新课标鲁科版高中化学必修教材的“微项目”设计研究

沙莎 杨笑 占小红

摘要： 以鲁科版高中化学必修新教材的“微项目”为研究对象，对教材的微项目活动进行界定和特征分析，使用“四维度八标准”的分析框架，从学习目标、项目任务、活动环境、活动过程四个维度结合关键知识的理解与掌握、成功素养等八个标准分析鲁科版教材微项目的设计特点，为教材中微项目的教学应用提供参考。

关键词： 高中化学必修新教材; 微项目; 项目化学习; 鲁科版

文章编号： 1005-6629（2021）09-0021-05

中图分类号： G633.8

文献标识码： B

1  研究背景

项目化学习注重解决实际问题，美国巴克教育研究对项目化学习给出定义： 这是一种系统的学习组织形式，学生通过经历事先精心设计的项目和一连串任务，在复杂、真实和充满问题的学习情境中持续探索和学习[1]，从而获取需要的知识，解决项目中的问题，实现有意义的学习[2]。当前国内项目化学习介入渠道窄，除学校在课程层面规划外，就是个别教师的自主设计，一般适用于活动课程学习，学科课堂中实际落地少。鲁科版高中化学新教材（以下简称鲁科版）的创新之处之一，就在于将项目化学习引入化学课程，教材每章节末尾均设计一个“微项目”，探索性发展学生的化学学科核心素养。

微项目即微型化的项目化学习活动，符合项目化学习的一般要求和特征： 强调真实性、跨学科性，持续时间较长，跨越空间较大，项目体验随机且丰富，需要多方合作等[3]。鲁科版教材将微项目置于章节末尾，给学生创造运用章节知识解决现实问题的机会，体现以应用本章节知识为主、适当联系其他学科知识的特点，兼顾课堂教学的可行性，学习情境不太复杂，因而项目周期较短，一般仅需2～3课时。本文以鲁科版新教材必修第一册、第二册中的“微项目”活动为研究对象，探讨其设计特征，为教材中该类活动的教学应用提供参考。

2  鲁科版“微项目”分析框架

微项目属于学习活动，分析方法可参照一般学习活动的分析框架。管珏琪认为分析学习活动有四个维度： 学习目标、学习任务、学习情境和学习行为，将该理念应用在微项目中： 学习目标是学习活动对学生将产生的影响的描述;相应的学习任务就成为“项目任务”，指对学习活动的主题描述;学习情境是微项目发生的“活动环境”，指学习活动具体的发生环境;学习行为的结构及其序列呈现了学习活动的具体实施过程[4]，也就是微项目的“活动过程”。美国巴克教育研究所针对项目化学习活动提出了8大黄金标准，涵盖学生的两个学习目标： 对关键知识的理解与掌握及成功素养;项目设计的6个核心要素： 挑战性问题，持续探究，真实性，学生的选择、反馈、评论与修改，公开展示的作品[5]。将8大标准与学习活动4个维度进行融合，形成教材“微项目”四维度、八标准的分析框架，如表1所示。

2.1  鲁科版高中化学教材“微项目”设计概况

鲁科版高中化学新教材必修第一册、第二册每章节末均设置了微项目学习活动，共计6个，基本情况如表2所示。

2.2  学习目标分析

2.2.1  学科学习

在组织学科关键知识方面，教材以2017年版高中化学课程标准为依据，选取了五大主题，基于核心素养要求，以大概念形式提炼核心知识。必修第一册的微项目对应“物质分类和氧化还原反应”“电离和离子反应”等核心概念，旨在培养学生形成“价—类”元素观和转化观、发展微粒观;必修第二册的微项目则强调“元素周期律”“化学键”“物质反应与能量转化”等核心概念，对必修第一册建构的大概念进行从单要素孤立、多要素关联向多要素系统化的螺旋式发展。

在培养思维技能方面，教材侧重于训练专家思考方式的特定领域问题研究的思路方法，反复强调3个重要的思维技能： 研究物质性质的方法程序;物质富集、分离、提取的基本思路;化学视角解决现实问题（如要求从能量转化、反应条件等化学学科视角来着手分析“安全气囊”和“酿造米酒”）。

2.2.2  成功素养

教材合理安排了决策类和设计类两种项目活动，决策类活动主要通过科学论证过程培养学生的批判性思维，活动也涉及信息的获取、分析与利用，可以促进学生运用新型信息媒体的技能，这类活动有论证重污染天气汽车限行的合理性等。设计类活动给学生提供一定的创新空间，如“设计安全气囊的气体发生剂”就要求学生自主设计配方。项目活动还注重对社会性技能的培养，如通过设计小组讨论环节来锻炼学生与他人沟通的能力，展示项目成果有助于强化学生的自我表达能力，调查与收集信息也有利于规范学生的社会化活动等。

2.3  项目任务分析

2.3.1  任务意义

真实的任务离不开现实生活，成果能真实应用才具实际价值。微项目的任务来源兼顾学生的日常生活与社会重要主题这两个方面。具体来看，六个项目中来源于日常生活的有3个（制作膨松剂、科学使用含氯消毒剂、自制米酒），来源于工业生产的有2个（海带提碘与海水提溴、研究车用燃料和安全气囊），来源于社会性科学议题的有1个（论证汽车限行的合理性）。

至于项目成果的现实应用情况，能完成实际作品的有4个，包括膨松剂、含氯消毒剂使用手册、“汽车限行议题”论证报告以及自制米酒;而提碘与提溴方案、安全气囊气体发生剂项目成果以生产流程或原理的形式呈现，但无法产生有应用价值的项目成果。

2.3.2  任务设计

項目任务涉及的问题，其劣构性包括三种情况： （1）任务的目标不明确，且没有足够的信息解决问题;（2）任务的解决方法不唯一;（3）解决结果具有开放性，需要对意义建构的结果进行反复的协商、检验、证伪，使其具有客观性[6]。六个微项目的劣构性分析如表3。

由分析结果可见，仅有一个项目属于问题不明（要求学生自己从社会新闻中选择一个探究问题），另有一个项目是方法不明（要求学生自主合作研讨酿制米酒的方案），其他任务都是让学生运用所学的思路方法和知识经验进行方案设计，如设计膨松剂等。

对于完成项目需要学生运用辅助性的跨学科知识时，教材通过设置“资料卡片”“化学与技术”“拓展视野”三种栏目为学生提供支持，如表4所示。

从数量上看，6个微项目中只有3个涉及跨学科知识，涉及两门学科的有2个，涉及一门学科的有1个，涉及学科门数偏少，合计仅3门： 生物、技术和历史。可见微项目的设计努力融入跨学科知识，但涉及的学科目前主要局限在生物与技术学科。教材尝试在微项目中将科学与人文进行融合，如在资料卡片中介绍中国传统酿造工艺，但跨学科知识仍只作拓展之用，并非解决问题所“必需”。

2.4  活动环境分析

活动环境主要有学校、家庭及社区，见表5。从数量上看，涉及教室的微项目有5个，涉及家庭的有4个，涉及社区的有1个。教室是开展活动的主要场地，用作方案设计、论证、进行实验，家庭厨房用于蒸馒头、酿米酒等一般操作活动，社区作为学生调研和收集信息的场所。可见，鲁科版的微项目在探索空间的开放性上，主要将目光放在家庭环境，同时积极探索社区的活动功能。但项目作品的“公开”范围尚有局限，主要在班级内部，仅“含氯消毒剂”项目要求学生向家人、朋友宣讲和解读自己的含氯消毒剂使用手册。

2.5  活动过程分析

2.5.1  活动结构

在各项目的内部活动方面，合理安排了三种关联关系： 铺垫、序列及并列。有铺垫关系的有3个项目，铺垫关系是指项目中对原理先进行探究后运用方法，如探秘膨松剂项目就要求先探究碳酸氢钠作膨松剂的作用原理，后设计并使用新型复合膨松剂。具有序列关系的有1个项目，序列是将一个连续完整的过程分为多个串行活动，如论证汽车限行合理性项目就将科学论证过程分为三个活动。具有并列关系的有2个项目，并列指同一主题下包含多个独立活动，如海带提碘与海水提溴，让学生在相似的情境中进行知识的迁移应用。但这三种微项目活动结构的设计中都没有在提出新问题并解决新问题方面有过多展开。

2.5.2  活动形式

微项目的活动过程展开大致可分为七种形式： 调查研究、资料阅读、个人思考、小组讨论、实验方案设计与实施、方案设计、交流展示。将各微项目涉及的活动形式进行分类统计，结果见表6。

由表6可知，最常用的活动形式是个人思考和交流展示，各计有6次;其次是小组讨论和方案设计为5次;再是实验方案设计与实施为4次。各种活动形式中，实验方案设计与实施、方案设计给予学生创新的自由;小组讨论和交流展示使学生倾听同伴的意见，对自己的观点和方案进行反思。微项目活动兼顾个人思维活动、小组合作探究、班级展示交流三个方面，能调动学生的自主性和积极性，发展学生解决问题过程中的反思能力和合作能力。

3  研究结论

通过对鲁科版高中化学必修教材微项目活动设计的全面分析，对其设计特点总结如下。

3.1  学习目标兼顾理解运用学科核心概念及培育成功素养

微项目要点在于掌握学科概念原理性核心知识并注重实践运用，重视

批判性思维、创造性思维等高阶

思维技能的培養，强调特定研究领域问题解决思路方法的使用、从学科视角出发看待与解决问题。同时发展学生的社会交往技能，以及在复杂社会环境下获得信息、分析信息与利用信息作出决策的能力。

3.2  项目任务融合现实意义与跨学科知识的形式有效性尚存不足

项目任务的情境来源都与现实的生活或生产有关，一般而言，只有源于日常生活情境的任务能产生真实的项目成果，而来源于工业生产情境的两项任务，学生可以设计方案，再论证经济、环境等相关问题，但无法通过相应的技术手段来实践自己的方案。

任务难点在于问题的劣构性，体现在微项目设计上就是结果的开放性，在学生已拥有方法思路、知识及经验来设计作品的创新空间情况下，学生实际无需拓展性知识就能较好地解决问题，强行融入跨学科知识会略显机械生硬。

3.3  活动环境空间有所延展但仍有局限

活动目前大都安排在教室中进行，项目作品的展示与交流也同样如此。尽管简便性是微项目课堂落实的关键，但项目作品要产生现实意义就需要让真正使用、了解它的人参与交流与评价，评价主体过于局限并不利于充分发挥项目化学习的积极意义。

3.4  活动过程关注学生自主性与反思性，但探究的持续深入性不足

设计活动过程重视学生的自主性与反思性，给予学生实验探究、设计方案的自由，在项目过程中也鼓励学生组织小组讨论，进一步完善各自的观点，项目结束后注重学生的个人反思总结和班级内部的交流展示。但受到课时限制，导致项目实践周期有限，项目内部活动只能浮光掠影，缺乏深入性，另外，只有“自制米酒”项目将酿酒过程延长到课后，让学生能持续深入进行观察记录与探究。

4  研究启示与建议

4.1  学习目标要将巩固关键知识和基础技能与确立知识运用的价值立场并重

关注知识运用的价值立场就要求学生注重将知识与自己的生活、社会情境和人的发展统一起来，不再将知识看作冰冷的客体。学生认为知识能“为我所用”，就会对知识产生浓厚兴趣、渴望运用知识，这也是深度学习发生的重要条件[7]。如在探秘膨松剂项目中，学习目标是掌握“探究物质性质的方法程序”，这是客观知识，可以进一步要求学生说明自己设计的膨松剂的使用注意事项，让学生思考自己的设计在实际使用中可能产生的问题，综合思考所设计作品对他人和社会产生的潜在影响及应对措施。

4.2  融入跨学科知识应注重解决问题的必要性与手法的艺术性

解决跨学科知识的有机融入问题，可参考Nashon教授对STEM课程的认识：“关注不同学科知识间的互相影响，一门学科知识的发明如何影响到另外的学科，一门学科的发展如何建立在其他学科的原理进步之上。[8]”因此，微项目以学科知识为中心的同时，应考虑辅助性学科知识在完成项目过程中的独特价值和它们与化学学科知识不可分割的联系，即辅助性学科知识与本学科知识之间的干预性与渗透性，同时要加强知识融入的巧妙性和自然性。

4.3  提升活动的真实性要探索和进一步开放可利用资源

活动要做实事、見真人，在考虑活动的参与人员时，为使项目更真实，除了学生与教师外，还应纳入真实社会中与该项目作品密切相关的人，比如真实的开发人员、专家等。活动设计可由学生与实际从业人员进行合作，倾听专家的反馈意见。这不仅可以赋予项目真实的意义，也有助于促进学生反思优化，调动学生的积极性。

4.4  加强活动设计的课后留白推动持续探究

项目活动激发学生持续探究的欲望很重要，因此活动设计需要环环相扣： 不断衍生新问题，促使学生不断解决新问题。在这个“发现—探索—解决”问题的循环往复的过程中，学生逐渐深化对知识的理解，感受到探究的快乐。除此之外，活动设计还应当注重激发学生课后探究的好奇心，促使学生思索感兴趣并具备课后探究可行性的新问题。

参考文献：

[1]何声清， 綦春霞. 国外数学项目学习研究的新议题及其启示[J]. 外国中小学教育， 2018， （1）： 64～72.

[2][3]郭华. 项目学习的教育学意义[J]. 教育科学研究， 2018， （1）： 25～31.

[4]管珏琪， 祝智庭. 电子书包环境下的课堂学习活动分析[J]. 电化教育研究， 2018， （4）： 59～65.

[5]夏雪梅. 学科项目化学习设计： 融通学科素养和跨学科素养[J]. 教育研究与评论（中学教育教学）， 2018， （9）： 96.

[6]李梅. 认知视角下的项目化学习解析[J]. 电化教育研究， 2017， 38（11）： 102～107.

[7]郭华. 如何理解“深度学习”[J]. 四川师范大学学报（社会科学版）， 2020， 47（1）： 89～95.

[8]李雁冰. “科学、技术、工程与数学”教育运动的本质反思与实践问题——对话加拿大英属哥伦比亚大学Nashon教授[J]. 全球教育展望， 2014， 43（11）： 3～8.