初中科學(xué)課程項目化學(xué)習(xí)的實踐與反思

【摘 要】項目化學(xué)習(xí)在培養(yǎng)學(xué)生綜合運用各學(xué)科知識、進(jìn)行科學(xué)探索和培養(yǎng)科學(xué)精神方面都有顯著效果。將科學(xué)與項目化學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合，以科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，以項目化學(xué)習(xí)為載體，采用建模、探究式教學(xué)模式，通過創(chuàng)設(shè)真實情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，參與復(fù)雜的學(xué)習(xí)任務(wù)，以解決真實世界中的真問題，是學(xué)校開展科創(chuàng)類課程的重要路徑。

【關(guān)鍵詞】項目化學(xué)習(xí)；科學(xué)；太陽系

【中圖分類號】G633.93? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? 【文章編號】1005-6009（2022）67-0056-03

【作者簡介】鄭林明，江蘇省無錫市匡園雙語學(xué)校（江蘇無錫，214181）教師，二級教師。

項目化學(xué)習(xí)（簡稱PBL，Project-based Learning），倡導(dǎo)組織學(xué)生開展以建構(gòu)主義理論為基礎(chǔ)、以科學(xué)技術(shù)與合作為支撐、以學(xué)生為主導(dǎo)的科學(xué)探究活動，注重創(chuàng)設(shè)真實情境，以問題為驅(qū)動。將科學(xué)課程與項目式學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合，是學(xué)校開展科技創(chuàng)新活動的重要路徑。為了讓青少年深入了解中國航天事業(yè)的發(fā)展，激發(fā)青少年崇尚科學(xué)、探索未知、敢于創(chuàng)新的熱情，我校依托《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》，以項目化學(xué)習(xí)為載體，于七年級開設(shè)“多層次探索太陽系”等科創(chuàng)項目式課程。下面，筆者將以此為例，進(jìn)行具體闡述。

一、“多層次探索太陽系”項目的設(shè)計與實施

1.設(shè)計思想

以“太陽系”為核心概念，通過開展基于項目的“實驗探究+模型制作+科普/科幻閱讀”等系列活動，逐漸加深學(xué)生對太陽系的基本認(rèn)知，發(fā)展學(xué)生的建模思維、空間想象等能力，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的實驗態(tài)度和探究精神。

2.學(xué)情與課時安排

對于青少年來說，浩瀚的宇宙具有無窮的魅力。七年級學(xué)生需要糾正宇宙是虛無縹緲的錯誤認(rèn)識，從宏觀角度和系統(tǒng)層面來認(rèn)識和了解宇宙的結(jié)構(gòu)，建立正確的太陽系概念。本項目活動利用校本選修課時間開展，總計12課時，每周三授課，具體教學(xué)任務(wù)及課時安排見下頁表1。

3.具體實施過程

觀看視頻《宇宙到底有多大》后，教師提出問題：假如你是一名星際探險家，你喜歡追求刺激的體驗，在探險過程中，你從不知道你下一次會在什么樣的星球著陸，這些星球有些很冷，有些很燙，有些晝夜溫差可以達(dá)到上千度。為了適應(yīng)這樣的極端環(huán)境，你應(yīng)該帶上什么樣的裝備？你的航空服和庇護(hù)所應(yīng)該是什么材質(zhì)的？

任務(wù)1：“日—地—月”建模

活動內(nèi)容：（1）閱讀日、地、月的相關(guān)資料，了解三者的基本特征；（2）了解日、地、月三者的關(guān)系及運動規(guī)律，并按等比例建立“日—地—月”模型。

【設(shè)計意圖】“日—地—月”是學(xué)生較為熟知的，也是太陽系中的三類主要天體——恒星、行星和衛(wèi)星。三者的運動是太陽系天體運動的主要方式，通過數(shù)據(jù)換算、建模，學(xué)生可初步感知天體的大小，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力，為后面太陽系建模做鋪墊。

任務(wù)2：“太陽系”建模

活動內(nèi)容：（1）閱讀太陽系資料，初步建立太陽系的科學(xué)概念；（2）通過比例換算，動手實踐，建立太陽系距離模型或者大小模型；（3）閱讀資料，了解八大行星的典型特征及發(fā)現(xiàn)歷史，了解太陽系的其他天體。

【設(shè)計意圖】在此過程中，教師可引導(dǎo)學(xué)生利用信息技術(shù)中的Excel表格函數(shù)進(jìn)行等比例換算，為動手設(shè)計并制作太陽系模型提供數(shù)據(jù)支撐；選擇合適的參照物進(jìn)行建模，幫助學(xué)生制定設(shè)計方案。學(xué)生通過計算、建構(gòu)太陽系模型，使抽象的概念具象化。

任務(wù)3：太空探險

活動內(nèi)容：（1）了解地球大氣層的作用和地球大氣層的垂直分布規(guī)律及特點；（2）實驗探究——體驗大氣壓強(qiáng)（見表2）；（3）對八大行星的環(huán)境分析、比較（自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期均以地球時間表示）。

[實驗名稱 步驟 現(xiàn)象 結(jié)論 喝牛奶 插入吸管，喝牛奶 針筒中的棉花糖 請你用針筒設(shè)計一個真空環(huán)境，觀察棉花糖在真空環(huán)境中的變化 哈勃瓶里的氣球 1.把氣球吹大，突然松手，觀察現(xiàn)象 2.把氣球嘴反過來套在哈勃瓶上，取下瓶底橡皮塞，在瓶子里吹氣球，吹到最大，塞上橡皮塞 ][表2 體驗大氣壓強(qiáng)]

【設(shè)計意圖】對于七年級學(xué)生來說，“大氣壓強(qiáng)”是抽象的，較難理解。在本環(huán)節(jié)的教學(xué)中，教師設(shè)置三個有趣的實驗探究，讓學(xué)生親身體驗并感知大氣壓強(qiáng)。教師可引導(dǎo)學(xué)生自主查找相關(guān)資料，經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，遷移和運用所學(xué)知識，去類比、了解和分析八大行星的環(huán)境。

任務(wù)4：航天工具

活動內(nèi)容：播放視頻《飛天之箭》，展示中國古代的火箭，讓學(xué)生學(xué)習(xí)火箭的發(fā)展史。在此基礎(chǔ)上引出演示實驗“飲水桶中酒精燃燒實驗”（見圖1），模擬火箭發(fā)射的原理。（見圖2）

【設(shè)計意圖】在此環(huán)節(jié)中學(xué)生可觀察到酒精燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色的火焰，釋放大量的熱和氣體，從桶口排出，飲水桶向上沖去。此時教師告知學(xué)生這是反作用力的效果，說明此化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是乙醇+氧氣→二氧化碳+水蒸氣。此實驗?zāi)M火箭發(fā)射原理，使學(xué)生進(jìn)一步了解火箭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及發(fā)射原理：火箭發(fā)動機(jī)點火以后，推進(jìn)劑在發(fā)動機(jī)燃燒室里燃燒，產(chǎn)生大量高壓氣體；高壓氣體從發(fā)動機(jī)噴管高速噴出，對火箭產(chǎn)生的反作用力使火箭沿氣體噴射的反方向前進(jìn)。

任務(wù)5：成果交流——“探索太陽系”發(fā)布會

活動內(nèi)容：學(xué)生分小組進(jìn)行設(shè)計，選擇自己所要登陸的星球，并自主選擇喜歡的方式進(jìn)行展示、交流與評價（可建議學(xué)生采用科幻寫作、科幻畫、科普劇、微電影、模型展示等方式）。

【設(shè)計意圖】開放性、多樣化的項目成果表達(dá)方式，促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展，充分尊重了學(xué)生在課堂上的主體地位。

二、科學(xué)課程項目化學(xué)習(xí)的整合與反思

1.改變教與學(xué)的模式

在以“項目化學(xué)習(xí)”為載體的科學(xué)課堂中，注重科學(xué)探究，提倡學(xué)習(xí)方式多樣化。通過實驗探究、自主閱讀、交流討論，鼓勵學(xué)生的行為參與、思維參與，充分體現(xiàn)學(xué)生在教學(xué)中的主體作用，使學(xué)生從具體的探究活動中獲得體驗，培養(yǎng)其嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的實驗態(tài)度和批判質(zhì)疑的精神。

2.發(fā)展高階思維能力

項目化學(xué)習(xí)不僅有助于學(xué)生對科學(xué)概念的深度理解與遷移運用，更能增強(qiáng)他們對整體知識的融會貫通?！疤栂怠边@一科學(xué)概念對于七年級學(xué)生來說是抽象的。建立等比例太陽系模型，使學(xué)生經(jīng)歷材料的選擇、參照物的選取等過程，培養(yǎng)和提高了學(xué)生的問題解決能力和創(chuàng)新能力。另外，在分析、比較八大行星的環(huán)境時，學(xué)生能遷移和運用已有的關(guān)于“地球大氣層”和“大氣壓強(qiáng)”的知識，也促進(jìn)了對已學(xué)知識的深度理解，發(fā)展了學(xué)生的高階思維能力。

3.注重多元化評價

第一，主體多元化。在“日—地—月”建模活動中，學(xué)生首先進(jìn)行自評和互評，不同組別之間進(jìn)行他評。自評對于學(xué)生來說是一種自我反思，互評則有助于激發(fā)學(xué)生思維，進(jìn)一步優(yōu)化或改進(jìn)模型。第二，方式多樣化。教師要靈活運用即時性評價和延時評價。即時性評價能夠給予學(xué)生肯定和鼓勵，糾正學(xué)生的不當(dāng)之處；延時評價則更多體現(xiàn)了師生之間的平等、友愛和尊重。第三，多維度評價。針對整個項目活動，最后通過創(chuàng)意寫作或科幻畫、科普情景劇等多種形式展示，給予學(xué)生更多自主選擇的空間。

在開展項目化學(xué)習(xí)活動時，教師要將科學(xué)知識一個個零散的點形成問題串或任務(wù)鏈，以真實情境為背景，讓學(xué)生參與復(fù)雜的任務(wù)，在這個過程中提高學(xué)生的問題解決能力和科學(xué)素養(yǎng)。

【參考文獻(xiàn)】

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