项目化学习助力初高中化学衔接教学

摘要：以项目化学习指导设计初高中衔接教学活动，在一个学生感兴趣的问题基础上，基于两个小实验展开探究，让高一新生在交流、讨论、评价过程中了解高中化学学习的方向与方法，培养化学学习必备的品质，引导学生产生对高中化学学习的兴趣。

关键词：衔接教学;项目化学习;实验探究;中学化学教学

中图分类号：G633.8 文献标志码：A 文章编号：1673-9094（2020）07B-0085-04

在部分地区，选修化学的高中学生占比严重低于平均数，高中化学教师过剩，一批化学教师无课可上。化学“一看就懂、一放就忘、一做易错、分数难拿”的负面传说是很大的影响因素。从“未来生活需要化学知识”的宣传入手，到“高校录取需要化学学科背景”的发展牵引、疫情背景下“学好化学以从事相关专业”的社会责任担当、“化学学科也很有发展潜力”的情怀引导，这些都是召唤学生选学化学的有效手段。兴趣所至则乐此不疲。在高一新生中开展初高中化学衔接教学活动对学生接下来的选科影响力不可小觑。

针对初中化学偏重记忆的学习方式，化学实验教学不被重视的现状，教师可以选取开展以化学实验设计、实验实施为主线的衔接教学活动来启动高中化学教学的第一步。“以化学实验为主角的衔接期化学教学活动，不仅为实现实验教学目标而呈现，更是培养学生多样学习能力、激发和维持化学学习兴趣、获得生成性课程资源、转变学生学习方式的强有力阵地”[1]。

一、项目化学习指导下衔接教学整体设计

项目化学习是一种以学生为中心的教学方式，“学习素养视角下项目化学习的六维度设计要则”是一种带有课程意义的学习设计方略，从“核心知识、驱动性问题、高阶认知、学习实践、公开成果和全程评价”[2]入手来展开具体的教学活动。以此为指导实施初高中化学衔接教学活动，旨在以“做中学”对一些有关高中化学学习所必备的基础知识、基本技能和学习方式以及关键能力、必备品格的培养展开探究，激发学生继续学好化学的热情。

本文所涉及的教学以如何设法看清楚胆矾晶体的几何外形为驱动，引出硫酸铜饱和溶液配制与硫酸铜（胆矾）晶体的制作两个实验以及电子显微镜的观察实践，用8课时左右的时间引导高一新生通过两个实验方案设计、实验实施以及实验交流、验证反思等环节开展化学自主学习探究，期待让学生尝试用化学知识结合化学实验解决实际问题，对化学实验探究学习的一般过程有所了解，学习一些实验探究的基本规则，提升化学学科基础素养;让学生发现一些值得深入学习的兴奋点，引发他们对高中化学学习的兴趣;借助跨学科手段，为深入理解物质的内部结构与物质的性质（固有外形）以及外界條件影响的作用等核心知识作铺垫。

二、衔接教学活动的四个重点环节

（一）对初中化学核心知识的再建构

学科的一个知识系统中总有一个“核”，其余知识与问题都是核外的包裹层，围绕着这个核而展开，这个核即为核心知识。核心知识是根，在其之上生长出一系列的枝权形成了一棵知识树;核心知识是纲，纲举目张，理顺了它也就搞清了相关知识以及它们之间的内在关联。

化学被认为理科中的文科——知识点多且零碎，要靠“背”。这样的误解导致了被学生所抛弃的尴尬。教师可以在衔接教学中通过选取初中化学某块内容的核心知识实现再厘清与再建构，来帮助学生消除误解。新授课由表及里、层层剥离，直达知识核心。教师指导学生尝试从核心知识出发，运用知识，解决问题，教学生学着“将书读薄”。

本次教学活动以初中化学“溶液”一章内容为主线，从知识体系中提炼出“溶解与结晶”这个核心知识，以孔雀石（胆矾）作为研究对象。它具备的特征包括：①外观吸引眼球;②初中化学多次接触又没有专门学习过;③易得到且毒腐作用小。教学活动通过两个小实验，从实验设计到实验实施，再经成果展示、讨论后反思，将溶液、物质的溶解性及其影响因素、溶解度等一系列知识在运用中有机地提取起来，形成知识树。

（二）创建真实的驱动性问题和问题解决成果展示

提出一个有价值的问题比解决问题更重要。指导学生学习时如何提出真问题是一个方面，能够提出学生感兴趣的问题更进了一步，而能让学生自己提出问题，就上了一个新台阶。正如马克思所说：“一个问题，只有当它被提出来时，意味着解决问题的条件已经具备了。”所以最好的问题源于学生，能以一个具有探究价值的问题来引领，深度学习必将得以为继。

衔接教学活动在学生充分议论中提炼出“如何才能看清胆矾的真实外貌？”这一问题，形成两种“看”的办法：①设法取得较大的实体，用肉眼直接观察;②在电子显微镜下观察。引申出的问题是：怎样保证所见是胆矾的真实面目？答案是自己亲自制取。接下来学生讨论确定，制取一定大小、一定形状的胆矾，需要设计出两个基本化学实验方案。任务1配制一份硫酸铜饱和溶液，任务2制取一定形状的硫酸铜晶体，学习任务明确为两个化学实验，且是新高一学生易于实施的。

在对文案进行了充分交流研讨的基础上开展动手操作是愉快的学习，教学中教师要明确要求：实验成果展示不仅要展示各自的学习结果，更重要的是呈现怎样做的、怎么想的。这为学生相互评价提供依据，迫使学生开动脑筋，尽量挖掘与他人不一样的路径与方法。

学生们完成任务1，汇总结果显示，他们开始很投入地学习，为完成任务提出了四种不同的实验方案：粗放式，取约50毫升水，加入硫酸铜粉末至不再溶解即成;改进式，在前一方案基础上加一步称取50克溶液;求快式，热水配置，快速溶解至饱和，量取50毫升溶液;稳健式，通过查表、计算、称量、溶解。

交流讨论后，学生发现第一种方法不符合要求;第二种方法称溶液不方便，有液体外溢，有溶液剩余;第三种实验花时少，但溶液中容易出现结晶，则实际溶液不足50克，浪费多;第四种合理有序。他们自己找到了对实验结果进行检查的一个依据——所得溶液颜色，开始了初级的比色分析，为反思提供了一点依据，并试着对自己实验中的不足查找问题所在、可能的原因与解决的办法。

（三）用高阶学习来包裹低阶学习

学习是分级的，从识记、练习、查找、再现、归纳、理解、运用、推理到创造，逐渐提升，我们知道在高阶学习中一定包裹着低阶学习。教学活动中适当地开展一些高阶学习以带动低阶学习，同样能弥补之前的学习漏洞和不足，事半功倍。

常规的学段衔接不外乎复习以前学过的知识，并加以整理，通过刷题达到“见题就知答案”的熟练程度，或者提前教授高一学段知识，以达到先学一步的目的。初高中衔接教学活动为学生高中学习做准备，学生完全有能力尝试开展一些高一层次的学习活动，从而摆脱刷题的枯燥，既能达到复习的目的，又能培养对学科的兴趣、提升学习能力，实现无缝对接。

在任务2制作一定形状的硫酸铜晶体活动中，其驱动性问题是：形状的选定和如何使得硫酸铜结晶出来，核心知识为影响物质溶解度的外部因素。经过审题、讨论、实验、交流，学生们的晶体形状预设有自然形态、星型、柱型等;晶体得到的路径有：①热溶液结晶;②饱和溶液反复围绕晶核蒸发溶剂;③将自制模型浸人饱和溶液中再放置缓慢蒸发溶剂;④将饱和溶液放人柱状桶中放置结晶;⑤在柱状桶中加入无水硫酸铜粉末，再滴加水（或滴硫酸铜溶液）。

显然，三种形状预设中自然形态源于初中教材，人为预设星形是晶体得到方法②的提升版，柱形完全是受到模型浇注的启发，而想到用无水硫酸铜粉末去制作胆矾晶体就很有新意。思路既有来自书本，也有源于网络，带上问题去查找是一种学习，能在互联网上有效搜索也是学习，能在搜到的众多信息中展开甄别、提取，通过实证逐步做到去伪存真、为我所用，就上到了高一级的学习层次。学生设计出选取不同材料来制作晶体骨架进行试验，尝试通过比较来帮助作出选择，此过程明显具有了研究的雏形。

（四）将素养转化为持续的学习实践

培养良好的学科素养目的就是要能开展深入持久的学习活动，学习活动过程中的积极评价是一种较好的策略。

评价在充分交流、展示、讨论的基础上进行，评价方式引领学生发现他人优点，让学生相互学习，让学习生动有活力。评价的实施分自我评价、组内互评和组际互评，以小组最终结果占70%计人个人成绩。为了使评价客观、公正，教师要求学生各自在交流过程中完整自述、充分展示;评价时都要简述依据和理由，要充分发现他人长处并予合理的赞美，这样的评价结论让大家心悦诚服。

评价对问题解决的合理、最佳方案形成共识。任务1稳健式方案就是通过小组合作研究，发现温度问题，想到去图书馆查寻硫酸铜的溶解度数据，回来后绘制了硫酸铜溶解度表并制作了曲线图，随后测温一查对曲线一计算一配制。学生找到了解决一类问题的方向，学以致用。尽管设计阶段需要进行结晶水合物的换算等，比较烦琐，量筒读数也难免不够精确，但实验阶段操作简便易行、费时最少、结果可靠，更没有试剂浪费，而且关注到实验时的实际室温测量。大家共同认定这是良方，也感悟到前期文案的深入探究、周密设计对顺利完成实验任务的重要性。

评价实现学习素养的提升，高一新生从习惯性的个入学习逐渐向合作学习转化，从完成任務式学习向自觉探索学习转化。几种途径制得大小不一的硫酸铜（胆矾）晶体，在显微镜下观察，学生们惊喜地发现：它们有着惊人地相似的外形。这引发进一步学习讨论，再次交流时，学生们得知这是由于微粒的电荷、大小决定了它们在空间的堆积方式，晶体的外部表现形状是微粒内部堆积方式决定了的对外表现，胆矾就是其固有的三斜晶系晶体[3]。这再一次向我们揭示了物质的结构决定了物质的性质。人为设计限定晶体外形，由于违背自然规律注定会失败。浇注工艺的借鉴想法新颖但与微观本质发生冲突，预设的晶体柱坍塌是必然的。

教师应让学生从微观角度理解溶解与结晶，初步了解“动态平衡”，帮助建立“微观世界有它特有的规律，也是其魅力所在，我们不能简单地用宏观思维去认识微观世界”观念，同时引领学生认识到成功的喜悦与失败的懊恼都是学习过程中的正常体验。化学实验探究可以完成实验预设而证明其正确，也可能实验未达目标而为新的实验探究提供线索和方向，这也是一种成功。

三、收获与反思

“项目化学习的六维度设计要则”为衔接教学活动提供了一个小型的课程设计框架支撑，从而引领我们把原本一次纯粹的初高中化学知识衔接教学活动提升为一个学习课程，为教学手段的选择争取到足够的空间，特别是指导教学活动的目标指向更高、更明确。经过学生自主学习、小组合作学习、资料搜索与实验探究、实事求是的记录与汇总、成果展示、交流与评价等环节，化学知识得到很好运用，化学实验技能得以锻炼。在相互评价中，学生有机会得到更多的肯定与赞扬，有助于学生化学学习兴趣的培养，评价关注到学生怀疑精神、创新精神、坚守精神的培植，与化学学科核心素养“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”[4]紧密挂起钩来。

小实验切口小，易开展，引导学生探索高中化学新奥秘。把高一新生“赶进”实验室能弥补初中多媒体教学环境下学生动手不足，帮助学生消除对化学学科的偏见以及对化学实验的神秘感与恐惧感，在一个看似简单的任务上，让学生在动手过程中体验到“还真的不太容易”。实验过程中的问题也是超出课前准备的;自主探究结果是出乎预料的，用模具浇注的工艺设计晶体制作，尽管以失败告终、学习时间比预设还多用了不少课外零星时间，但学生学习热情高涨。一系列的问题提出一问题讨论一问题探究一问题解决一新问题生成，让学生们深切地感到用好化学基础理论知识并指导整体方案设计是首要环节，应学会运用资料手册，从化学原理角度出发去考量，尽可能设计几个备选方法，才能从中选出简单合理且易行的方案加以尝试，还必须关注实验过程的每个细节，实验才能取得成功，才能从中感悟到高中化学的严谨与魅力。

衔接期学生产生的学习热情需要教师持续的关注与投入，如何将这样的学习融合到今后高中化学教学之中是个漫长的过程。开展高中化学的项目化学习需要解决的问题很多：切块设计要更加精准合理以应对教学时间是否充裕、教学场所能否保证、学生是否能够持续地投入等等，最终达到深度学习而又不多占用教学时间。这需要高中化学教师去努力、去争取、去尝试。

参考文献：

[1]王澍，魏崇启.高一衔接期化学教师教学情况调查与分析[J].化学教学，2019（5）：2s.

[2]夏雪梅.项目化学习设计：学习素养视角下的国际与本土实践[M].北京：教育科学出版社，2018;133.

[3]韩建成.简易化学手册[M].上海：上海教育出版社，1982：106.

[4]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018：3.

责任编辑：石萍

收稿日期：2020-06-12

作者简介：钱彤，南京市第三高级中学（江苏南京，210002），高级教师，主要研究方向为中学化学教学和中学教育管理。