體得到方法②的提升版，柱形完全是受到模型澆注的啟發，而想到用無水硫酸銅粉末去制作膽礬晶體就很有新意。思路既有來自書本，也有源于網絡，帶上問題去查找是一種學習，能在互聯網上有效搜索也是學習，能在搜到的眾多信息中展開甄別、提取，通過實證逐步做到去偽存真、為我所用，就上到了高一級的學習層次。學生設計出選取不同材料來制作晶體骨架進行試驗，嘗試通過比較來幫助作出選擇，此過程明顯具有了研究的雛形。

（四）將素養轉化為持續的學習實踐

培養良好的學科素養目的就是要能開展深入持久的學習活動，學習活動過程中的積極評價是一種較好的策略。

評價在充分交流、展示、討論的基礎上進行，評價方式引領學生發現他人優點，讓學生相互學習，讓學習生動有活力。評價的實施分自我評價、組內互評和組際互評，以小組最終結果占70%計人個人成績。為了使評價客觀、公正，教師要求學生各自在交流過程中完整自述、充分展示;評價時都要簡述依據和理由，要充分發現他人長處并予合理的贊美，這樣的評價結論讓大家心悅誠服。

評價對問題解決的合理、最佳方案形成共識。任務1穩健式方案就是通過小組合作研究，發現溫度問題，想到去圖書館查尋硫酸銅的溶解度數據，回來后繪制了硫酸銅溶解度表并制作了曲線圖，隨后測溫一查對曲線一計算一配制。學生找到了解決一類問題的方向，學以致用。盡管設計階段需要進行結晶水合物的換算等，比較煩瑣，量筒讀數也難免不夠精確，但實驗階段操作簡便易行、費時最少、結果可靠，更沒有試劑浪費，而且關注到實驗時的實際室溫測量。大家共同認定這是良方，也感悟到前期文案的深入探究、周密設計對順利完成實驗任務的重要性。

評價實現學習素養的提升，高一新生從習慣性的個入學習逐漸向合作學習轉化，從完成任務式學習向自覺探索學習轉化。幾種途徑制得大小不一的硫酸銅（膽礬）晶體，在顯微鏡下觀察，學生們驚喜地發現：它們有著驚人地相似的外形。這引發進一步學習討論，再次交流時，學生們得知這是由于微粒的電荷、大小決定了它們在空間的堆積方式，晶體的外部表現形狀是微粒內部堆積方式決定了的對外表現，膽礬就是其固有的三斜晶系晶體[3]。這再一次向我們揭示了物質的結構決定了物質的性質。人為設計限定晶體外形，由于違背自然規律注定會失敗。澆注工藝的借鑒想法新穎但與微觀本質發生沖突，預設的晶體柱坍塌是必然的。

教師應讓學生從微觀角度理解溶解與結晶，初步了解“動態平衡”，幫助建立“微觀世界有它特有的規律，也是其魅力所在，我們不能簡單地用宏觀思維去認識微觀世界”觀念，同時引領學生認識到成功的喜悅與失敗的懊惱都是學習過程中的正常體驗。化學實驗探究可以完成實驗預設而證明其正確，也可能實驗未達目標而為新的實驗探究提供線索和方向，這也是一種成功。

三、收獲與反思

“項目化學習的六維度設計要則”為銜接教學活動提供了一個小型的課程設計框架支撐，從而引領我們把原本一次純粹的初高中化學知識銜接教學活動提升為一個學習課程，為教學手段的選擇爭取到足夠的空間，特別是指導教學活動的目標指向更高、更明確。經過學生自主學習、小組合作學習、資料搜索與實驗探究、實事求是的記錄與匯總、成果展示、交流與評價等環節，化學知識得到很好運用，化學實驗技能得以鍛煉。在相互評價中，學生有機會得到更多的肯定與贊揚，有助于學生化學學習興趣的培養，評價關注到學生懷疑精神、創新精神、堅守精神的培植，與化學學科核心素養“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認知”“科學探究與創新意識”“科學態度與社會責任”[4]緊密掛起鉤來。

小實驗切口小，易開展，引導學生探索高中化學新奧秘。把高一新生“趕進”實驗室能彌補初中多媒體教學環境下學生動手不足，幫助學生消除對化學學科的偏見以及對化學實驗的神秘感與恐懼感，在一個看似簡單的任務上，讓學生在動手過程中體驗到“還真的不太容易”。實驗過程中的問題也是超出課前準備的;自主探究結果是出乎預料的，用模具澆注的工藝設計晶體制作，盡管以失敗告終、學習時間比預設還多用了不少課外零星時間，但學生學習熱情高漲。一系列的問題提出一問題討論一問題探究一問題解決一新問題生成，讓學生們深切地感到用好化學基礎理論知識并指導整體方案設計是首要環節，應學會運用資料手冊，從化學原理角度出發去考量，盡可能設計幾個備選方法，才能從中選出簡單合理且易行的方案加以嘗試，還必須關注實驗過程的每個細節，實驗才能取得成功，才能從中感悟到高中化學的嚴謹與魅力。

銜接期學生產生的學習熱情需要教師持續的關注與投入，如何將這樣的學習融合到今后高中化學教學之中是個漫長的過程。開展高中化學的項目化學習需要解決的問題很多：切塊設計要更加精準合理以應對教學時間是否充裕、教學場所能否保證、學生是否能夠持續地投入等等，最終達到深度學習而又不多占用教學時間。這需要高中化學教師去努力、去爭取、去嘗試。

參考文獻：

[1]王澍，魏崇啟.高一銜接期化學教師教學情況調查與分析[J].化學教學，2019（5）：2s.

[2]夏雪梅.項目化學習設計：學習素養視角下的國際與本土實踐[M].北京：教育科學出版社，2018;133.

[3]韓建成.簡易化學手冊[M].上海：上海教育出版社，1982：106.

[4]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018：3.

責任編輯：石萍

收稿日期：2020-06-12

作者簡介：錢彤，南京市第三高級中學（江蘇南京，210002），高級教師，主要研究方向為中學化學教學和中學教育管理。