項目化學習培養學生素養的研究

金麗霞

【摘要】本文旨在對有化學知識基礎的九年級學生和沒有化學知識基礎的八年級學生，通過“海水中提取食鹽”和“柑橘類濕垃圾提取精油”來研究基于趣味實驗的項目化學習對學生素養養成的作用。

【關鍵詞】趣味實驗??? 項目化??? 學習素養

【中圖分類號】G633.8??? 【文獻標識碼】A??? 【文章編號】2095-3089（2021）44-0115-02

一、基于趣味實驗的項目化學習的設計與實施

（一）驅動性問題

在九年級實驗教學中，粗鹽提純實驗得到學生的青睞，實驗完成后很多學生拿著提純出來的粗鹽詢問老師，這份食鹽是否可以食用?；趯W生的興趣點和好奇點，學生的生活的環境上海又是海邊城市，于是筆者引導學生試一試自己動手“海水中提取食鹽”。筆者采集來奉賢碧海金沙海灘邊的海水，分給通過自由報名和自由組隊的5組同學進行實驗研究。

在八年級的探究性課題中，學生感受到垃圾分類很重要，而濕垃圾一直是很難解決的一個問題，于是學生想到是否可以變廢為寶。同時，學校的廁所經常會買一些香薰進行除臭，那么如果可以把濕垃圾變成香水那就一舉兩得了。于是，經過深思熟慮和反復研究后，學生選擇了“柑橘類濕垃圾提取精油”為主題的實驗研究。

兩個基于趣味實驗的項目化學習驅動性問題完全不同，一個是基于九年級化學知識的基礎上進行進一步的深入研究，另一個是基于社會熱點和生活實用性角度選取的研究目標。前者有教師的引導，后者完全由學生自主發現。從驅動性問題的本身看，前者對于九年級學生更具有可操作性，而后者對于毫無化學基礎的八年級學生更有挑戰性或者不可完成的可能性。

（二）核心知識

“海水中提取食鹽”分為兩個部分，一部分是初中所學習的過濾、蒸發、結晶的過程;另一個部分是高中的粗鹽的精制，通過滴加不同過量的試劑來除去溶液中的雜質離子。核心知識有已學知識的基礎和超越現有知識的內容，需要學生去發現和理解。

“柑橘類濕垃圾提取精油”需要有機物的概念、有機物分離的方法、離心機的使用等等完全超越八年級學生知識范圍體系的內容。

對于核心知識，九年級的“海水中提取食鹽”由于項目的出發是從課本中的實驗引申出來，所以它的核心知識更接近于最近學習的內容，更接近于相近學段的知識。需要解決的細節性問題是結構化的，與學科知識結構無縫銜接，有利于習得完整的學科結構。而八年級的“柑橘類濕垃圾提取精油”由于直接來自于社會熱點和生活實際所以知識的要求會不受學段的框架，而更傾向于能被實際應用的高端知識。所以知識上沒有銜接性，也就不會受到限制。

（三）促進問題解決的認知策略

根據馬扎諾（2015）的學習維度框架，高階認識策略有問題解決、創見、決策、實驗、調研、系統分析六個方面?！昂Ｋ刑崛∈雏}”和“柑橘類濕垃圾提取精油”都經歷了問題解決、決策、實驗、調研、系統分析。而“柑橘類濕垃圾提取精油”更能符合“新且適用”的創見水平的標準，“海水中提取食鹽”并不能很好地體現“創見”。

（四）學習實踐和全程評價

九年級“海水中提取食鹽”，實驗開始前教師首先對5個小組成員進行了紙筆測試，采用了2020年上海某區二模卷49題海水曬鹽的題目，測試結果：共23人，正確率100%為0人;90%～99%為3人;80%～89%為7人;70%～79%為8人;60%～69%為3人;50%～59%為2人。由此可見，學生在實驗前對于去除粗鹽中的可溶性雜質了解的并不深入，對藥品為何過量，藥品投入的順序問題，并不是很清晰。其次，在海水提取粗鹽板塊設計了實驗記錄表格，在粗鹽精制板塊設計了實驗記錄表格，實驗過程中，進行了全程評價。

八年級“柑橘類濕垃圾中提取精油”的實驗中，由于學生只是在科學課上學習了一部分零散的化學知識，所以實驗前教師無法對學生進行系統的化學知識的測試。實驗過程中提醒學生進行實驗的記錄，實驗結束后，通過問卷調查對香水進行了評價，最后記錄全程評價表。

（五）公開成果

九年級的“海水中提取食鹽”原本以為會很順利地得出精制的食鹽，但是在最后一次小組匯報的時候卻發現出現了很多的意外，比如：第二次蒸發時溶液變成了黃色而不是無色，得到的食鹽晶體會隨著濕度和溫度的不同而發生變色。過濾時發現濾液還是渾濁的，得到的濾渣具有滑膩感，有的同學還發現過濾完的濾液表面有彩色薄膜。這些所有出現的超出書本知識范疇的現象，都引發學生進一步的思考、檢索論文和實驗驗證。在匯報的過程中，由于每一個組的匯報成員的自信展現、表達能力、研究深入程度，以及組員研究后感悟的分享都對互相之間產生觸動，從他人的方案中吸收超越的知識，從實驗中規范自己的操作，在體驗中也感悟由定性到定量的重要性，以及理論和實際之間的橋梁。這個交流雖然并沒有“創見”，但是大家對粗鹽精制有了更深刻的認識，也對實驗中出現誤差有了更正確的態度。

八年級的“柑橘類濕垃圾提取精油”的實驗最后是用產品的展示和問卷調查，以及老師面前的答辯來完成公開成果的。產品的展示也收到了很多同學的寶貴意見，比如有的同學覺得橙子香味可以濃一點，酒精的比例可以降低一點。而有的同學建議嘗試更多的精油品種，比如花卉類。

二、項目化學習實踐感悟

（一）驅動性問題的選擇

通過2個趣味實驗的項目化實踐，無論是在課本體系內的知識點所引發的趣味實驗還是脫離課本體系知識點的趣味實驗都可以被學生最終完成，所以只要是學生感興趣的問題都可以作為驅動性問題，但是實驗比理論的研究更能保持可持續研究的動力，知識層面并不受限制。學生對事物感到好奇，往往是創造性思維迸發的時候。所以，驅動性問題只有1個前提條件就是“好奇和興趣”。

（二）核心知識的獲得

對于課本知識體系內的趣味實驗項目化研究，更能讓學生將過往的經驗和新的學習內容建立連接，有利于建構完整的認知結構，形成解決問題的個體性策略和知識分析框架。九年級“海水中提取食鹽”在初中粗鹽提純的基礎上，深入理解粗鹽的精制，體會碳酸鈉、氫氧化鈉、氯化鋇、鹽酸加入試劑的順序和用量，自然過渡到高中的學習內容。通過實驗中出現各種千奇百怪的現象，學會了實驗需要從定性走向定量，查找參考資料必須進入各種數據庫，網絡上的信息是需要刷選的。

對于課本知識體系外的趣味實驗項目化研究，就無法達到建構知識分析框架的作用，就像八年級的“柑橘類濕垃圾提取精油”，雖然經過項目化研究學生學習到了很多化學的用語和化學試劑的作用，但是對于精油這種有機物本身的分子結構、香味原理，以及柑橘類適合壓榨法而鮮花類適合蒸儲法并不是很理解，所以他們只能知道用何種方法而不能直接跨越到大學階段的知識體系。

由此可見，相鄰學段的趣味實驗項目化學習能起到學習內容的建立連接，而不相鄰學段的趣味實驗項目化學習無法達到知識的真正銜接。

（三）促進問題解決的認知策略的不同結果

九年級的學生由于有一定的知識基礎和年齡、自身能力的提升，所以碰到問題的時候他們比較多地選擇自己先研究、小組討論、查閱資料、再實驗，實在解決不了的時候才會尋求老師的幫助，所以他們對一些奇特現象的理解會更深入，體會更深刻。同時，由于他們膽子更大一點，所以做實驗更放的開，試錯的勇氣更大，在錯誤面前更坦然。有的同學為了研究新產生的氯化鈉對海水中原來氯化鈉的提純比例的影響，甚至還加了一整瓶試劑來體驗，體會完之后不忘在匯報分享時提醒大家要節約試劑。

八年級的學生由于知識基礎的欠缺和年齡、自身能力的相對較弱，所以整個實驗操作過程會按部就班，不敢隨意嘗試和添加試劑，導致雖然結果產生了，但是體會并不是很深刻。所以，基于學段體系內的知識的趣味實驗項目化研究更能讓學生自然發揮和深入研究，實驗后的收獲和感悟也能更深刻，項目化學習更有效。

（四）全程評價

評價是一個非常復雜的體系，對于它的設置可以從核心知識、學習時間、學習過程中的成果、最終學習成果，或探究性實踐評價、社會性實踐評價、審美性實踐評價、調控性實踐評價、技術性實踐評價等。本次的兩個項目從核心知識和學習實踐評價兩方面入手，感覺還是有點粗糙。在評價表中最后一行筆者加入了“自我評價”，試圖通過以學習者為中心的質性評價，來促進學習者進行自身的反思能力的培養，對自己在趣味實驗中的成長和待改進的地方進行深入思考，以便在以后的研究中能夠有所借鑒，提升自學意識和能力。

（五）公開成果

公開成果的方式，九年級采用了小組分享討論式，而八年級采用了問卷和答辯式。兩種方式對學生的影響不同，九年級在分享成果和組員分享感受的過程中，其他組都在認真地傾聽并進行了一定的提問?；ハ嘀g體會了實驗的嚴謹和其他組員科學研究的嚴謹性，同時收獲了研究的方式，更感受團隊合作的重要性，成員間也通過比較自身和同伴的學習成果，促進了思維方式和學習行為的二次調節，收獲的不僅是知識，還有能力和視野的開拓。而八年級的問卷和答辯式缺少了面對面交流的心靈觸動，問卷缺少互動，答辯在權威的影響下只有完成任務的急迫感，缺乏細嚼慢咽的科學精神的體會機會。

通過以上兩種趣味實驗的項目化研究，我們發現驅動性問題的選取不受知識體系的限制都可以被完成，但是在核心知識的獲得和認知策略的選擇上，知識體系越是接近的驅動性問題更能獲得發展和深入，在評價中希望不僅是外界的評價也需要注重學習主體的自我評價，這樣更能觸動內心的感受，促進可持續發展。

參考文獻：

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