立足常规课堂的化学微项目教学实践研究

——以“铁花肥”教学为例

杨士锋1 赵研2 王瑶3

摘要：项目式教学是以学生为主体，让学生在真实问题情境中去研究和实践，在此过程中获得基本知识和技能、关键能力和必备品格，其功能和价值正是与新课标的要求相吻合，通过真实情境确立项目，能够极大激发学生学习的兴趣，促进学生学习方式的转变，培养和发展学生的学科核心素养。

关键词：铁花肥 项目式学习 核心素养

一、问题的提出

2017版（2020年修订）新课标[1]中提出学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观、必备品格和关键能力。化学学科核心素养包括“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”5各方面。这5个方面立足高中学生的化学学习过程，各有侧重，相辅相成，体现了化学课程在帮助学生形成未来发展需要的正确价值观、必备品质和关键能力中发挥重要作用。新课标要求教师要重视展开“素养为本”的教学，倡导真实问题情境的创设，开展以化学实验为主的多种探究活动，重视教学内容的结构化设计，激发学生学习化学的兴趣，促进学生学习方式的转变，培养他们的创新精神和实践能力。

新课标给予教学很多新的要求，我们要打破以前的单纯为了传输知识的教学模式，新的教学要立足于学科核心知识，通过创设真实问题情境，提出实际问题，激发学生学习的兴趣，鼓励学生勇于探索，实现学生化学学科核心素养的培养和发展。在新的教学模式下，项目式教学的功能显得尤为重要，项目式学习强调学生的自我导向学习能力，倡导以学生为主，教师辅助做出决策，注重学生实际获得和核心素养的培养。国外的中小学进行项目式教学开始较早，已有的研究包括对项目式教学的案例和效果研究[2]，结果表明，项目式学习在学生学业成绩、问题解决能力[3]、学生参与度[4]、学习兴趣及合作和解决冲突技能[5]等方面都有很大的促进作用。但是在我国现阶段，项目式学习并没有得到普遍推广和使用，特别是在常规课堂上教学应用的较少。本文以“铁花肥”微项目教学案例为载体，探索在常规课堂上如何利用项目式学习促进学生化学学科核心素养的发展。

二、“铁花肥”微项目整体规划

本项目的整体设计思路为：首先，基于真实生活情景来确定项目主题；其次，在项目主题的引领下进行项目的规划，包括项目的拆解、课时的规划和后续的设计优化；最后，在前期充分准备的基础上进行项目的实施。

开展项目式学习，首先是确立项目。确立项目时要基于课程标准、教学内容和学生经验。项目的特征是真实的、有意义的和更加贴近生活，学生对此很感兴趣，并且具有较强的可操作性。此外，项目的来源可以是社会性议题、当前热点问题、工业生产问题或者身边需要解决的问题。最重要的是项目要能承载学科核心知识、学科思想方法和学生核心素养的发展。本项目“铁花肥”的确立就是来源于生活中的一种现象“校园里种植的铁树叶子发黄枯萎”，引发学生的兴趣，具有一定开放性和可持续性研究等特点，并且能承载化学核心知识，所以是有意义的项目。

确立项目以后，进行项目的规划，分为三个阶段。第一阶段是项目的拆解，确立项目的基本问题、单元问题和内容问题[6]。基本问题是开放性和普适性的，，要符合完成项目的基本思路和框架，要有意义，值得不断探究，能激发学生的好奇心，并且需要高层次思维。单元问题是与项目学习和教学单元直接相关，与教学目标相对应，能有助于学生回答基本问题。内容问题是封闭性问题，有固定答案，基于事实，有助于回答单元问题。本项目的基本问题为：①黄叶病的原因和治疗方法；②铁花肥治疗黄叶病的作用机理；③铁花肥的制作、保存和使用中的问题。涉及到的单元问题为：①铁及其化合物的性质；②铁及其化合物之间的转化。再细化为内容问题为：①硫酸亚铁的性质；②哪些含铁物质可以转化为硫酸亚铁。

第二阶段是课时的规划。根据项目内容要求合理规划课时，所设计的课时要基本能囊括主要教学内容，明确每个课时需要完成的任务，具体问题、活动和素材等。要统筹安排课上和课下任务，教师需要指导的核心知识需要在课上完成，学生可以自主完成的任务放在课下完成。此外，在实施课上活动过程中，教师要加强管理，需要提醒小组明确分工，提高小组合作和交流的效率，课下给学生布置的任务中所提问题开放度要适当大一些，但是指向要明确，不能偏离主题，让学生有抓手。

本微项目设计为2个课时，其中课下任务为：

1.学生查阅资料，了解黄叶病的原因、铁花肥的治疗机理；

2.学生查阅资料，了解铁花肥的制作方法；

3.学生制作铁花肥，并进行肥效测评。

而课上要完成的任务有：

1.学生汇报课下任务；

2.学生探究铁花肥的有效成分FeSO4的性质；

3.学生探讨铁花肥保存和使用问题；

4.学生展示铁花肥的制备过程及肥效测试结果；

5.学生对制作方法和肥效优劣进行评价、原因分析和提出改进意见。

第三阶段是对项目进行优化设计。重新对项目进行审视优化，再次确认项目的设计是否具有较强的可操作性，能否引起学生的足够兴趣；项目的内容是否能够承载学科核心知识、学科思想方法以及能否发展学生的核心素养。课时的设计以及课上和课下任务的安排是否合理，特别是课下任务学生是否具有可操作性。发现不足的地方要及时进行再设计、再优化。在这个阶段，也要充分发挥学生的主体作用，多征求学生的意见进行优化。

三、“铁花肥”微项目具体实施过程

“铁花肥”微项目具体实施过程以课上任务为例进行说明。课上任务分为2个课时，第1课时主要教学环节如下：

[引入] 校园里种植的铁树叶子发黄枯萎，是什么原因？如何治疗？

任务一：小组汇报课下任务

[问题] 1.花木得黄叶病的原因和治疗方法？2.铁花肥治疗黄叶病的作用原理？3.铁花肥在使用和保存中的注意事项？

[学生活动] 3个小组学生进行汇报。

[设计意图] 通过学生的汇报，聚焦核心知识——铁花肥的成分FeSO4的性质。

[能力素养发展目标] 培养学生从实际问题中抽取化学问题的能力。

任务二：探究铁花肥的核心成分——Fe2+的性质

[问题] 你会选用哪些试剂来探究FeSO4的性质，并说明依据？

[学生活动] 1.讨论实验试剂的选择并汇报；2.小组设计实验并实施和汇报；3.师生共同总结物质性质探究的一般程序。

[设计意图] 进一步建立和完善“价类二维”的认知模型和研究物质性质的一般思路和方法。

[能力素养发展目标] 能力上：培养学生对于陌生物质的性质预测、实验设计、操作和评价的能力；素养上：培养和发展了学生的证据推理与模型认知、科学探究与创新意识的学科核心素养。

任务三：再探究铁花肥的保存和使用问题

[问题] 基于FeSO4的性质，你认为在储存或使用花肥时还需要注意什么？

[学生活动] 学生再讨论和完善铁花肥的保存和使用问题。

[设计意图] 进一步建立起铁花肥的性质和其保存、使用方法之间的联系，提升学生对于物质“结构-性质-用途”三者关系的认识。

[能力素养发展目标] 培养学生从化学视角解决实际问题的能力。

第2课时主要教学环节如下：

任务一：小组汇报课下任务

[问题] 1.如何制作铁花肥？2.如何测试铁花肥的肥效？

[学生活动] 3个小组学生进行汇报。

[设计意图] 学生通过任务完成能够进一步巩固和认识铁及其化合物的性质和转化。

[能力素养发展目标] 培养文献查阅和信息提取，分类整理能力。

任务二：小组对成品和肥效进行自评和互评

[问题] 1.制备铁花肥选取什么原料？依据是什么？2.选择什么制作工艺？依据是什么？3.如何选取实验对象？如何施肥？如何设定测试时间？

[学生活动] 1.小组成员自行进行方案的讨论；2.小组之间相互评价方案。

[设计意图] 学生能够初步体会原料选择、制备工艺的设计和优化、“需求”与“成本”之间的关心等实际工业生产问题；能够体会化学核心知识和思路方法对生产、生活的指导意义。

[能力素养发展目标] 培养和发展学生科学探究与创新意识的学科核心素养。

任务三：小组对肥效优劣进行分析和提出改进意见

[问题] 肥效较好或不好的原因有哪些？如何改进和提高？

[学生活动] 小组讨论和分析肥效优劣的原因，并且提出有针对性的改进意见。

[设计意图] 巩固化学核心知识并解决实际问题，进一步建立学科知识与实际生活之间的联系。

[能力素养发展目标] 培养学生从化学视角解决实际问题的能力。

四、项目评价

为了更好的实施“教、学、评”一体化，达成项目式教学的目标，在项目式教学的实施过程中要制订相应的评价方案。评价的形式可以多样化，可以用阶段性评价和终结性评价相结合的方式进行，甚至可以具体到一课时一评价，一周一总评的形式开展，对于微项目的评价可以更加简化，例如设置用内容相对应的评价量表等。

本微项目实施过程中，融合阶段性评价和终结性评价，设计如下简化的评价方式：

评价内容主要是核心知识、能力和素养，具体包括：铁及其化合物知识、信息提取和整理能力、小组分工协作能力、实验操作能力、价类二维模型建立和科学探究与创新意识。

评价方式是针对学生的具体表现给与具体的分值，包括：①掌握Fe及其化合物的性质和转化，初步设计性质检验、物质制备方案——20分；②具有文献查阅、阅读、信息提取和初步应用的能力——10分；③小组做好分工，进行有效信息整理和课堂汇报——20分；④能正确使用相关仪器——10分；⑤能初步构建价类二维模型并初步应用——20分；⑥对异常现象、产品好坏有正确的分析和判断，并修订方案——20分。

当然，具体分值的设置只是其中一种评价方式，针对不同的教学项目，要灵活采用不同的评价方式，其目的都是为了更好的促进学生的知识、能力和素养的发展。

五、项目反思

（一）经过在常规课堂上尝试项目式教学，自己的教学观念发生了很大的转变。自己以前的教学更多的是为了传授知识，往往忽视了学生的主体地位，即使在课堂上设计有学生活动，但是这种活动没有让学生真正的进入深度学习和研究，只是为了完成任务，学生缺乏足够的思考，没有深度研究和学习所掌握的知识是不牢固的。但是项目式教学是和学生共同确定项目主题，这样就可以引起学生足够的兴趣，学生也会全身心的去研究、去学习，并且项目本身能够承载学科核心知识，因此在项目实施过程中，学生在掌握核心知识的同时，也能促进自身能力和素养的发展。

（二）在项目实施的过程中，也出现一些问题。在布置的课下任务中，学生需要自己查阅文献和收集有用资料，但是学生没有太多的查阅文献的经验，很多学生都是直接用百度，导致收集的资料可用的不多，这时教师要及时辅导学生如何使用专用工具查阅文献。另外学生也不太会设计和制作汇报用的PPT课件，这些都需要专门进行辅导。除此之外，在项目式学习的过程中，需要小组分工合作，但是有些小组分工不合理，有些学生成了旁观者，没有真正参与到小组活动中，教师都需要在此过程中适时指导，进行评价。

综上，在常规课堂中实施项目式学习，具有重要的意义和价值，有利于发挥学科教学的育人价值，有利于促进学生的核心素养的培养和发展。我们教师要改变教学观念，勇于尝试和探索，要敢于放手，和学生一起解决问题，教学相长，最后一定会收获惊喜！

参考文献：

[1] 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准(2017版)[S]. 北京：人民教育出版社.2020：3.

[2] Morales，T.M.E. Bang and T. Andre，A One-yearCase Study: Understanding the Rotential of Pro-ject-based Learning in a Virtual Rrality Class for High School Students[J]. Journal of Science Education and Technology，2013，22(5):791-806.

[3] Mettas，A.C. and C.C. Constantinou，The Technology Fair: a project-based learning approach for enhancing problem solving skills and technology education[J]. International Journal of Technology and Design Education，2007，18(1): 79-100.

[4] Robinson. J.K. Project-based learning: improving student engagement and performance in the laboratory[J]. Analytical and Bioannalytical Chemistry，2013，405(1):7-13.

[5] Lee，D.Y. Huh and C. M. Reigeluth，Collaboration，inteagroup conflict，and social skills in project-based learning[J]. Instructional Science，2015，43(5):561-590.

[6] 侯肖，胡久华. 在常规课堂教学中实施项目式学习[J]. 教育学报，2016（8）：14-4.