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指向评价促学的项目教学在选修衔接课程的设计与实施

2021-11-24戴光宏

化学教与学 2021年9期
关键词:乙醇概念图实验

戴光宏

摘要:以“乙醇在生活中的应用”为例,阐述项目教学案例与评价促学相结合在选修衔接课程中的开发过程。包括如何寻找合适的教学素材、如何设计驱动问题,拆解项目子任务、如何应用基于观察的评价、基于概念图的评价、基于研究性实验报告的评价促进项目教学的推进。阐明指向评价促学的项目教学能促进学生实现核心知识和学科思想方法的迁移与应用,培养学生的关键能力、必备品格和正确价值观念。

关键词:项目教学;评价目标

文章编号:1008-0546(2021)09-0029-05

中图分类号:G632.41

文献标识码:B

doi: 10.3969/j.issn.1008-0546.2021.09.008

一、在选修衔接课程开设项目教学的必要性

高中化学选择性必修3《有机化学基础》课程与必修课程之间有一定知识与时间的跨度,高二学生在开展化学选修课程学习时需要唤醒高一阶段必修课程的相关知识,如果教师“以练题带总结”的形式进行复习,不利于拓宽学生的视野,也不利于学生研究能力的过渡与提升。因此在高二相关选修课程开设前,教师可引入项目教学,驱动学生自主复习必修课程的核心知识,引导学生运用已学知识解决实际问题,促进学生的化学核心素养的培养。

项目教学是通过教师设置真实情境下的驱动问题,学生针对问题展开研究,在这一过程中学生自主综合应用所学的知识与技能,促进学生各方面能力得到锻炼[1]。这能够较好地满足化学选修课程的定位与要求,引导学生建立“组成、结构决定性质”的基本观念,形成基于官能团、化学键与反应类型认识有机化合物的一般思路。本文研究以“乙醇在生活中的应用”为例,探讨开发选修衔接课程的项目教学案例的过程。

二、指向评价促学的项目教学的必要性

基于课程衔接目的的项目教学能有效促进学生实现核心知识和学科思想方法的迁移与应用,培养学生关键能力、必备品格和正确价值观。但教师常有这样的疑虑:什么样的项目教学能充分唤醒学生高一的知识体系?哪些方面的能力是需要关注,并实现能力衔接的?实施了项目式教学,学生的选修课程教学时间是否受到影响?学生的知识体系与能力是否达到选修课程的要求如何得以体现?若衔接上存在差距,教师应如何导向学生向核心知识与关键能力的方向靠拢与发展?

因此教学中需要引入评价体系来指引教师的教学。教师在制定项目教学任务时,同时设定相应的评价目标、评价方式、及时记录评价信息并反馈,让学生与教师在项目教学实施过程中有共同的目标与方向,师生及时反思教学策略与研究方案,达成共识,促进项目教学的顺利完成。

三、项目教学案例的设计

1.第一阶段:围绕拟定的项目教学主题寻找合适的教学素材

在“化学必修第二册”[2]第七章第三节“乙醇与乙酸”中涉及乙醇的化学知识有:乙醇的挥发性、可燃性、杀菌消毒、催化氧化反应、酯化反应等。教师可用头脑风暴与概念图的形式罗列乙醇相关的化學问题寻找教学素材:包括乙醇汽油、酒精的消毒、酒驾、固体酒精的使用、化妆水中酒精成分等等。具体内容如图1所示。

其中关于酒驾、消毒是学生比较感兴趣的问题,在生活中的接触较多,而且与乙醇的还原性、挥发性等化学性质密切相关,有利于学生讨论,并能运用化学反应原理更深刻地认识乙醇的还原性,所以教师可尝试引出驱动性问题,开发不同的学习任务,让学生深入研究。而化妆水中的酒精的作用及对皮肤的影响,这是女生较感兴趣的问题,而且我国现已禁止在化妆品中使用酒精,所以这样的驱动性的问题就不太合适了;固体酒精的使用安全问题,这是北方的学生有深刻生活经验的问题,而现在给饭菜保温的方法越来越先进,固体酒精的使用有一定的局限性,所以这样的驱动性问题也不太合适。因此,教师可根据核心知识的框架、选修知识衔接、学生的一般认知水平、爱好、报纸和电视、其他教材等寻找合适的驱动性问题,策划适合的教学项目任务。

2.第二阶段:设计驱动问题,拆解项目子任务,理顺知识线索与项目活动线索

教师在真实情境下提出的驱动问题,要使之与相关教学目标衔接,还需要能够引发学生的持续探究,起到串联项目的功能[3]。教师设计的项目活动,要明确希望学生在活动中获得的核心知识、科学观念、问题解决的一般思路、明确每个活动的功能价值[4]。使学生尽可能唤醒相关的核心知识,并能利用该知识分析解决实际问题,促进学生对核心知识的深刻理解,实现科学观念与一般方法的迁移应用,培养学生的关键能力,必备品格与正确的价值观。

以下为“乙醇在生活中的应用”的项目教学活动在衔接课程的设计思路。具体内容如图2所示。

3.指向评价促学的项目教学实施

(1)项目教学的教学目标

①在核心化学知识方面,认识乙醇的组成、结构特点,性质、转化关系及其在生产、生活中的重要应用,能类推醇类物质的性质与应用。

②体会设计有机合成路线的一般方法,体会有机合成在创造新物质、提高人类生活质量及促进社会发展方面的重要贡献。

③在情感态度上,能认识到化学在解决实际问题方面的积极作用,激发培养学习动机。

(2)项目教学的实施过程

第一课时:教师展示项目任务,提出驱动性问题,指导学生开展调查研究准备工作。

环节1:学生分组,每组约9人,每3人负责一个驱动性问题,写出调查研究报告的方向,包括问题的提出、解决方法、分工、成果展示的设想等,组内互评。

环节2:组内所有学生共同完成最后一个驱动性问题的实验方案设计,对相关化学知识以概念图形式梳理,共同设计实验方案,提出所需要的实验仪器,书写实验表格供记录实验现象,安排实验的具体细节与分工。

第二课时:针对前三个驱动问题,相关学生展示研究成果,其余学生以概念图理顺相关核心知识,在交流中不断补充继续研究的发展点。

环节3:每个小组同一驱动性问题的3位成员上讲台,共同展示研究成果。对于上一组同学已经展示的观点可以补充但不重复。鼓励、表扬学生基于深入调查带来的研究的发展点。鼓励研究成员用直观的说明图像展示研究过程与成果,提高成果展示的效率。其它驱动问题的学生边学习边书写概念图,课后提交概念图供教师评价。

环节4:每3人一组,完成“乙醇、甘油的氧化反应”的实验,进行适当的评价与反思,鼓励学生进行乙醇与甘油结构、性质对比的探究,课后提交实验研究报告。

(3)项目教学的评价目标

评价目标1:关于“调查研究”的评价:学生能否理解驱动性问题,提出问题(质疑或追问),解决问题(提出或补充解决问题的方案),解释问题。在调查研究的过程中学生是否有合作表现(全员积极参与、分工合作)。在组内互评阶段,组内成员是否有及时做笔记,提出合理的设想与方案等。

评价目标2:关于“驱动性问题的概念图”的评价:学生能否理解其它驱动性问题,并能从学生的介绍中提取核心知识,进行梳理、建立联系,形成“分析物质结构→推断物质性质→理解反应原理在生活、生产中的应用”的一般思路,掌握相关的一般科学方法。

评价目标3:关于“小组实验研究报告”的评价:学生能否理解驱动性问题,结合物质的结构、反应原理制定相应的实验目的、实验步骤,能否预设可能的实验现象,并进行有计划的记录与分析,作出实验结论的推断等。组长与组员间是否有分工合作,各组员是否了解实验方案,组员是否有计划筹备实验物品,实施实验方案。

(4)项目教学的评价实施

在项目探究背景下的评价,需要测量学生在达到基于探究的三个主要学习目标中的进步:一是对科学概念的理解;二是进行科学探究的能力;三是对探究的理解[4]。教师的评价是系统化的、多步骤的复杂过程,教师要收集相关教育数据,并及时解释与反馈,推進教学项目的顺利进行。

①基于观察学生调查研究过程的评价

观察能帮助教师有效判定学生在项目中的知识水平与能力水平。在项目实施的环节1时,教师引导学生要“大声思维”,谈论他们对于问题思考的过程、解决问题的方向与策略,从而确认每个项目活动中学生存在的问题部分和已掌握的部分。教师可以通过以下表格简单记录展示研究成果时的学生表现,并在小组评价内简单备注,课后及时反馈信息。具体内容如表1所示。

量化的评比表格,可以帮助教师清楚各核心评价任务,教师可在表格上及时记录一些重要的观察信息。数出或计算出某些事情发生的频率也能帮助教师反馈评价信息时更真实、更具说服力,如学生回应其它同学追问、反问的次数等。教师还需要及时抓住典型学生的表现拍照或视频记录。在课间休息时,教师需对上课过程中的核心事件进行记录与资料整理备注,方便在教学当天晚上,教师应针对学生课堂上的学习情况及时做文字性的评价,及时反馈并对课下任务提出要求与指导意见。

②基于概念图的评价

概念图能展示学生对研究结果之间相互关系的理解,能探究学生对研究结果的解释。教师需根据学生第二课时后绘制的概念图的复杂程度来打分,学生的概念图每出现一个等级,就得到1分,这可以定量说明他们思考的复杂程度。一个概念分支出一个新的类别,可以得1分,概念之间的联系之处,也可以给学生加分。对于高级水平的分支和联系,应该给学生加更多的分。学生概念图记录示例如图3所示。

③基于研究性实验报告的评价

教师需根据小组的实验方案的制定、实施、展示的过程进行评价:包括实验目的的制定、实验步骤、实验现象的记录与分析、实验结论的推断等。化学实验过程中,涉及的问题很多,较复杂,教师在评价与指导的过程中,应始终围绕着核心教学目标推进项目教学的开展,当学生研究的方向偏离了主题时,教师需要及时指出,适当引导。对于学生的评价反馈示例如表2所示。

四、指向评价促学的项目教学的反思

1.项目教学主题的开放性比较大,教师需及时肯定学生的各种有深度的学习与研究

项目教学主题的教学能促进学生主动学习、深度学习,教学与评价更应以学生为中心展开,使学生从“被动听讲”向“发自内心的积极参与”转变,从“照方抓药”的验证性实验向自主探究的实验活动方向转变,从“师生问答”到小组讨论、小组汇报展示等揭示深层次学习的交流活动转变。

因此,在实施过程中,教师应肯定学生任何合理的、大胆的假设与猜想,鼓励学生对于假设提出科学严谨的实验方案,并运用资料查证完善实验方案,这些能力都是高二选修课程实施过程中希望学生可以逐步具备的。譬如有学生小组在开展研究时,质疑乙醇汽油在我国南方的使用可行性;乙醇汽油易产生乙酸破坏设备,在技术没有攻克这方面的影响时,不适宜广泛推广乙醇汽油;还有不少知识涉及工程学、物理、生物原理,教师应肯定学生的研究价值,鼓励他们继续勇敢猜想、尝试与探究。

2.统筹项目教学过程学生的课上活动与课下任务

基于项目教学的衔接课程活动设计,一般安排2课时。教师要想方设法融人各种学生活动,结合项目在课上安排学生实验探究、成果展示与观点辩论的机会,使学生成为项目活动的主体,不能只是停留在让学生“上网查资料、找答案”的水平。教师要及时整理学生每节课上的阶段性的项目评价反馈,梳理项目相应的化学知识落脚点、问题解决思路、能力开发方向,使学生在每节课课后,在知识与能力上都有获得感。使课上活动与课下任务逐步完善为具有发展性的进阶任务,保证学生参与课上活动的积极性和思维的深刻性。

3.项目教学的课堂实施需要及时的追问、反问推动项目活动的开展

项目教学实施过程中,教师最担心学生的学习偏离核心知识的回顾与梳理,担心学生的研究方向偏离了评价目标的方向,担心学生的研究能力并不能适应选修性课程的要求。因此课堂教学中教师不仅需要遵循及时诊断、量化评价、及时反馈、引领提升这几个原则,还需要及时抓住典型学生的表现进行追问、反问,促进学生对物质性质的认识,厘清有机化合物的一般研究思路,实现对物质性质探究能力的提升。

【案例1】:十年后,你会为自已的爱车选择乙醇汽油吗?

【学生拆解子任务】需要了解乙醇汽油的来源、优势、劣势等。

【学生观点1】乙醇汽油的优点主要体现在对环境的影响少,更环保,乙醇可以通过农产品转化而成,是一种绿色可再生的能源。

【教师追问】乙醇如何通过农产品转化而成?→淀粉制乙醇的有机合成路线。

【学生观点2】乙醇汽油溶解性好,自带清洁效果,可以清洁油路。

【教师追问】乙醇作为良好有机溶剂与乙醇的结构有什么关系?→乙醇含羟基(亲水性基团)。

【学生观点3】乙醇汽油的缺点主要体现在燃烧热值、动力、对发动机腐蚀的影响、乙醇燃烧副产物乙酸对机件的影响,对空气污染的影响、对石油的依赖等。

【教师追问】乙醇燃烧的副产物是乙酸的反应原理是什么?这是什么反应类型?

【教师追问】能否提出发展乙醇汽油需要解决的问题与方向。

【案例2】:疫情期间,发生多起乙醇的燃烧爆炸事故,分析原因。

【学生拆解子任务】乙醇消毒的原理,乙醇的使用与存放。

【学生观点4】60%-80%酒精可以灭活病毒,浓度太高(90%-95%)反而效果不佳。

【教师追问】消毒的原理是什么?→蛋白质的变性→其它常见的消毒方法还有哪些?

【学生观点5】乙醇的保存:阴凉处,避开火源,不能大量囤积。

【教师追问】能否归纳可燃危险化学品的保存注意事项。

【案例3】喝一瓶啤酒算“酒驾”吗?一瓶啤酒,多久才代谢完毕?如何测“酒驾”?

【学生拆解子任务】乙醇的还原性,乙醇的定量检测。

【学生观点5】一瓶200mL啤酒就达“酒驾”的标准,需要6小时代謝完毕。

【教师追问】啤酒代谢的产物是什么?→乙醛、二氧化碳、水。

【学生观点6】醉酒的原理与乙醇催化氧化生成乙醛有关。

【教师追问】醉酒为何不宜开车?→乙醛的生成对人体造成什么影响?→乙醇生成乙醛体现了乙醇什么性质?

【学生观点6】酒驾的检测与乙醇的还原性有关。

【教师追问】酒驾的检测还与乙醇的哪些性质有关?

总之,指向评价促学的项目教学在选修衔接课程的实施过程,是教师结合课程标准要求、核心化学知识、学生关键能力培养等教学目标,围绕某一项目主题,设计驱动性问题和能力任务的过程。教师在教学过程中制定评价目标,观察学生研究过程的各种信息、分析学生利用概念图呈现的知识体系关联度、诊断学生在实验研究过程的能力水平、记录学生应对教师与学生高频次的反问、追问的次数等等,从而诊断学生的必修核心知识与能力水平,并通过及时反馈相关评价信息,促进学生能力向选修课程能力要求过渡,鼓励学生反思问题解决过程中的认识角度、认识思路,鼓励学生思路外显化,通过言语或文字表达,让学生形成应用核心知识解决问题能力的习惯,实现学生解决问题的综合能力得到提升。

参考文献

[1]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.2017:20-23

[2]化学课程教材研究发展中心.普通高中教科书(化学必修第二册)[M].北京:人民教育出版社2019.6

[3]Joseph S.Krajcik等.中小学科学教学——基于项目的方法与策略[M].北京:高等教育出版社.2004.5

[4]胡久华,吴彦.高中化学选修课程“化学与社会”系列项目式教学案例的开发[J].化学教学,2020:76-80

*本文系广州市教育科学规划课题:促进学生素养发展的化学教学与评价目标研究(课题编号:201811739)阶段性研究成果。

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