基于新鲁科版教材“微项目”的再开发与实施
2022-05-30严文法李毓婷孙婷婷
严文法 李毓婷 孙婷婷
摘要:项目式学习是发展学生学科核心素养的重要途径之一,新鲁科版教材增设了微项目栏目,为项目式学习的实施与开展提供了教学依据。教材涵盖的微项目数量与类别有限,教师可借鉴新鲁科版教材中微项目的设计思路,依托相关教学主题展开微项目的开发与应用。在分析新鲁科版教材微项目的构成要素及其教学价值的基础上,以“食醋酿造”为主题,围绕传统工艺文化与科学技术原理设计“食醋酿造”微项目,并给出相关实施建議。
关键词:微项目;传统工艺;食醋酿造;实施建议
文章编号:1008-0546(2022)08-0017-05 中图分类号:G632.41 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2022.08.004
一、前言
发展学生的学科核心素养是落实“立德树人”根本任务的重要举措。《普通高中化学课程标准(2017年版)》(以下简称新课标)强调“创设真实的问题情境,为学生化学学科核心素养的形成与发展提供重要平台,引导学生积极开展建构学习、探究学习和问题解决学习,促进学生学习方式的改变”[1]。项目式学习(Project-based learning)是落实与培养学生学科核心素养的重要途径之一。强调基于真实的问题情境将建构学习、探究学习、问题解决学习融合在同一实践活动中,并在实践活动过程中优化与创新学生学习方式,引导学生建立以真实情境为载体、化学知识为工具、实际问题为任务的一般学习模型,促进学生学科思维的形成与进阶,并在实现项目式学习与“知识—能力—素养”发展有机融合的基础上,关注学生实践活动前后知识、能力与素养各方面的变化与提升。
新鲁科版高中化学教材增设了“微项目”栏目,微项目是项目式学习的一种新型衍生形式,其借助主题式的实践活动将化学学科核心素养目标化,引导学生自主设计与开展相关探究活动,逐步达成微项目目标。“微项目”处于鲁科版教材每一章的末尾,基于所在章节的化学学科核心概念或基本原理,创设既符合学生学习特点、兴趣和需求,又紧密联系日常生活、学科前沿、传统文化的实际问题情境,以项目式学习的方式梳理与概括章节重难点,巩固学生知识结构体系,缩短实际问题与学科知识之间距离,促进学生知识迁移能力与问题解决能力的形成与发展,达成课堂上落实学科核心素养的目标任务。新鲁科版教材“微项目”的数量与种类有限,故结合相关教学内容,借鉴新鲁科版教材中微项目的设计思路,开展微项目的再开发与设计,不仅为一线教师创造性使用教材提供更多机会,也为学科核心素养的落实与外显化提供更多教学载体。
二、新鲁科版教材“微项目”栏目的构成要素与教学价值
1.新鲁科版教材“微项目”栏目的构成要素
新鲁科版教材“微项目”栏目由“项目名称”“项目学习目标”“项目活动”“项目成果展示”四部分组成。“项目名称”是教学内容与流程的高度凝练,呈现与统领着教学核心内容,使读者对项目大致内容与结构体系一目了然;“项目学习目标”是该项目承载的学科核心素养的集中体现,是学生完成项目后需要达到的预期结果;“项目活动”是微项目的主体部分,引导学生从化学的视角探索和解决实际生活问题,并在解决复杂情境问题的过程中进一步构建认识、分析和解决问题的一般模型;“项目成果展示”既是实践活动的成果展示部分,也是学生自我反思进步的环节,学生借助实践中拍摄的视频、图片或撰写的活动报告等形式汇报与展示自己的项目成果,并与同伴展开交流、讨论、评价,在这一过程中逐步巩固知识、习得方法、发展能力。
2.新鲁科版教材“微项目”栏目的教学价值
微项目将核心知识、陌生情境、实际问题三者进行有机融合,为学生建构了在不同陌生度与复杂度的真实情境中利用核心知识解决实际问题的学习平台。在微项目学习过程中,学生能深刻体会化学在生活、工业、农业等各方面的广泛应用,进一步领悟化学学科与社会问题之间的关系,在感受微项目独特社会价值的同时,深化对化学学科的感性认识。教材是衔接教师教与学生学的中介桥梁,微项目是新鲁科版教材的创新栏目,对教师教学、学生学习与教材更新具有独特的功能价值。
首先,教师借助“微项目”栏目中的活动主题,创造性地开展互动式、合作式、启发式、体验式教学,通过设置任务型的问题情境引导学生参与活动方案的设计与问题的解决,在这一过程中能够对学生展开核心知识掌握情况的考查、学科思维方式方法的训练以及正确价值观的教育。其次,微项目符合“基于情境、问题导向”的教学模式,能够借助真实的问题情境发展学生方案设计、问题解决、科学探究等关键能力的形成,因此,从学生角度来说,微项目促进了学生学习方式的改变。学生从被动的知识接受者过渡为积极主动的问题探究者与知识建构者,能够不断建构和完善
自身知识体系促进知识结构化,并在建构过程中形成解决问题的思维与方法,建立一般思考模型,逐步实现关键能力提升与核心素养发展;同时微项目活动中情境蕴含的多种历史文化价值,能够促进学生科学文化素养的形成。再次,从教材角度来说,教材是师生沟通的重要教学工具,微项目通过深挖教材背后蕴含的隐形教学资源,加强学生和教师之间沟通与联系,促使教师从“教教材”转变为“用教材教”,凸显教材的辅助功能,充分发挥教材的知识价值与育人价值。
三、“食醋酿造”的微项目设计
新鲁科版必修教材设计了“海带提碘与海水提溴”“研究车用燃料及安全气囊”“自制米酒”“探秘膨松剂”“科学使用含氯消毒剂”“论证重污染天气——汽车限行的合理性”等微项目,为结合教学内容的主题开发和微项目设计提供了依据和范例。新课标在教材编写建议中指出化学教材应“为教师选择、整合教学内容预留空间,方便教师创造性地使用教材,使教材成为一种动态的课程资源”[1]。教师要创造性地使用教材,在实际教学过程中,教师也可以结合教学内容主题与学生认知发展水平等进行微项目的设计与开发,在提升学生解决问题能力的同时,促进学生个性与全面性的同步发展。
新课标在“主题4:简单的有机化合物及其应用”的“情境素材建议”部分建议将我国酿酒技术与酒文化、酿醋技术与食醋文化作为情境素材,在中学化学教学与评价中适当引入传统文化,既传承发展了中华民族传统文化,又有利于提升学生的民族认同感与文化自信,也有利于教师基于真实情境开展素养为本的教学与评价[2]。新鲁科版教材围绕我国酿酒技术与酒文化设计开发了“自制米酒”微项目,本文借鉴其设计思路,以我国传统“食醋酿造工艺”为主题展开微项目的设计与开发。
1.“食醋酿造”微项目设计依据与思路理念
食醋是我们日常生活中常见的调味品,现在食醋酿造技术也比较成熟和稳定。食醋酿造工艺是传统文化与科学技术碰撞的智慧结晶,既承载着悠久的发展历史,饱含深厚的文化底蕴,又拥有严谨的科学原理,密切连接传统文化与科学技术。
“食醋酿造”微项目由“微项目名称”“微项目学习目标”“微项目活动”“微项目成果展示”四部分构成,各部分在探究活动中承担着相应的教学任务。该项目设计以“食醋酿造”为教学载体,借助“食醋酿造”承载的传统文化与化学原理,将化学学科知识、生活元素以及传统文化三者融合,既开展了学科知识教学,又发展了学生的文化素养,因此将项目名称拟定为“食醋酿造——领略传统工艺的文化魅力与探秘生活中的化学世界”。微项目将“培育和践行社会主义核心价值观,深入开展中华优秀传统文化教育”[3]作为教学目标的重要依据,开展促进学生科学文化素养落实与关键能力形成的课堂。而“微项目活动”分为三个部分,由“思想汇聚,文化传播”“技术碰撞,工艺传承”“科学探究,生活实践”三个探究活动组成。实践探究活动内容层层递进,由食醋的文化历史逐步过渡到传统酿造工艺,再逐步深入到酿造工艺背后蕴含的相关化学原理,揭示传统文化工艺与科学技术发展的历史痕迹。学生在探索化学学科知识的同时,受到我国优秀传统文化熏陶,实现学科核心素养与文化素养的同步发展。最后是项目成果展示部分,也是一个评价环节,学生与同伴间相互展示项目成果,展开活动讨论与反思。
2.“食醋酿造——领略传统工艺的文化魅力与揭秘生活中的化学世界”微项目设计与开发
(1)项目学习目标
①搜集与整理食醋文化相关资料,在掌握我国食醋文化发展历程的基础上,领略我国传统文化的无限魅力,提升科学文化素养。
②通过调研食醋文化发源地,能简单运用古代食醋酿造工艺的一般流程与化学原理,感受传统文化与科学技术的碰撞,能利用化学原理解释相关问题与现象,建立原理与问题现象间的一般关系。
③能从化学视角出发自主设计与开展“食醋酿造”实践小活动,能认识和解决生活中的问题,形成问题解决的一般方法与化学思维。
(2)项目活动流程
“酸甜苦辣咸”的酸味位于五味之首。酸味通常来源于我们日常生活中使用的调味剂——食醋。现在市场上食醋的种类繁多,制作原料、工艺等也有所不同,有的利用粮食酿造,有的利用水果酿造,也有的借助地方特色物质来酿造,因此,现在我国食醋品种繁多、味道鲜美。那我国食醋又是经历了怎样一个发展历程才取得了今天的辉煌成就呢?今天我们一起以一个工艺人的视角走进我国食醋的发展历史,揭示食醋酿造工艺背后蕴藏的化学原理,领略我国传统食醋的文化魅力与科学精神。
活动1:思想汇聚文化传播
阅读“视野拓展”中的相关资料初步认识我国传统食醋文化,通过网络资源的搜集整理、探索食醋文化发源地、复盘古代食醋酿造流程,进一步领略我国传统食醋文化蕴含的智慧与精神。结合你搜集的信息与同伴展开讨论:我国食醋的发展历程是怎样的?我国食醋的种类有哪些?食醋的酿造方式有多少种?
视野拓展:
从古至今食醋都是人们最常用的调味品,据《尚书》中记载“若作酒醴,尔惟麹糵;若作和羹,尔惟盐梅”,这句话记载的是商朝第二十二代君主武丁的发言,意思是说如果要制作甜酒就需用到酒曲,而如果要制作酸汤羹则需用到梅子。可见商朝时期还没有出现“醋”,想吃酸的东西只能借助酸梅来调制。“醋”在中国古代也可称作“酢”“醯”“苦酒”等,东汉许慎在《说文解字》中写道:“醋,客酌主人也。”这个意思与“醋”的同胞兄弟“酢”的意思相同。“酢”有两个读音cu 和zuo,读zuo是指客人给主人敬酒,所谓“献酢酬”,主人给客人敬酒曰“献”,客人敬主人曰“酢”,主人再给客人敬酒曰“酬”,所以现代汉语中有“酬酢”或者“一酬一酢”等词。而读cu 的时候,就是指我们通常说的“醋”了,因此在日本,食醋亦被称作“酢”。
我国食醋发展历史悠久,不断累积的酿造经验与文化底蕴造就了高品质食醋,但由于各地区不同的地方特色與餐食习惯,因此食醋的种类、酿造工艺、口味等也有所差别。我国食醋种类繁多,其中比较出名的粮食类食醋有:山西老陈醋、南充保宁醋、镇江香醋、福建红曲米醋、“神秘湘西”原香醋、天津独流老醋、福建永春老醋、广灵登场堡醋、岐山醋、河南老鳖一特醋等。除了糯米、大米、麸皮、小麦、高粱等粮食可用于制作食醋之外,水果也是食醋酿造原料之一,即我们口中常说的果醋,历史上最早出现的果醋是贾氏柿子醋。现将一些我国食醋种类整理见表1。
我国食醋种类繁多,不同种类食醋背后都承载着其历史发展的文化沉淀,了解食醋品牌历史,有助于领会传统文化传递的精神与力量。
活动2:技术碰撞工艺传承
食醋是我们生活中常用的调味剂,食醋的使用历史长达上千年,随着食醋酿造技术的不断精炼与进步,市面上食醋种类也越来越繁多,不仅有我们平时使用的粮食醋,还有各种类别的果醋等。醋的种类与其原料和酿造工艺有关。食醋酿造工艺传承了上千年,在传承过程中文化与科技不断发生碰撞并产生智慧的结晶。通过网络搜集相关文献或与工艺传承人沟通交流,探索食醋酿造工艺发展历程,掌握食醋酿造一般流程,进一步揭示食醋酿造工艺背后的化学原理。
资料卡片:
山西老陈醋酿造工艺[4]
山西老陈醋是我国知名食醋品牌之一,其采取传统固态发酵法,以高粱、大麦、豌豆等纯粮为制作原料,选取精制大曲为酶制剂,经过“蒸、酵、熏、淋、陈”五道传统生产工艺,制作出具有“甜、绵、香、酸”独特品质的山西老陈醋。“蒸”是山西老陈醋酿造工艺第一步,采取固态蒸粮法,首先将高粱放入温水中焖4~6小时,然后再蒸2小时,停火后再继续焖半小时,取出放置在晾场,冷却后撒入大曲即完成第一道工序。老陈醋酿造第二道工序“酵”采用稀醪厌氧酒化,液态法酒精发酵,曲料送入酒精发酵室内进行发酵,在经过酒精发酵后进入醋酸发酵阶段,酒精在醋酸杆菌的氧化作用下转化为乙醛,乙醛再进一步被氧化成醋酸。第三道酿造工艺“熏技术”是起源于山西的独特酿造技术,将发酵好的醋糟用炉火熏烤至焦糖色,将醋醅一分为二,取一半倒入熏缸熏制,于70℃~75℃下间接加热熏醅6天,逐渐由黄变褐直至成黑紫色,黑醋的颜色逐渐显现即可。山西老陈醋的第四道传统精细工艺“淋”采用浸润萃取,经过浸、闷、煮、细淋、淋净几个步骤。将熏醅后剩下的醋醅倒入淋缸,加入二淋醋醅液浸泡,再加入泉水浸泡,淋醋至醋液全部淋出,得到白醋。然后将淋出的白醋加热后浸泡,再进行淋醋,所淋出的棕红色醋液称为熏醋,也称原醋。最后一道工序是将淋好的新醋放在大缸里,利用自然条件,提高食醋浓度。经过上述五道工序山西老陈醋基本制作完成。
活动3:科学探究生活实践
任务1:从化学的视角出发提取活动1和活动2中涉及到的化学原理,梳理出食醋的化学性质与物理性质,并进一步过渡到乙酸的化学性质与物理性质。
任务2:结合任务1的梳理结果,自主设计实验,探究食醋的相关性质,深化对乙酸化学性质的理解与把握。
①家庭小实验(见表2):
小组合作探究,查阅鸡蛋壳与食醋反应的实验步骤,研讨和制定实践方案。课后在教师指导下在家中或实验室开展活动,准备好实践活动记录本,对实验现象与实验结论做好记录,概括实验原理与实验影响因素。
实验药品:鸡蛋壳、家用食醋、澄清石灰水、注射器、细口玻璃瓶、气球
实验步骤:
实验结论与讨论:
②课外小实验:
从科学视角探究家用食醋的物理性质与化学性质,借助观察与记录等方法从食醋颜色、味道、状态出发认识食醋物理性质。
物理性质(见表3):
化学性质(见表4):
从化学的视角认识家用食醋,查阅相关信息归纳与概括出乙酸的化学性质,并小组合作自主设计实验方案验证乙酸相关化学性质,对实验现象与实验结论进行详细记录,并从中概括实验原理与实验类型。
(3)项目成果展示与反思设计
①通过上述探究活动简要概括我国食醋文化的发展历程,梳理和总结我国食醋品牌与酿造工艺的一般流程,并将上述内容制作成活动报告进行汇报。
②将实验探究的活动过程及结果以照片、视频、活动报告的形式进行交流汇报,与同伴相互交流总结评价。
③回顾活动流程,与同伴展开交流与讨论,反思活动中优缺点并展开改进讨论。
四、“再开发微项目”的实施建议——以“食醋酿造”为例
微项目实质上是项目式学习的微型化,具备项目式学习的一般特征。而项目式学习隶属于建构主义教学法,旨在通过允许学习者借以探究的手段,处理与所研究主题既密切相关又真实丰富的问题,从而实现深度学习[5]。在开发与设计新的微项目之后,如何在教学中实施就成为了关键。基于上述“食醋酿造”微项目的再开发与设计,以核心素养的发展为目标导向,本文从课前准备、课堂教学以及课后反思评价等方面阐述微项目相关实施建议。
1.课前明确项目式学习的目标与任务,做好资料收集准备
微项目是新课程改革下项目学习的典型代表,而项目学习是指学生在成果导向下,完成各类综合任务的学习过程[6]。在分析项目主题与学生实际情况的基础上,以核心素养的发展为导向,明确项目式学习目标,设计与布置关联性的探究任务,学生在相应任务的指引下,展开资料的收集与分析,为课堂活动的开展做好充分准备。以“食醋酿造”为例,基于食醋酿造工艺中蕴含的化学原理与承载的文化素养,明确设置了“掌握醇、醛两类物质的氧化反应”“了解食醋文化的发展历史”等学习目标,再以学习目标为基础,规划与设计探究任务。在一系列探究任务的指引下,学生通过超市调研、厨房考查、阅读食醋包装上“配料说明”等,初步认识食醋的酿造原料、品牌种类、浓度与香型等。随后进一步借助网络资源,查询与了解食醋的发展历史与酿造工艺,并将调研结果进行梳理归纳,课堂进行汇报交流。课上活动与课下任务的协调配合为学生掌握知识、能力形成、素养发展提供了一个实战平台,课下的探究任务是学生信息收集与分析能力发展的问题载体,课上问题解决的过程则是学生科学探究与创新意识等素养的发展载体。
2.课上基于项目目标与任務,开展深度学习
项目式学习强调对知识的深度理解,在做事中实现专家思维的形成与跨情境的迁移,并通过驱动性问题与课程标准中的核心知识展开关联,完成核心知识深化与思维迁移[7]。教师以微项目为课堂教学载体,开展基于问题导向、高阶认知发展的项目式教学,引导学生在问题的解决过程中展开深度学习。学生在项目目标与探究任务的指引下,亲历问题解决的全过程,头脑中逐步形成复杂情境下问题解决的思路,为后续核心知识和化学思维的迁移与应用奠定基础,逐步达成深度学习的指向目标。以“食醋酿造”为例,学生在探究任务的引导下,通过对问题情境的剖析,掌握了食醋酿造工艺所承载的化学原理,进一步对乙酸性质进行推理预测,并自主设计验证方案,在实验现象与数据的支持下得出结论并撰写报告,最后课堂上进行交流汇报。学生经历问题发现、性质预测、方案设计、实验验证、反思总结等过程后,逐步掌握物质性质探究的基本方法与思路,在问题解决能力提升的基础上,达成了科学探究与创新意识、证据推理与模型认知素养发展的项目目标。
3.课后开展总结反思评价,深化素养与能力的发展目标
项目式学习作为一种学习方式,引领学生在真实的问题中探索,在提高学生问题解决能力的基础上,凸显以学生素养能力发展为本的教育价值观,全方位促进学生情感、思维以及科学能力的发展[8]。核心素养是课程目标凝练后的集中表现,关注学生关键能力、必备品格和价值观念的形成与发展,而项目式学习是落实与发展核心素养的重要手段。教师通过对课上活动与课下任务的统一筹划,为学生提供了项目式学习的平台。学生顺利完成项目式学习后,开展课堂总结与反思评价,通过回顾与梳理项目式学习的基本框架与流程,厘清任务群所承载的知识脉络,将头脑中形成的思路与方法进行外显化处理,实现能力线的拓展与延伸,进一步促进核心素养的升华与进阶。课堂总结与反思评价是学生在达成项目目标的基础上,通过学习过程的回顾与自我反思,认识与深化目标的重要举措。
参考文献
[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准(2017版)[S]. 北京:人民教育出版社,2018.
[2]严文法,刘贝贝. 传统文化情境在中学化学教学与评价中的应用[J]. 内蒙古师范大学学报(教育科学版). 2021,34(4):69-74.
[3]中华人民共和国教育部. 国务院办公厅关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见[EB/OL](2019-06-11)[2021?04?19]http://www.gov.cn/zhengce/content/2019-06/19/content _5401568.htm.
[4]杨常伟,杨小明. 山西传统酿醋工艺的传承与发展[J]. 广西民族大学学报(自然科学版),2018,24(1):37-42+65.
[5]Milentijevic I,et al. Version Control in Project-based Learn?ing[J]. Computers & Education,2008(50):1332-1338.
[6]陈颖,王磊,徐敏,尚荣荣,陈松,宁燕丹. 高中化学项目教学案例——探秘神奇的医用胶[J]. 化学教育(中英文),2018,39(19):8-14.
[7]夏雪梅. 从设计教学法到项目化学习:百年变迁重蹈覆辙还是涅槃重生?[J]. 中国教育学刊,2019(4):57-62.
[8]胡红杏. 项目式学习:培养学生核心素养的课堂教学活动[J]. 兰州大学学报(社会科学版),2017,45(6):165-172.