高中化学项目化作业设计与反思

本文基于高中化学课程标准开发了强调真实情境问题与学科知识融合的项目化作业，对项目化作业进行了“教—学—评”一体化的设计与实施，并进行了校本实践。以项目化作业“青蒿素的发现与提取历程”为例，将科学写作融入于化学项目化作业设计，进行了项目化作业成果的反馈评价。

一、项目化作业设计的理念

作业不仅是对知识点的巩固强化和评价手段，而且是学生科学思维能力培养的有效途径。目前，高中化学作业形式受到选拔制度、课时限制、课外实践安全等因素的影响，已经不能满足新课标中对学生发展提出的树立正确价值观念、培养必备品格和关键能力的具体要求。为了促进学生化学学科核心素养的发展，强调真实情境问题与学科知识融合的项目化作业是一个可实践的有效途径。

作业设计不仅要以课程标准和考试评价要求为导向，而且应注重学生核心素养和关键能力的培养。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》指出：“提高作业设计质量，精心设计基础性作业，适当增加探究性、实践性、综合性作业。”《深化新时代教育评价改革总体方案》中关于深化考试招生制度改革要求中提到：“改变相对固化的试题形式，增强试题开放性，减少死记硬背和刷题现象。”这都为作业设计指明了方向：要加强作业设计、变革作业结构、提升作业质量、回归育人初衷。

项目化学习经过研究实践，可以是一种学生学习方式或组织形式，也可以是一种教师教学方式或育人方式，或作为一种课堂形式或课程形态。项目化教学衍生的项目化作业，以学科知识为依托，以任务为单位，学生完成项目化作业的过程是主动建构和探索的有意义学习过程，更有助于学生自主深度思考。由于高中教学容量较大，课堂教学时间相对紧凑，可通过项目化作业反转来拓展课堂教学，统筹安排好教学设计中有关课上和课下的任务设计。本文结合具体案例“青蒿素的发现与提取历程”，积极探索项目化作业设计的“教—学—评”一体化，实现项目化作业与课堂教学的深度融合。

二、项目化作业设计的流程

美国认知教育心理学家奥苏贝尔指出，“有意义的学习主要指从所呈现的学习材料中获得新的意义。”就化学项目化作业而言，有意义的项目化作业应包含：聚焦学科核心素养，基于学科核心大概念选取项目化作业的主题内容；围绕课程标准，紧扣教学目标进行作业的活动设计，通过驱动型任务设计学生活动并科学设计教师支持；依据科学评价量表实施评价标准，明确项目化作业的成果要求和学习成效的评价标准。

（一）项目化作业设计的呈现方式

依据上述项目化作业设计流程图，以“青蒿素的发现与提取历程”为例，阐述项目化作业设计的呈现方式。《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》指出：“普通高中化学课程是落实立德树人根本任务、发展素质教育、弘扬科学精神、提升学生核心素养的重要载体。” 新课标中有三处建议将提取青蒿素作为教学情境素材，在人教版教材中也有两处图示讲解了青蒿素的分子结构。将“青蒿素的发现与提取历程”作为项目化作业的主题内容，不仅使学生领略中华优秀传统文化的魅力，体会学习老一辈科学家献身科学的奋斗精神，而且可以进一步归纳整理有机化合物分离提纯的科学实验过程，发展证据推理与模型认知和科学探究与创新意识的学科核心素养。

项目化作业内容以项目化作业指导手册的形式呈现，学生按照手册中的主题内容、作业任务和作业成果要求完成项目化作业。

【作业主题】学生走访博物馆（实地或线上）学习青蒿素的发展历史，调研青蒿素的提取历程。

【作业任务】

【任务1】查阅文献，学习青蒿素的发展历史，感受科学家的精神品质。

[关键子任务]了解青蒿素在治疗疟疾方面起的作用，以及中医药古籍的贡献，了解屠呦呦团队对青蒿素研究和开发的历程。

【任务2】学习屠呦呦团队从青蒿中提取出青蒿素的研究历程。

[关键子任务]用工艺流程图表示出青蒿素的提取分离工艺，了解物质分离提纯的基本思路，感受科学探究的历程。

【任务3】“香”满中秋，药传古今，感受中医药文化的魅力，了解青蒿素分子结构测定的各种方法。

[关键子任务]高一学生选择合适的香囊组方，制作一个适合自己的小香囊。高二学生总结元素分析、质谱、红外光谱、核磁共振氢谱以及X射线衍射图谱等研究有机物的主要方法。

【作业成果】根据上述项目化作业的任务，完成调研青蒿素的提取历程的科学写作。科学写作要用严谨的化学用语、图示等阐明任务中的关键子任务，并融入调查研究学习过程中的体会和问题。

（二）项目化作业设计的评价标准

美国教育家斯蒂金斯认为，任何教学的质量，最终都取决于所运用的评价质量。在项目化作业中，作业成果是完成效果的关键，是学生学得“怎么样”的一种体现。科学写作有相对成熟且系统的评价体系，将其作为一种作业成果的呈现方式，更有利于实现作业成果评价的科学性。科学写作更注重让学生调动已有认知，通过与新知识点的整合，对一定情境下的问题进行分析与解决，依据科学概念和科学知识的解释去完整地、逻辑清晰地将自己的思维过程外显化。高中化学与生产生活密切相关，科学写作在培养学生科学知识结构化和思维方式科学性有着独特的优势。依据科学写作的基本要求，结合青蒿素的发现与提取的科学研究历程，设计了“青蒿素的发现与提取历程”科学写作的评价量规。

（三）项目化作业的学习成效与评价

项目化作业指导手册——青蒿素的发现与提取历程，涉及了三个作业任务，学生在完成作业任务时，根据任务驱动调动学习动机，通过小组合作在共同完成作业的过程中逐步培养了合作意识和团队精神。“任务1能简述青蒿素的发展历史，以及中药青蒿素发现的巨大贡献价值”是一个开放型问题，需要学生通过自主查阅和学习中国医学研究院科研等众多科研团队在20世纪50年代医疗匮乏的关键时期开展“523”工程的重要意义。任务1的科学写作过程是一种科研工作社会责任和科学使命自身体会的良好载体。“任务2能通过工艺流程图掌握分离提纯的各步的原理、目的和意义”是一个封闭性问题。通过整理青蒿素工艺流程图，对有机物分离提纯的实验原理、装置、试剂、操作等系列问题的综合进行学习与应用，感受科学态度和科学家的探索精神。任务3进行了分学段设计，在高一阶段进行“‘香’满中秋，药传古今”的作业活动；在高二阶段进行了作业分层设计，基础作业是了解青蒿素分子结构测定的各种方法；拓展作业是尝试归纳总结分子结构测定的各种方法的原理和测定数据的意义。对“青蒿素的发现与提取历程”的项目化作业进行了科学写作的评价，实现了“任务—成果—评价”的一体化。通过评价，可以鼓励学生进行自评和互评，有意义的反馈和接受反馈，促进学生自我反思。

三、项目化作业设计的反思

（一）真实情境促进学生实现深度理解性学习

项目化作业主题选择基于有意义的真实情境使学生达到深度理解性学习。学生以已学课程概念为基础，在项目化作业的真实情境下，将陌生情境与现有知识点建立联系。学生通过项目化作业任务和教师支持，逐步寻找思路，查阅资料，解决任务，从而实现对知识的深度理解。

（二）任务内容结构化帮助学生形成结构化知识体系

项目化作业围绕真实情境中具有挑战性的驱动性问题，将原有知识的“点”和“线”织成知识“网”，更有助于学生知识的结构化和问题解决的综合化，促进深度学习。教师在项目化作业任务设计上要重视内容结构化，充分认识知识结构化对学生化学学科核心素养发展的重要性。任务设计可以从以下几个角度设计问题：相关概念发展的历史角度；实验探究的实验设计，操作和现象观察以及结论归纳；模型逐步构建、符号表征、宏微结合。教师要依据不同的模块学习特点，有目的地设计“认知思路”和“核心观念”的结构化设计，逐步提升学生的化学知识结构化水平，发展化学学科核心素养。

（徐德明）