開展化學項目式學習活動，培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)

項目式學習是一種以項目為載體、以實踐探究為路徑的動態(tài)學習方法，與傳統(tǒng)教學相比，其最大的優(yōu)勢就是為學生預留了足夠大的自主探究空間，向?qū)W生提供了足夠多的合作探究機會，學生可以圍繞項目展開一系列與課程內(nèi)容相關(guān)的探究、思考、實驗和討論，借著學生或獨立或合作展開的自主探究，教師能夠達成在教給學生知識的同時開發(fā)學生思維、鍛煉學生能力的教育目標。結(jié)合項目式學習的特性來看，在化學課堂上開展項目式學習能夠有效提升化學教學的質(zhì)量，在豐富學生對化學的認識和深化學生對化學知識理解的同時，完成對學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)。本文圍繞高中化學課上的項目式學習活動展開，主要探究了項目式學習對科學素養(yǎng)培養(yǎng)的重要性、高中化學課上項目式學習的開展現(xiàn)狀以及基于科學素養(yǎng)培養(yǎng)的高中化學項目式學習路徑。

一、項目式學習對科學素養(yǎng)培養(yǎng)的重要性

學界將科學素養(yǎng)概括為了解科學知識、了解科學研究過程和方法、了解科學技術(shù)對社會和個人所產(chǎn)生的影響這三個方面的內(nèi)容，即具備科學素養(yǎng)的人對科學知識的了解能夠達到最基本的標準。而了解科學知識的前提就是主動去學習、分析、探究和積累科學知識，有接觸、有判斷、有思考才能提升對科學知識的了解程度。項目式學習活動就是學生學習、分析、探究和積累科學知識的教學活動載體，在激發(fā)學生科學探究興趣、助力學生完成基礎(chǔ)積累和驅(qū)動學生展開發(fā)散思考等方面有著突出的優(yōu)勢。

（一）激發(fā)學生科學探究興趣

項目式學習的本體是項目，而項目的核心是思考與探究。以項目為載體呈現(xiàn)的科學知識要比書本上以文字為載體承載的科學知識更立體和生動，也更貼近學生的心理與認知，所以更容易激發(fā)學生對科學的探究興趣。從短期發(fā)展的角度來看，對學生科學探究興趣的激發(fā)能夠助力項目式學習活動的順利開展；從長期發(fā)展的角度來看，對學生科學探究興趣的激發(fā)能夠助力學生對科學的持續(xù)性探究，而這種持續(xù)性探究就是建構(gòu)學生科學素養(yǎng)的前提。

（二）助力學生完成基礎(chǔ)積累

興趣是參與的動力，參與是成長和發(fā)展的前提，而參與過程中的積累就是素養(yǎng)建構(gòu)的基石，科學素養(yǎng)的基礎(chǔ)表現(xiàn)是對科學知識達到基本的了解程度，進階表現(xiàn)則是能夠應用自己擁有或了解的科學知識來探究科學話題或解決科學問題，所以無論是對知識的基礎(chǔ)積累還是對經(jīng)驗的基礎(chǔ)積累，都是建構(gòu)學生科學素養(yǎng)過程中必不可少的內(nèi)容。站在這一視角來看，項目式學習對科學素養(yǎng)培養(yǎng)的重要性又體現(xiàn)為能夠助力學生完成知識和經(jīng)驗的基礎(chǔ)積累。

（三）驅(qū)動學生展開發(fā)散思考

作為一種思維活動，思考的過程實際上也可以被看作一種對思維的鍛煉，這種鍛煉不僅能夠深化學生對知識的理解，還能落實對學生思維的開發(fā)和思維能力的提升，而學生科學素養(yǎng)的形成離不開思維開發(fā)和思維能力的提升，所以能夠驅(qū)動學生思考的教學活動往往就能在培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)這件事上發(fā)揮積極的作用。也就是說，項目式學習中基于實踐和探究的發(fā)散思考能夠促進學生科學素養(yǎng)的形成，同時在其中起到關(guān)鍵性的作用。

二、高中化學課上項目式學習的開展現(xiàn)狀

高中是基礎(chǔ)教育的后期階段，所有學科到了高中都會實現(xiàn)知識復雜程度和知識理解難度層面的跨越式提升，所以學生在高中階段自主探究的收益除了會受到其自身知識水平、能力水平和態(tài)度興趣的影響之外，還會受到教師教學設計的影響。正因如此，高中化學課上的項目式學習在開展過程中就暴露出了一系列指向教學設計的問題，包括目標不夠明確、受傳統(tǒng)理念影響大和整體教學結(jié)構(gòu)不夠完善，這些問題的存在對學生基于項目的自主探究和思考造成了阻礙，直接影響學生自主探究的效果。

（一）目標不夠明確

在項目式學習活動中，目標既是教和學的導向，也能為教和學提供依據(jù)，目標是否明確更是會對項目式學習的開展質(zhì)量和效果產(chǎn)生決定性的影響。但就高中化學課上的項目式學習實踐而言，目標不夠明確是很多項目式學習活動中普遍存在的問題，雖然大部分教師對項目目標的設計投入了很多關(guān)注，但是在實際設計項目目標時卻沒能將課上需要教授的知識與學生的成長合理地融合，呈現(xiàn)出一種重知識傳遞而輕能力提升的現(xiàn)象。

（二）受傳統(tǒng)理念影響大

高中生面臨的考試壓力較大，而考出好成績這一目標導致的學業(yè)壓力更大，所以教師會為提升學生的考試成績而更多地教授技巧性的內(nèi)容，這種以技巧和知識為重的理念就是傳統(tǒng)教學理念的核心，直接影響著教師對教學的認知和教學設計思路。在這種情況下，雖然項目式學習是一種與傳統(tǒng)教學模式有著顯著差異的新型教學模式，但教師在設計項目式學習活動時仍然沒有擺脫傳統(tǒng)教學理念的影響，最直接的體現(xiàn)就是學生的學習本位被忽視。

（三）整體教學結(jié)構(gòu)不夠完善

新時代的教學追求一種從課前準備到課后評價的良性循環(huán)，且這一循環(huán)需要具備完整性，能夠?qū)崿F(xiàn)對學生知識、素養(yǎng)、思維和能力的綜合性培養(yǎng)和同步式提升。但就高中化學課上的項目式學習而言，很多教師雖然強化了課前準備和課中實踐的關(guān)聯(lián)，將學生的學習參與從課中拓展到了課前，但沒有將課后評價納入討論，或者說沒有建立起能與項目式學習對應的評價機制，所采用的評價方式不能滿足實際需要，整體教學結(jié)構(gòu)就顯得不夠完善。

三、基于科學素養(yǎng)培養(yǎng)的化學項目式學習路徑

在培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的目標與追求下，高中化學教師設計項目式學習活動時，需要更注重學生對課堂活動的參與，從設計—準備階段開始，到實踐—探究階段，再到評價—總結(jié)階段，逐步落實對學生計劃能力、合作能力、實踐探究能力、總結(jié)能力等多項能力的培養(yǎng)，并借著實踐中的鍛煉來逐步深化學生對科學知識的了解，以最終落實對學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)。以“吸收二氧化碳效果對比的一體化實驗”項目為例，教師需要分階段推進對項目的規(guī)劃、項目小組的組建、評價標準的設計、資料和材料的準備、實驗的操作和總結(jié)、項目成果的展示和評價，將對學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)納入一個完整的項目，然后多角度、全方位地推進這個項目的實踐。

（一）設計—準備階段

1.立足整體完成項目規(guī)劃

對項目的規(guī)劃包括項目主題的確立、項目內(nèi)容的構(gòu)建、項目問題的設計、項目任務的設置以及項目流程的安排，需要完成的是對學生項目探究過程中探究方向的指引。而在具體規(guī)劃項目的過程中，教師需要立足整體，落腳知識的邏輯順序、學生的發(fā)展方式和項目問題的分解等，在科學性、條理性等原則要求下，為學生規(guī)劃出一個能夠?qū)χR更深入和有效探究的項目化學習活動，盡可能為學生的學習掃清障礙。

例如，在“吸收二氧化碳效果對比的一體化實驗”項目中，教師需要用核心問題來概括項目的核心內(nèi)容，從“怎么驗證二氧化碳氣體”和“生成的二氧化碳尾氣要用什么進行吸收”這兩個二氧化碳相關(guān)實驗中經(jīng)常考查的問題出發(fā)，引出“吸收二氧化碳效果對比的一體化實驗”的主體內(nèi)容，包括涉及的知識“二氧化碳與澄清石灰水的反應、二氧化碳與氫氧化鈉溶液的反應”和衍生的問題“當二氧化碳在實驗中成為尾氣或雜質(zhì)氣體時要如何去除”。

2.基于學情組建項目小組

與常規(guī)的課堂探究或課堂討論相比，項目式學習在參與主體上最大的改變就是將小組確定為項目實踐的主體單位，主張讓學生以小組合作的形式展開對項目的探究與分析，以便在知識教學和素養(yǎng)建構(gòu)以外，實現(xiàn)對學生團隊合作能力和溝通能力的鍛煉。而在組建項目小組時，教師能夠參考的主要是學生在平時學習中的表現(xiàn)，包括學習知識的效率、質(zhì)量等。均衡性和公平性是組建項目小組時需要遵循的兩個基本原則，教師需要確保每個小組都具備獨立完成項目活動的能力，同時需要在組建好小組后指導各小組選出負責總體協(xié)調(diào)工作的組長。

3.設計分主體式評價標準

評價是項目式學習活動中至關(guān)重要的一個組成部分，而要想保障評價順利開展，就需要在實施項目式學習活動之前設計出明確的評價標準，以確保最終的評價能夠準確反映項目的開展效果。結(jié)合項目式學習的具體實踐來看，教師對項目評價標準的設計首先要遵循一個最基本的原則，就是分主體。學生和教師都是項目評價的主體，學生的自評、互評和教師的綜評也都是最終評價時重要的參考依據(jù)。其中，學生自評和互評主要基于感知與體驗，需要以學習參與和學習表現(xiàn)為側(cè)重，教師的綜評主要基于觀察和考查，更偏向?qū)W生知識、能力和素養(yǎng)等方面真實的成長與提升。

（二）實踐—探究階段

1.查找資料與準備項目材料

查找資料的目的是為項目實踐提供理論參考、奠定理論基礎(chǔ)，學生對知識的理解總是不夠全面或準確，所以在項目中對其查找資料能力的鍛煉有助于他們養(yǎng)成實踐前先找依據(jù)的習慣，而這對學生科學素養(yǎng)的框架建構(gòu)至關(guān)重要。在“吸收二氧化碳效果對比的一體化實驗”項目中，學生需要查找的資料主要是已有的實驗裝置是用什么來吸收二氧化碳的、是怎樣吸收二氧化碳的，以及對二氧化碳的吸收效果如何。

在完成資料的搜集，對項目中涉及的實驗建立基本的認識和相對完整的理解以后，學生就需要基于項目的核心問題來對已有的實驗和實驗裝置進行理論層面的改進，并為改進后的實驗準備各種需要用到的材料。就澄清石灰水吸收二氧化碳和氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳效果的對比而言，學生需要同教師一起準備好實驗中需要用到的錐形瓶、試管、導管、單孔塞、雙孔塞、止水夾、膠管、澄清石灰水、大理石、稀鹽酸和氫氧化鈉溶液。

2.開啟實驗與撰寫項目報告

在化學課上的項目化學習活動中，實驗的過程實際上就是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的過程，而學生在這一過程中積累的理論認知和操作經(jīng)驗能夠直接影響他們科學素養(yǎng)的建構(gòu)與發(fā)展。所以開啟實驗后，教師要在保證安全的情況下盡可能地讓學生自己操作實驗、觀察實驗和記錄實驗，實驗過程大致可以總結(jié)為：組建實驗裝置—按特定順序，在特定實驗器材中放入消耗材料—打開止水夾，觀察實驗現(xiàn)象—關(guān)閉止水夾，記錄實驗變化—再打開止水夾，二次觀察實驗現(xiàn)象—對照兩次實驗現(xiàn)象和中途的實驗變化，得出實驗結(jié)果。

以實驗為核心的項目最終得出的項目成果通常是以報告的形式呈現(xiàn)的，而報告內(nèi)容就是對實驗步驟和原理的介紹、實驗過程中對實驗現(xiàn)象的記錄、實驗完成后對實驗結(jié)果的總結(jié)和說明，以及在基于實驗結(jié)果的分析中產(chǎn)生的想法。

（三）評價—總結(jié)階段

1.展示項目成果

在項目成果展示環(huán)節(jié)，每個小組都要選派一名代表來介紹本小組對項目主題和項目核心問題的探究，以項目報告為參照，完成向教師和其他小組的分享。其間，教師和其他小組都可以基于分享來提問，然后由負責介紹項目成果的同學來回答，而這里的提問和回答實際上就是二次思考和總結(jié)的過程，可以幫助該小組的同學查漏補缺，或者說幫助該小組的同學完善邏輯。同時，各小組展示出來的項目成果和問題的解答也能成為學生互評和教師綜評的參考。

2.綜合評估打分

對項目的評價主要起到的是反映項目式學習落實情況、反映學生成長和進步情況以及總結(jié)項目式學習活動的作用，站在培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的視角來看，則能起到判斷學生科學素養(yǎng)建構(gòu)情況的作用，而這種判斷對后續(xù)教學活動的規(guī)劃至關(guān)重要，具體表現(xiàn)為后續(xù)能夠?qū)W生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)指引大方向和提供實際參考。在這一過程中，教師一是要保證學生實際參與到評價中，二是要以項目設計—準備階段為各評價主體指定的評價標準為參考，站在整體視角，綜合學生實際的表現(xiàn)，對學生知識水平、能力水平和科學素養(yǎng)的成長情況作出準確評估。

四、結(jié)語

總而言之，項目式學習是一種以項目實踐和項目探究為核心的動態(tài)教學方法，與新時代科學學科教學主張的實踐與理論平衡的教學原則相適應，為學生提供了一個在實踐中探究科學知識的機會，而這種基于實踐的探究能夠為學生科學素養(yǎng)的建構(gòu)提供極大的支持。就高中化學課上基于科學素養(yǎng)的項目式學習實踐而言，教師需要用發(fā)展的眼光來看待問題，將學生科學素養(yǎng)的建構(gòu)和發(fā)展劃分為不同的階段，再分別滲透進項目式學習活動的不同階段，在設計—準備環(huán)節(jié)，一邊為學生的項目探究架構(gòu)基礎(chǔ)框架，一邊通過引導學生參與項目設計來培養(yǎng)學生的科學探究意識；在實踐—探究階段，通過查找資料與準備項目材料、開啟實踐與撰寫項目報告這兩項活動來培養(yǎng)學生的科學探究能力；在評價—總結(jié)階段，依托學生對項目成果的展示和項目評價的參與來深化學生的科學認知，進而完成對學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)。