基于核心素养培养目标的项目化课堂教学

高雪 李绍晨

摘要：以核心素养为导向的教学改革引发了教学目标的变革，为学生的终身发展打好基础成为基础教育的根本任务。项目化学习倡导在真实情境中解决问题，利用情境帮助学生自主建构知识体系，通过寻求项目与学科核心知识的内在关联，帮助学生实现深度学习和高阶学习。在“碳及其氧化物”复习课教学中，以“你了解温室效应吗？”为项目主题，通过“温室效应的产生”“温室效应的利弊”“如何减少温室效应”等话题的讨论，帮助学生重新梳理、整合、应用二氧化碳的相关知识，学会用化学思维分析问题、解决问题，增强社会责任感，实现化学学科核心素养的提升。

关键词：核心素养;初中化学;项目化学习;温室效应

文章编号：1008-0546（ 2019） 11-0046-03

中图分类号：G633.8

文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.11.012

《普通高中化学课程标准（2017年版）》提出化学学科核心素养内容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等五个方面。虽然初中化学教学仍在使用《义务教育化学课程标准（2011年版）》，但化学学科核心素养的思想应该渗透并指导我们的教学活动[1]。以核心素养为导向的教学改革带来的对于教育目标的影响，引发了对学生创造性和批判性思维、探究与问题解决、合作等素养的需求。而项目化学习所提倡的注重在真实情境中解决问题、注重培养学生的关键能力和素养等目标能很好地提升学生的核心素养。

所谓项目化学习是指在系统的学科知识学习基础上的跨学科应用学习;是在严谨的学科知识基础之上的对现实生产生活问题的开放式问题解决;是与学科课程教学相辅相成的一种课程形态、一种教学模式。近年来，随着国际范围内对素养研究的深入，项目化学习（project based learning）作为一种综合的学习和课程形态，受到了极大的关注。在项目化学习中，学生所追求的问题、活动、成果和表现都要协同服务于真正重要的理智的目的，学生需要综合运用多学科知识完成相关任务，这既是学生深入理解学科知识独特价值的过程，也是其理解不同学科间的相互联结、相互促进的过程。同时，在进行项目化学习的过程中，学生还要学会如何与他人共同合作、共同承担责任，体现对人类、社会发展中的核心命题的关注[2]。

本文以“碳及其氧化物”的复习课为例，探讨基于核心素养培养目标的项目化学习视角下的初三化学复习课的教学实践与反思。

1.设计意图

本节课以“你了解温室效应吗？”为主题开展项目化学习，通过“温室效应的产生”“温室效应的利弊”“如何减少温室效应”等话题的讨论，帮助学生重新梳理、整合、应用CO2的相关知识，理解“结构决定性质，性质决定用途”的思想，学会用化学思维分析问题、解决问题，并能将这一能力应用于今后的学习中，真正实现化学学科素养的提升。

2.学情分析

学生已完成了初中化学所有知识的学习，对于化学学科已经有了一个初步的理解。但是，学生对于知识的理解尚缺乏系统性，知识之间缺乏联系，缺少学科的脉络，需要帮助学生找寻知识间的联系，自主建构符合自己认知的知识体系，实现有意义的学习。

3.教学目标

（1）學会利用价类二维图，理解碳及其化合物间的相关转化的特点，体会化学学科中的变化思想。

（2）通过对温室效应的利弊分析，学会以辩证的角度看待身边的事物。

（3）学会从化学的角度分析如何减少空气中二氧化碳的含量，培养正确的科学态度，树立社会责任感。利用数字化实验，理解二氧化碳与碱溶液的反应，提升实验探究、数据分析和证据推理能力。

4.评价目标

（1）借助价类二维图，诊断学生对物质及其转化思路的认识水平（孤立水平、系统水平）。

（2）通过对温室效应对于人们生活的利弊分析，诊断并发展学生对化学价值的认识水平（学科价值视角、社会价值视角、学科与社会价值视角）。

（3）通过对二氧化碳与碱溶液反应的数字化实验数据的分析，诊断学生实验探究物质性质的水平（基于经验水平、基于概念原理水平）和实验探究的水平（定性水平、定量水平）

5.教学流程图

教学流程如图1所示。

6.教学过程设计

（1）话题1：温室效应是如何产生的？

【教师提问】什么是温室效应？

【学生活动】从物理学的角度描述温室效应的成因。

【教师提问】哪些气体会引起温室效应？

【学生活动】二氧化碳、臭氧、甲烷、氟氯代烷等。

【教师追问】请评述这些气体对于温室效应的影响。

【学生活动】结合当前情况，讨论分析：二氧化碳是当前情况下影响温室效应的主要物质，其他三种气体在空气中的含量较少，对温室效应的影响不大。但是，可燃冰的开采可能会带来甲烷气体的泄露，会加剧温室效应;制冷剂——氟利昂的不当使用也会加剧温室效应。

【教师提问】关于二氧化碳，你了解多少？

【学生活动】从两个角度梳理二氧化碳相关性质：

角度一：二氧化碳的性质（物理性质、化学性质），以思维导图的形式呈现;

角度二：以价类二维图的形式表示出二氧化碳及其他含碳物质间的转化关系（如图2）。

设计意图：从原理的角度认识温室效应，拓宽对于温室气体的认识，学会结合实际对温室气体进行客观评价。引导学生将碎片化知识网络化;借助价类二维图，引导学生从物质类别和元素化合价的角度去分析元素化合物的相关性质及转化关系，体会化合价变化在化学变化中的意义，体会化学学科中的变化思想，帮助学生建立相关的认知模型，使学生对物质及其转化思路的认识水平更趋系统化，为进一步的研究、学习做好铺垫。

（2）话题2：温室效应的利弊

【教师提问】如果没有了温室效应，地球会怎样？

【学生活动】根据温室效应的发生原理，分析得出：如果没有温室效应，地球上的昼夜温差会变得很大，夜晚会变得非常寒冷，将不适合人类居住。

【教师提问】为什么近年来温室效应会成为一件让人苦恼的事情？

【学生活动】结合温室效应的成因，分析得出：地球上的温室效应主要是由二氧化碳引起的，正常情况下，二氧化碳的产生和消耗达到平衡，地球上二氧化碳的总量保持稳定。但是，由于近年来，化石燃料的过度使用及森林面积的骤减，导致二氧化碳的产生量远大于消耗量，地球上二氧化碳的含量在不断增大，导致温室效应加剧，地球表面的温度越来越高，从而引发了一系列的环境问题。

设计意图：通过温室效应对于人们生活的利弊分析，学会从事物的本质入手进行客观分析，理解事物的两面性，帮助学生学会以辩证的角度看待身边的事物，树立正确的科学态度，培养学生的社会责任感。

（3）话题3：如何减少温室效应？

【教师提问】可以通过哪些途径来减少温室效应？

【学生活动】结合温室效应的成因，分析得出：减少温室效应的主要途径即减少空气中二氧化碳的含量;结合二氧化碳的相关性质（碳元素的价类二维图中关于二氧化碳的转化关系），可以从两个角度考虑：①减少二氧化碳的产生，主要方法有减少化石燃料的使用，使用清洁能源;②增大二氧化碳气体的消耗，主要方法有植树造林及使用人工方法吸收二氧化碳。

【教师提问】有哪些人工吸收二氧化碳的方法？

【学生活动】结合碳元素的价类二维图分析，得出二氧化碳在高温条件下可以与碳单质反应生成一氧化碳，由于该反应条件苛刻、产物有毒，所以不太适合用于吸收二氧化碳;在常溫下，二氧化碳可以与水、碱等反应，反应条件温和，可以考虑利用其来吸收二氧化碳。

【教师提问】设计实验，利用数字化实验仪器，探究NaOH等对于二氧化碳的吸收效果。

【学生活动】利用二氧化碳传感器（如图3），测定NaOH溶液对于二氧化碳的吸收效果，实验结果见图4。

学生提出疑问：澄清石灰水也是一种碱溶液，它吸收二氧化碳的效果如何？

设计实验：利用澄清石灰水代替NaOH溶液，观察它吸收二氧化碳的效果，并将得到的图像进行对比。实验结果如图5所示。

【教师追问】从实验结果可以看出，无论是吸收的速度还是吸收的效果，NaOH溶液都优于澄清石灰水，为什么？能否设计实验验证你的猜想？

【学生活动】从二氧化碳与碱反应的实质入手分析：该反应实质上是二氧化碳与溶液中的OH-离子反应，氢氧化钙在水中的溶解度远小于氢氧化钠，即使饱和石灰水，其中OH-的浓度也远小于5%NaOH溶液，因此澄清石灰水的吸收速度和效果均不如5%NaOH溶液。

【学生活动】设计实验，验证猜想是否正确：稀释NaOH溶液，使其中OH-的浓度与饱和石灰水中OH-的浓度相同，进行实验。

学生提出质疑：二氧化碳不但能与碱溶液反应，还可以与水反应，该实验中是否要考虑水对于二氧化碳的吸收？

设计实验：利用纯净水进行相关实验，分析实验结果中水的影响。

设计意图：引导学生借助所学知识从化学的角度分析如何减少空气中二氧化碳的含量问题，学会利用化学知识寻找问题解决的方法，树立正确的科学态度，培养学生的社会责任感。在探究过程中，引导学生用实验手段研究社会问题，既激发了学生的学习热情，又突出了化学学科的严谨性，同时鼓励学生不断地提出大胆有趣的开创性问题，激发学生的创新思维。数字传感器的利用将实验结果具体化、图像化，提高了学生的感知度。这一过程，发展学生从基于概念原理的水平进行化学反应的探究的能力，提升学生的图像识别与分析能力，培养学生的探究能力和数据分析能力。

项目化学习的理论基础是建构主义学习理论，它是在学科知识学习的基础上，以具体真实的项目为载体，驱动学生去面对学科巾的核心概念[3]，建立起项目活动和隐藏其后的、希望学生掌握的概念性知识之间的关联，帮助学生实现深度学习。本节教学设计中，以“温室效应”为项目载体，通过对温室效应的成因、现状与解决方案的设计讨论，帮助学生实现了“碳及其化合物”相关性质的深度学习，学生的批判性思维、发散性思维和可能性思维得到了发展，提升了学生的核心素养，帮助学生“学会学习”。

参考文献

[1]王锋.核心素养的达成需要教学的整体规划与设计——以初中化学学科为例[J].基础教育课程，2019（10）：60-66

[2]郭华.项目学习的教育学意义[J].教育科学研究，2018（1）：25-31

[3]夏雪梅.在学科中进行项目化学习：学生视角[J].全球教育展望，2019（2）：83-94