项目化学习培养学生素养的研究

金丽霞

【摘要】本文旨在对有化学知识基础的九年级学生和没有化学知识基础的八年级学生，通过“海水中提取食盐”和“柑橘类湿垃圾提取精油”来研究基于趣味实验的项目化学习对学生素养养成的作用。

【关键词】趣味实验    项目化    学习素养

【中图分类号】G633.8    【文献标识码】A    【文章编号】2095-3089（2021）44-0115-02

一、基于趣味实验的项目化学习的设计与实施

（一）驱动性问题

在九年级实验教学中，粗盐提纯实验得到学生的青睐，实验完成后很多学生拿着提纯出来的粗盐询问老师，这份食盐是否可以食用。基于学生的兴趣点和好奇点，学生的生活的环境上海又是海边城市，于是笔者引导学生试一试自己动手“海水中提取食盐”。笔者采集来奉贤碧海金沙海滩边的海水，分给通过自由报名和自由组队的5组同学进行实验研究。

在八年级的探究性课题中，学生感受到垃圾分类很重要，而湿垃圾一直是很难解决的一个问题，于是学生想到是否可以变废为宝。同时，学校的厕所经常会买一些香薰进行除臭，那么如果可以把湿垃圾变成香水那就一举两得了。于是，经过深思熟虑和反复研究后，学生选择了“柑橘类湿垃圾提取精油”为主题的实验研究。

两个基于趣味实验的项目化学习驱动性问题完全不同，一个是基于九年级化学知识的基础上进行进一步的深入研究，另一个是基于社会热点和生活实用性角度选取的研究目标。前者有教师的引导，后者完全由学生自主发现。从驱动性问题的本身看，前者对于九年级学生更具有可操作性，而后者对于毫无化学基础的八年级学生更有挑战性或者不可完成的可能性。

（二）核心知识

“海水中提取食盐”分为两个部分，一部分是初中所学习的过滤、蒸发、结晶的过程;另一个部分是高中的粗盐的精制，通过滴加不同过量的试剂来除去溶液中的杂质离子。核心知识有已学知识的基础和超越现有知识的内容，需要学生去发现和理解。

“柑橘类湿垃圾提取精油”需要有机物的概念、有机物分离的方法、离心机的使用等等完全超越八年级学生知识范围体系的内容。

对于核心知识，九年级的“海水中提取食盐”由于项目的出发是从课本中的实验引申出来，所以它的核心知识更接近于最近学习的内容，更接近于相近学段的知识。需要解决的细节性问题是结构化的，与学科知识结构无缝衔接，有利于习得完整的学科结构。而八年级的“柑橘类湿垃圾提取精油”由于直接来自于社会热点和生活实际所以知识的要求会不受学段的框架，而更倾向于能被实际应用的高端知识。所以知识上没有衔接性，也就不会受到限制。

（三）促进问题解决的认知策略

根据马扎诺（2015）的学习维度框架，高阶认识策略有问题解决、创见、决策、实验、调研、系统分析六个方面。“海水中提取食盐”和“柑橘类湿垃圾提取精油”都经历了问题解决、决策、实验、调研、系统分析。而“柑橘类湿垃圾提取精油”更能符合“新且适用”的创见水平的标准，“海水中提取食盐”并不能很好地体现“创见”。

（四）学习实践和全程评价

九年级“海水中提取食盐”，实验开始前教师首先对5个小组成员进行了纸笔测试，采用了2020年上海某区二模卷49题海水晒盐的题目，测试结果：共23人，正确率100%为0人;90%～99%为3人;80%～89%为7人;70%～79%为8人;60%～69%为3人;50%～59%为2人。由此可见，学生在实验前对于去除粗盐中的可溶性杂质了解的并不深入，对药品为何过量，药品投入的顺序问题，并不是很清晰。其次，在海水提取粗盐板块设计了实验记录表格，在粗盐精制板块设计了实验记录表格，实验过程中，进行了全程评价。

八年级“柑橘类湿垃圾中提取精油”的实验中，由于学生只是在科学课上学习了一部分零散的化学知识，所以实验前教师无法对学生进行系統的化学知识的测试。实验过程中提醒学生进行实验的记录，实验结束后，通过问卷调查对香水进行了评价，最后记录全程评价表。

（五）公开成果

九年级的“海水中提取食盐”原本以为会很顺利地得出精制的食盐，但是在最后一次小组汇报的时候却发现出现了很多的意外，比如：第二次蒸发时溶液变成了黄色而不是无色，得到的食盐晶体会随着湿度和温度的不同而发生变色。过滤时发现滤液还是浑浊的，得到的滤渣具有滑腻感，有的同学还发现过滤完的滤液表面有彩色薄膜。这些所有出现的超出书本知识范畴的现象，都引发学生进一步的思考、检索论文和实验验证。在汇报的过程中，由于每一个组的汇报成员的自信展现、表达能力、研究深入程度，以及组员研究后感悟的分享都对互相之间产生触动，从他人的方案中吸收超越的知识，从实验中规范自己的操作，在体验中也感悟由定性到定量的重要性，以及理论和实际之间的桥梁。这个交流虽然并没有“创见”，但是大家对粗盐精制有了更深刻的认识，也对实验中出现误差有了更正确的态度。

八年级的“柑橘类湿垃圾提取精油”的实验最后是用产品的展示和问卷调查，以及老师面前的答辩来完成公开成果的。产品的展示也收到了很多同学的宝贵意见，比如有的同学觉得橙子香味可以浓一点，酒精的比例可以降低一点。而有的同学建议尝试更多的精油品种，比如花卉类。

二、项目化学习实践感悟

（一）驱动性问题的选择

通过2个趣味实验的项目化实践，无论是在课本体系内的知识点所引发的趣味实验还是脱离课本体系知识点的趣味实验都可以被学生最终完成，所以只要是学生感兴趣的问题都可以作为驱动性问题，但是实验比理论的研究更能保持可持续研究的动力，知识层面并不受限制。学生对事物感到好奇，往往是创造性思维迸发的时候。所以，驱动性问题只有1个前提条件就是“好奇和兴趣”。

（二）核心知识的获得

对于课本知识体系内的趣味实验项目化研究，更能让学生将过往的经验和新的学习内容建立连接，有利于建构完整的认知结构，形成解决问题的个体性策略和知识分析框架。九年级“海水中提取食盐”在初中粗盐提纯的基础上，深入理解粗盐的精制，体会碳酸钠、氢氧化钠、氯化钡、盐酸加入试剂的顺序和用量，自然过渡到高中的学习内容。通过实验中出现各种千奇百怪的现象，学会了实验需要从定性走向定量，查找参考资料必须进入各种数据库，网络上的信息是需要刷选的。

对于课本知识体系外的趣味实验项目化研究，就无法达到建构知识分析框架的作用，就像八年级的“柑橘类湿垃圾提取精油”，虽然经过项目化研究学生学习到了很多化学的用语和化学试剂的作用，但是对于精油这种有机物本身的分子结构、香味原理，以及柑橘类适合压榨法而鲜花类适合蒸储法并不是很理解，所以他们只能知道用何种方法而不能直接跨越到大学阶段的知识体系。

由此可见，相邻学段的趣味实验项目化学习能起到学习内容的建立连接，而不相邻学段的趣味实验项目化学习无法达到知识的真正衔接。

（三）促进问题解决的认知策略的不同结果

九年级的学生由于有一定的知识基础和年龄、自身能力的提升，所以碰到问题的时候他们比较多地选择自己先研究、小组讨论、查阅资料、再实验，实在解决不了的时候才会寻求老师的帮助，所以他们对一些奇特现象的理解会更深入，体会更深刻。同时，由于他们胆子更大一点，所以做实验更放的开，试错的勇气更大，在错误面前更坦然。有的同学为了研究新产生的氯化钠对海水中原来氯化钠的提纯比例的影响，甚至还加了一整瓶试剂来体验，体会完之后不忘在汇报分享时提醒大家要节约试剂。

八年级的学生由于知识基础的欠缺和年龄、自身能力的相对较弱，所以整个实验操作过程会按部就班，不敢随意尝试和添加试剂，导致虽然结果产生了，但是体会并不是很深刻。所以，基于学段体系内的知识的趣味实验项目化研究更能让学生自然发挥和深入研究，实验后的收获和感悟也能更深刻，项目化学习更有效。

（四）全程评价

评价是一个非常复杂的体系，对于它的设置可以从核心知识、学习时间、学习过程中的成果、最终学习成果，或探究性实践评价、社会性实践评价、审美性实践评价、调控性实践评价、技术性实践评价等。本次的两个项目从核心知识和学习实践评价两方面入手，感觉还是有点粗糙。在评价表中最后一行笔者加入了“自我评价”，试图通过以学习者为中心的质性评价，来促进学习者进行自身的反思能力的培养，对自己在趣味实验中的成长和待改进的地方进行深入思考，以便在以后的研究中能够有所借鉴，提升自学意识和能力。

（五）公开成果

公开成果的方式，九年級采用了小组分享讨论式，而八年级采用了问卷和答辩式。两种方式对学生的影响不同，九年级在分享成果和组员分享感受的过程中，其他组都在认真地倾听并进行了一定的提问。互相之间体会了实验的严谨和其他组员科学研究的严谨性，同时收获了研究的方式，更感受团队合作的重要性，成员间也通过比较自身和同伴的学习成果，促进了思维方式和学习行为的二次调节，收获的不仅是知识，还有能力和视野的开拓。而八年级的问卷和答辩式缺少了面对面交流的心灵触动，问卷缺少互动，答辩在权威的影响下只有完成任务的急迫感，缺乏细嚼慢咽的科学精神的体会机会。

通过以上两种趣味实验的项目化研究，我们发现驱动性问题的选取不受知识体系的限制都可以被完成，但是在核心知识的获得和认知策略的选择上，知识体系越是接近的驱动性问题更能获得发展和深入，在评价中希望不仅是外界的评价也需要注重学习主体的自我评价，这样更能触动内心的感受，促进可持续发展。

参考文献：

[1]梁雪峰，倪娟.家庭化学小实验的设计及实验策略[J].化学教育，2016（19）：64-67

[2]蔡双兵，耿龙荣.城市初中开展化学家庭实验的策略探索[J].化学教育，2015（5）：46-47