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      基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的“原電池”選考教學(xué)實(shí)踐

      2024-10-20 00:00:00陸漢飛

      摘要:以原電池選考教學(xué)為主題實(shí)施項(xiàng)目式學(xué)習(xí),營(yíng)造動(dòng)態(tài)的課堂教學(xué)模式,以學(xué)生為中心,讓學(xué)生處于積極思考的狀態(tài);應(yīng)用小組合作方式,通過(guò)教師的引導(dǎo),學(xué)生探索來(lái)解決驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題,再結(jié)合多元化評(píng)價(jià),使學(xué)生的高階思維得到有效培養(yǎng).

      關(guān)鍵詞:高階思維;項(xiàng)目式學(xué)習(xí);原電池

      中圖分類號(hào):G632文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1008-0333(2024)27-0114-04

      項(xiàng)目式學(xué)習(xí)(ProjectBasedLearning)是一種以“建構(gòu)主義理論”為指導(dǎo)的動(dòng)態(tài)的課堂教學(xué)方式,核心內(nèi)容是“任務(wù)為主線,教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體”[1].即教師發(fā)揮重要的引導(dǎo)作用,學(xué)生展開(kāi)自主探究活動(dòng),對(duì)真實(shí)世界中的問(wèn)題進(jìn)行積極探索.與傳統(tǒng)的教學(xué)方法相比,它更強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心,圍繞著一個(gè)具體的項(xiàng)目深入地開(kāi)展研究,其任務(wù)具有真實(shí)性、開(kāi)放性和挑戰(zhàn)性.讓學(xué)生面對(duì)真實(shí)的問(wèn)題情境,實(shí)現(xiàn)化學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)化的自主建構(gòu),經(jīng)歷更優(yōu)質(zhì)、更科學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程,進(jìn)而較大程度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能,促進(jìn)高階思維能力的提升.

      1 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的意義

      項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的意義就是能有效地培養(yǎng)學(xué)生的高階思維.布魯姆認(rèn)知理論認(rèn)為:認(rèn)知思維由低到高分六個(gè)層級(jí),依次是記憶、理解、應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造,其中記憶、理解和應(yīng)用,通常被稱為低階思維;分析、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造,通常被稱為高階思維[2].《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂》 指出:發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng),要求教師積極發(fā)展開(kāi)展“素養(yǎng)為本”的課堂教學(xué)實(shí)踐,主動(dòng)探索“素養(yǎng)為本”的有效課堂模式和策略[3].高階思維是學(xué)科核心素養(yǎng)的“結(jié)晶”,項(xiàng)目式學(xué)習(xí)就成為核心素養(yǎng)引導(dǎo)下培養(yǎng)學(xué)生高階思維和提升教學(xué)質(zhì)量的內(nèi)在需求.

      2項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的特點(diǎn)

      項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的教材內(nèi)容一般具有以下三個(gè)特點(diǎn):一是有真實(shí)性,貼近生活,確保學(xué)生能夠掌握解決實(shí)際問(wèn)題的能力;二是有挑戰(zhàn)性,學(xué)習(xí)內(nèi)容不能過(guò)于簡(jiǎn)單,需要適當(dāng)增加難度,從而引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合作交流,強(qiáng)化深入探究;三是有開(kāi)放性,在體現(xiàn)教材內(nèi)容的同時(shí),還需要實(shí)現(xiàn)拓展學(xué)習(xí)范圍,實(shí)現(xiàn)教材內(nèi)容的延伸.本文以人教版選擇性必修1“原電池”一節(jié)為例,談?wù)勗鯓釉诟咧谢瘜W(xué)課堂中實(shí)施項(xiàng)目式學(xué)習(xí),進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的高階思維.3項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的前期準(zhǔn)備

      3.1項(xiàng)目主題確定

      夏雪梅博士認(rèn)為項(xiàng)目式學(xué)習(xí)有六個(gè)維度:核心知識(shí)、驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題提出、高階認(rèn)知、學(xué)習(xí)實(shí)踐、公開(kāi)成果、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)[4].確定以原電池為主題開(kāi)展項(xiàng)目式學(xué)習(xí),教師引導(dǎo)學(xué)生尋找核心知識(shí),拆解項(xiàng)目形成本質(zhì)問(wèn)題,進(jìn)而轉(zhuǎn)為驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題,學(xué)生查閱相關(guān)文獻(xiàn)、分析收集項(xiàng)目資料、分析實(shí)踐研究、合作交流撰寫項(xiàng)目報(bào)告,進(jìn)而提高高階認(rèn)知.

      3.2項(xiàng)目?jī)?nèi)容分析

      學(xué)生在人教版必修2“化學(xué)反應(yīng)與電能”一節(jié)已經(jīng)學(xué)過(guò)鋅銅單液電池,初步了解了鋅錳干電池的構(gòu)造,從一次電池到二次電池再到燃料電池,認(rèn)識(shí)了多樣的化學(xué)電源,設(shè)計(jì)制作了簡(jiǎn)易的水果電池.經(jīng)過(guò)這些知識(shí)儲(chǔ)備,學(xué)生會(huì)判斷是否構(gòu)成原電池、會(huì)區(qū)分正負(fù)極、會(huì)書寫簡(jiǎn)單的電極和電池反應(yīng),但仍存在偏差知識(shí),未能真正掌握電化學(xué)體系的基本要素,未能對(duì)電化學(xué)有本質(zhì)的認(rèn)識(shí).人教版選擇性必修1“原電池”一節(jié),雖然從形式上還是從一次電池到二次電池再到燃料電池讓學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)電源,但增加了很多新的內(nèi)容.從單液電池變成雙液電池再到膜電池,從化學(xué)史談化學(xué)電源,從電源構(gòu)造到原理再到應(yīng)用,從變化與守恒觀念去認(rèn)識(shí)電極,并了解電池反應(yīng),確保學(xué)生能夠?qū)﹄娀瘜W(xué)體系的基本要素進(jìn)行全面認(rèn)知,使其對(duì)電化學(xué)本質(zhì)進(jìn)行深度思考和探究.原電池知識(shí)內(nèi)容的真實(shí)性、開(kāi)放性和挑戰(zhàn)性,為項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的開(kāi)展提供了有力保障,有助于學(xué)生高階思維的培養(yǎng).

      3.3項(xiàng)目時(shí)間安排

      在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)中,要充分激發(fā)學(xué)生的自主性,強(qiáng)化學(xué)生與學(xué)生之間的合作性,確保全體學(xué)生都能夠積極參與到項(xiàng)目任務(wù)探究全過(guò)程.通常要適當(dāng)延長(zhǎng)學(xué)習(xí)時(shí)間,教師要對(duì)課上、課下的任務(wù)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃.教師教學(xué)用書課時(shí)建議原電池一節(jié)的課時(shí)安排為3課時(shí)[5].第一階段以第一個(gè)思考與討論為抓手,分析鋅銅雙液電池的工作原理,分析鹽橋作用,區(qū)別電極材料和電極(半電池);第二階段以第二個(gè)思考與討論為抓手,引導(dǎo)學(xué)生從一種原電池的具體裝置形成到原電池的一般模型,發(fā)揮語(yǔ)言、圖示和想象等形式在高階思維活動(dòng)中的作用,實(shí)現(xiàn)用“思維中的具體”掌握原電池工作原理;第三階段是“從抽象的思維到實(shí)踐”的過(guò)程,結(jié)合實(shí)例,由簡(jiǎn)單到復(fù)雜介紹化學(xué)電源,以第三個(gè)思考與討論為抓手,掌握燃料電池.這一階段適合開(kāi)展項(xiàng)目式學(xué)習(xí),可再拆分為2 課時(shí),第一課時(shí)主要是準(zhǔn)備階段,要求按照相關(guān)原則對(duì)學(xué)生科學(xué)分組,教師發(fā)布任務(wù),同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行初步的探討,明確初步方案.通過(guò)第一課時(shí)的學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)小組需要查閱資料,并進(jìn)行充分交流溝通,編制初步設(shè)計(jì)方案.第二課時(shí)需要展示交流、評(píng)價(jià)反饋,之后需要進(jìn)行反思,并對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行進(jìn)一步修改和完善,形成初步的學(xué)習(xí)報(bào)告[6].

      3.4項(xiàng)目小組設(shè)定

      在展開(kāi)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)模式時(shí),要把學(xué)生劃分為若干個(gè)均衡的學(xué)習(xí)小組,通過(guò)小組合作探究的方式開(kāi)展任務(wù)學(xué)習(xí).在分組前,教師要開(kāi)展詳細(xì)的學(xué)生調(diào)查工作,了解學(xué)生的具體情況,如學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)能力等,從而優(yōu)化分組設(shè)計(jì),形成“同組異質(zhì)、異組同質(zhì)”的合作小組.這種“旗鼓相當(dāng)”的感覺(jué),可以增加學(xué)生開(kāi)展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的興趣,取得良好的合作效果.小組中一般設(shè)小組長(zhǎng)、記錄員、檢查員、匯報(bào)員各一名.4項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的實(shí)施過(guò)程

      4.1創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

      原電池的情境素材主要有:暖貼的設(shè)計(jì)、鋅錳干電池的探究、雙液電池的原理、鉛蓄電池的原理、鋰離子電池的應(yīng)用、化學(xué)電池的發(fā)展史、制作簡(jiǎn)單燃料電池、新型電池的開(kāi)發(fā)等.根據(jù)這些情境素材,引導(dǎo)學(xué)生由核心知識(shí)生成驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題,表1選考新授課.

      表2選考復(fù)習(xí)課.

      4.2發(fā)布項(xiàng)目任務(wù),小組分工探究

      教師要結(jié)合實(shí)際的教學(xué)要求和特點(diǎn),選擇合適的時(shí)機(jī)向?qū)W生發(fā)布項(xiàng)目任務(wù),并提出針對(duì)性的學(xué)習(xí)要求.引導(dǎo)學(xué)習(xí)小組展開(kāi)研討,并明確學(xué)習(xí)主題,做好分工,編制初步的學(xué)習(xí)計(jì)劃等,為后續(xù)項(xiàng)目任務(wù)的有序開(kāi)展奠定良好的基礎(chǔ).

      4.2.1項(xiàng)目式學(xué)習(xí)成果展示

      展示方式可以多樣,如演講、微視頻、微專題、辯論等,本文以微專題為例.

      4.2.2展示要求

      各小組可以從教師提供的情境中任意選擇素材,也可以自己找素材.具體活動(dòng)要求如下:

      (1)理解原電池原理;

      (2)項(xiàng)目任務(wù)不重復(fù);

      (3)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)有遞進(jìn)性;

      (4)展示解決問(wèn)題的途徑;

      (5)可以介紹拓展性知識(shí);

      (6)匯報(bào)員要點(diǎn)出小組人員在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)過(guò)程中的亮點(diǎn)或感悟.

      4.3課上課下有序結(jié)合,實(shí)施項(xiàng)目式學(xué)習(xí)

      項(xiàng)目式學(xué)習(xí)需要一定時(shí)長(zhǎng)做保障,課上在組長(zhǎng)的組織下擬定方案、研討計(jì)劃,課下小組合作查閱資料,對(duì)知識(shí)進(jìn)行加工、分析、整合、評(píng)價(jià),以便讓學(xué)生掌握解決現(xiàn)實(shí)生活實(shí)際問(wèn)題的能力.

      實(shí)施完成項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的流程圖見(jiàn)圖1.

      學(xué)生在解決問(wèn)題或完成任務(wù)過(guò)程中,教師要引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)提出假設(shè),鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究或查閱文獻(xiàn)資料收集證據(jù),進(jìn)行分析論證[7].例如,學(xué)習(xí)小組確定以暖貼為例復(fù)習(xí)原電池原理,小組成員分析暖貼成分(鐵粉、水、活性炭、蛭石、吸水性樹(shù) 脂、食鹽),進(jìn)而提出初步假設(shè):鐵粉被氧化是放熱過(guò)程,且鐵碳原電池加速放熱.這時(shí),教師要引導(dǎo)學(xué)生細(xì)化驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題.一般可以設(shè)計(jì)成三種類型的問(wèn)題:是什么?為什么?怎么做?原理探究可設(shè)計(jì)如下:(1)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),探究氧化鐵粉的氧化劑是O2還是H+?(2)為什么選擇吸氧腐蝕制暖貼?(3)探究選擇O2和H+氧化鐵粉的環(huán)境條件.產(chǎn)物探究可設(shè)計(jì)如下:(1)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),探究鐵粉的氧化產(chǎn)物是Fe2+還是Fe3+?(2)為什么不宜用高錳酸鉀溶液來(lái)檢驗(yàn)Fe2+?(3)多物質(zhì)干擾下如何進(jìn)行檢驗(yàn)方案的優(yōu)化?通過(guò)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的探究過(guò)程,學(xué)生的高階思維得以培養(yǎng),教師可以分享優(yōu)秀微專題視頻向年級(jí)段推廣,讓更多的學(xué)生和教師參與到項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中來(lái).

      5項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)過(guò)程

      項(xiàng)目式學(xué)習(xí)六維度中的評(píng)價(jià),應(yīng)貫穿于其他5個(gè)維度之中,從對(duì)象分有生生評(píng)價(jià)和師生評(píng)價(jià);從時(shí)段分有過(guò)程評(píng)價(jià)和現(xiàn)場(chǎng)展示評(píng)價(jià);從能力角度分有陳述性評(píng)價(jià)和遷移性評(píng)價(jià)等.

      5.1現(xiàn)場(chǎng)展示評(píng)價(jià)

      現(xiàn)場(chǎng)展示評(píng)價(jià)是項(xiàng)目式學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的主要形式.評(píng)委按評(píng)價(jià)量表打分,并提出針對(duì)性的改進(jìn)意見(jiàn)和建議,結(jié)合最終的評(píng)價(jià)結(jié)果,評(píng)出獎(jiǎng)項(xiàng).為了保障評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性和專業(yè)性,需要由小組長(zhǎng)和教師共同擔(dān)任評(píng)委.評(píng)價(jià)量表設(shè)計(jì)見(jiàn)表3.

      5.2遷移性評(píng)價(jià)

      遷移性評(píng)價(jià)是項(xiàng)目式學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的高階形式,在具體應(yīng)用中,需要根據(jù)實(shí)際的項(xiàng)目?jī)?nèi)容和要求,編制多角度、層次化的評(píng)價(jià)問(wèn)題,讓學(xué)生在已有研究的基礎(chǔ)上解決評(píng)價(jià)問(wèn)題,進(jìn)行遷移性評(píng)價(jià).例如,學(xué)生在完成“認(rèn)識(shí)堿性鋅錳電池”項(xiàng)目任務(wù)后,可設(shè)問(wèn):

      (1)你作為電源設(shè)計(jì)師如何設(shè)計(jì)原電池?

      (2)電源是否體積越小、比能量越大就越好?

      (3)針對(duì)目前油價(jià)飛漲,開(kāi)發(fā)新能源汽車有何戰(zhàn)略意義?

      (4)若你是比亞迪公司老總,希望未來(lái)汽車電池?fù)碛惺裁礃拥男阅埽?/p>

      再如,學(xué)生在完成“深入理解雙液電池”項(xiàng)目任務(wù)后,可設(shè)問(wèn):

      (1)基于濃差電池的原理在應(yīng)用中有何現(xiàn)實(shí)意義?

      (2)植物體中存在濃度差,是否可以實(shí)現(xiàn)植物發(fā)電?

      (3)微生物是否可以制成燃料電池?

      (4)如何開(kāi)發(fā)清潔電力能源?

      以上問(wèn)題,不僅要求學(xué)生在已有的知識(shí)上進(jìn)行邏輯推理,同時(shí)要求學(xué)生結(jié)合已經(jīng)掌握的知識(shí),展開(kāi)綜合性、全方位分析評(píng)價(jià).其他同學(xué)可以對(duì)答疑過(guò)程質(zhì)疑,并提出相關(guān)建議和評(píng)價(jià).這一過(guò)程可以有效鍛煉學(xué)生的思辨能力,使其對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)充滿好奇心和探索欲,促進(jìn)其高級(jí)思維能力的有效鍛煉.

      6結(jié)束語(yǔ)

      綜上所述,基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的課堂模式優(yōu)于傳統(tǒng)的教學(xué)模式,它的內(nèi)容以真實(shí)性、挑戰(zhàn)性的問(wèn)題展開(kāi),學(xué)習(xí)方式通過(guò)合作小組完成,學(xué)習(xí)成果展示多元化評(píng)價(jià).真正做到“素養(yǎng)為本”的課堂教學(xué)實(shí)踐,讓學(xué)生處于積極思考的狀態(tài),有助于探究精神的養(yǎng)成和高階思維的培養(yǎng).

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      [責(zé)任編輯:季春陽(yáng)]

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