- 收藏
- 加入书签
基于项目式学习的初中化学实验教学研究
摘要:化学是建立在实验基础上的学科,实验能够促进化学学科发展。在新课程标准中明确指出实验是科学探究的重要形式和学习化学的重要途径。因此在初中化学实验教学中组织学生运用项目式学习,能提升实验教学趣味性,激发学生学习兴趣,通过项目进入到实验中,让学生更好地理解与掌握化学知识,提高学生的化学核心素养。
关键词:项目式学习;初中化学;实验教学
前言
项目式学习是一种深层次的探究性学习,是学生基于生活中真实问题的驱动,通过合作学习、利用多样化的学习资源,完成项目产品、解决实际问题并达成学习目的的学习模式。在化学实验中运用项目式学习能够将化学实验与真实的问题相互联系,能发展学生灵活运用化学实验知识及操作技能解决真实问题的能力。
一、教材和新课标的分析
人教版初中化学教材能很好地体现化学课程标准思想,满足新课程理念的要求。在教材中重视科学、技术、社会、跨学科之间的联系,突显化学实验在学习中的作用,是构建基本理论、概念、元素化合物性质、化学计算等内容中的重要学习手段。在2022版新课程标准的课程内容中明确指出,义务教育化学课程以促进学生核心素养发展为导向,设置五个学习主题,即“科学探究与化学实验”“物质的性质与应用”“物质的组成与结构”“物质的化学变化”“化学与社会·跨学科实践”。其中“科学探究与化学实验”放在首位,侧重科学的方法论,凸显育人价值。要求通过化学学习,让学生形成正确的化学观念,形成科学思维,提升创新精神与实践能力,端正科学态度,产生社会责任。
二、初中生化学实验学习现状分析
(一)药单式实验
初中化学实验应当充分展现学生主体地位,激发学生学习主动性与积极性,提升学生的实践操作能力。但是在研究中发现,因为各种各样的原因,部分教师会在实验中直接向学生展示实验原理、实验步骤,要求学生直接记忆,然后按部就班地照单完成实验。这样做,虽然学生很快掌握实验内容,教师也能够直接观察到学生容易出现的问题,但是却难以激发学生实验主动性,影响学生化学思维的养成。如果学生长期处于药单式学习状态,势必会产生依赖性,直接抑制学生科学思维的形成,影响学生后续创新思维的发展。从实际效果上来看,这种实验教学成效非常不理想的。
(二)浑水摸鱼式实验
目前初中化学在实验教学中主要以演示、分组实验为主,在实验中受到实验室客观条件、是否配备实验员等原因的影响,很多教师会安排学生以多人同组的方式共同完成,以减少教师的工作量。这样的实验学习模式,实现得好可以培养学生的合作能力。但从实际情况来看,存在许多问题:一是在多人同组实验中,对于是否每一个学生都能够积极参与到实验中未必能得到很好的监管。二是就算参与其中,如果态度不认真、应付了事,也会影响实验效果。三是如果在多人同组实验中直接指定小组长,要求其发挥带头作用,通常其他小组成员只会听从指令机械完成实验。当学生长期处于这种学习状态,很容易陷入到恶性循环中,甚至会磨灭学生对实验的兴趣,严重影响到化学学习效果。
(三)与实际割裂
化学知识与生活之间有着密切联系,运用化学知识能够解决生活中的许多问题。为了加强实验与生活的联系,在教材中增加了家庭实验、课外实验等。但是通过调查后发现,很少有教师会要求学生完成家庭实验与课后实验。一是一些教师除了考试中要求的实验以外,很少会要求学生完成其他小实验,如果对这些实验比较感兴趣,可以在回家以后自行操作。二是一些教师认为考试中的实验已经花费了较多的课堂时间,没有时间进行家庭实验探讨,虽然化学实验属于化学教学中的重点,但是实验主要是为了考试服务的,需要重点关注考试中的实验,生活实验不是必要进行的。三是一些教师习惯根据教材中的要求进行实验,直接将实验原理、步骤阐述出来,担心根据自身想法调整实验会降低实验效果,甚至还会出现与考试要求出现差距等问题。在有限的课堂时间内,教师已经习惯组织完成考试中的实验内容,对生活实验的完成相对较少。但是对于化学实验来讲,与生活之间存在密切联系,如果不能联系生活,势必会影响到学生学习效果,难以从化学学习中感受生活。另外在新课程改革的背景下,创新实验已经成为了教学中的重点,但是在实际中却存在创新力度不足等问题,使得化学实验容易出现模式化等问题,势必影响学生创新意识与能力。
三、项目式学习初中化学实验教学的策略
(一)确定项目,理清思路
项目式学习是通过真实的和具有挑战性的任务,使学生逐步获得知识和技能。通过创设真实情境,对知识进行建构,加以迁移应用,进而解决问题,实现化学知识的应用价值,使学生能力和化学思维均得到不同程度的提升。
项目的确立是探究的开始。此环节要以化学课程标准为宗旨,从学生生活经验出发,立足于学生身边的事物,关注社会热点,加强学习内容与生活、社会之间的联系,培养学生解问题的意识。还要针对实际情况进行分析,保障项目确立的合理性。比如,一是尝试从不同角度进行分析,确保所确定的项目能够贴合学生的认知水平。二是使用多种科学探究方法,重视培养学生化学核心素养。三是在实施阶段中确保项目实施的趣味性,提升实验操作性。四是要掌握项目特点,尝试从不同维度出发,做好问题细化处理工作。五是在项目探究中需要主动联系生活,做好简化处理。
笔者所任教的学校门前有一条河,名叫增江河,它是增城人民的饮水之源,它的水质合格与否关系到增城人民千家万户,是学生身边的问题,是增城人人关心的社会问题。因此,在人教版第四单元《爱护水资源》的学习中,笔者就引导学生建立《探索增江河水的奥秘》的研究项目,把第四单元的爱护水资源、水净化、水组成的化学知识融合在此项目中,激发学生学习兴趣,提升学生探究欲望,增强学生学习信心,为学生自主探究能力、实践操作能力提升奠定基础。
(二)规划项目,拟定方案
1.确定项目学习目标
项目式学习中需要重点培养学生科学思维习惯,在不断提出问题与质疑中做好项目方案的设计,学会收集有价值信息与数据,及时反思探究结果,经历科学探究一般过程,强化探究意识。在初中化学实验教学中使用项目式学习需要高于常规课堂实验,还做好准备与完善工作,促进学生批判性思维发展,不断提升化学核心素养。所以说完成项目确定,需要以课程标准要求出发,明确需要制定目标。笔者以落实课标要求为准则,制定人教版第四单元《爱护水资源》的学习目标如下:
2.做好项目规划与实施
在项目整合与规划阶段中需要从真实情境出发,掌握学生认知逻辑发展情况,在促进学生认知能力发展的基础上保障项目确立的合理性,形成规范化、严谨化的实验计划,在实施过程中,跟据实际情况不断调节实验方案,以达成实验目标。
在项目实施阶段中还需要做好拆分工作,将其转变成为不同的问题,在凸显项目关键的基础上确保问题的层层递进性,激发学生好奇心,在项目中完成知识探究,逐渐完成探究任务,构建化学知识。
(三)执行项目,诊断设计
在项目执行前需要做好项目分工工作,明确学生的任务与要点,做好解释与补充工作。一是做好项目介绍,让学生明确项目学习目标,掌握评估方法,布置适合的内容,做好任务具体化设计,在合理控制课时的基础上为项目执行提供支持。二是要求学生以小组方式进行探究,结合兴趣、能力特点把子任务以不重复的方式分工到每个人,通过组内深入交流与探讨,构建出合理化的具体实验方案,做到人人有事干,事事有落实。在这一阶段中教师需要发挥辅助作用,为学生提供适合的方法,做好运用知识指导工作。利用自主探究与小组合作,能够让学生根据实验方案进入到项目学习活动中,逐渐提升自主学习能力。三是引导学生合理记录相关数据和现象,做好分析与处理工作。有条件可以组织学生参与实地考察,进入到工业生产场所中,获取有价值数据与信息,掌握真实情况,为项目开展、进行提供直观数据支持,保障项目学习有序开展,锻炼学生自主学习能力、合作交流能力,逐渐形成科学素养。四是做好成果展示工作,利用课件等方式展示结果,同时教师还需要做好指导工作,借助实物成果、研究报告等方式,锻炼学生表达能力。以人教版第四单元《爱护水资源》实施项目为例阐明此观点。
1.实施前,明确项目的探究价值
以小组为单位,做好关于水资源的信息收集工作。让学生通过信息检索、研讨交流,知道水是自然界中最普通、最常见的物质之一,江河湖海含有水,生物体中也含有水。海水中有用资源非常丰富,值得人类倾心去探索。水是生命赖以生存的物质基础,如果没有水的参与,也就没有生命的发展。增江河是增城人民的生命水源,它的水质是否优质关符每个增城人的身体健康,值得每个增城人去关注它,研究它,保护它。
2.实施中,完成各项子任务
首先,根据制定的计划,先联系自来水厂(与学校相邻500米),安排时间前往水厂实地参观自来水厂净化水的流程。参观时要求学生问题有目的地参观,比如:自来水厂主要使用了哪些净水步骤?使用这些净水步骤的价值是什么?各步骤如何才能达到最好的效果?用了什么絮凝剂?等等。在参观后学生可以结合流程、调查表等进行整理与思考,逐渐获取有价值信息,比如:通过对物质性质进行分析,以此来选择适合的除杂试剂以及方法等。通过对自然水厂中的净水过程进行分析,绘制出适合的设计图,从生活中找出适合的替代品。
接着,在实验室完成过滤河水的分组实验。学生通过亲自动手制作过滤器→过滤→分析实验结果等科学探究过程,有效地掌握基本的化学实验技能,养成探究思维。鼓励学生运用过滤原理,从生活中取得材制作简易的净水器,提升学生的动手能力,形成创新思维。
最后,以小组形式,通过电解水实验,动用比较、分析、归纳等科学方法,从宏观和微观不同角度探究水的组成,知道水是由氢元素和氧元素组成,1个水分子中含有2个氢原子和1个氧原子。初步形成物质由元素组成,分子由原子构成的化学观念。
另外,无论在项目研究的哪个环节,化学教学都要按照课程标准的要求,落实学生核心素养的培养。比如,要引导学生认识到外出学习应该注意安全,建立自我保护意识,不可单独行动,养成同学间互助互利的情怀;在实验探究时要始终保持强烈的探究欲望,严谨求实、勇于克服困难的科学态度;整理实验数据及实验现象要运用多种科学方法,从多角度进行比对、分析,有质疑和批判的胆识;在展示成果时要有据可循,条理清晰,大胆表达自己独特的见解等。
(四)完成项目成果,落实素养
1.项目研究,促进学生建立问题意识
思维发展是建立在问题基础上的,不论是研究行为还是个体学习活动,都是通过问题产生后进行,在面对新问题时,学生原有认知会与现有问题形成认知冲突,进而产生思考,保持思维活跃性,从而进入到后续学习活动中。问题作为实验活动开展的基础,在实验中主要是根据问题来开展,通过提出适合的假设,在查阅相关资料基础上找准研究方向。如在探究自来水净化流程这一内容时,就可以从“我家的自来水从何而来?”等生活问题出发,在探究净化水的方法时可以从“我也想来净化一下水,怎么样才能实现呢?”出发,就把问题从自来水厂引回了实验室,开启吸附、过滤、蒸馏等基本方法的科学探究步伐。
2.项目研究,培养学生自主参与欲望
项目式学习是有任务驱动的活动,对促进学生学习与发展有着积极影响,能够满足学生全面发展需求,而这也是开展实验探究中的重要方法。在研究学习中展现学生主体地位,在教学过程中指导学生参与实验,强调学生学习主动性,转变传统灌输式教育模式。尊重学生兴趣爱好,让学生在发现、分析与提出问题中找出解决问题的方法,根据自身思路设计出适合的问题,在形成假设的基础上制定出专属方案,提升实验完成质量,得出正确的结论,具有挑战性,符合学生的个性特点。在项目学习中还需要给予学生充足的思考与发挥空间,在提出猜想与假设的后保障实验教学顺利开展,加深学生对化学知识的理解与认识。
3.项目研究,提升学生实践动手能力
项目式学习中明确指出应当让学生在探究中完成学习任务,借助探究保障学习过程顺利进行。但是也应当要明确的是化学实验教学需要从不同角度进行,其中包含观察、提问、获取资料等,且在项目过程中还需要学生积极参与实践,让学生通过自己的努力获取答案,产生良好的探究体验。如果没有实践的支持,势必会降低结果的说服力,甚至还会影响到对知识的理解。因此在化学实验教学中需要做好项目实施工作,培养学生质疑精神,制定有效的探究计划,保障项目顺利开展。
4.项目研究,发展学生合作交流能力
合作与交流属于项目式学习中的重点,通过深入交流能够实现思想上的碰撞。一是教师需要摆正自身位置,展现学生主体性,将学生划分成不同小组,并划分适合的任务,鼓励小组成员合作与探讨,得出自重结果。借助小组合作学习能够顺利完成学习任务,在交流中解决问题,实现相互促进目标,让学生能够真正进入到学习活动中,高效完成项目内容。二是在得出结论以前需要小组成员将项目结果转变成为书面等形式,同时也需要做好汇总与报告,在完成汇报后由其他小组成员进行点评,实现补充与完善,在不断交流中延伸知识视野,加深对化学实验的认识,确保项目式学习顺利进行。
四、教学结果总结
总结与反思属于项目完成后针对知识点、能力发展所开展的归纳与整理,而进行项目整合又是针对项目、化学知识所进行的概括与整理。通过对人教版第四单元《爱护水资源》的项目式学习,学生关于自然界中的水的知识网络构建成以下模型:
结语
项目式学习作为初中化学实验教学中的重要方法之一,能够转变传统化学实验教学模式,提升教学的可行性与科学性。在新课程标准提出背景下,需要做好化学教材内容筛选工作,体现学生主体性,以培养学生化学综合能力为主,进行教学创新,确定出适合的项目,明确实验思路,提升项目规划科学性,拟定适合的试验方案,在项目执行阶段中还需要及时做好诊断与设计,针对项目成果进行分析,提出优化与改进措施,不断提升化学实验教学质量。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.2022年版义务教育化学课程标准[S].
[2]毛玉晓.项目式学习在初中化学实验教学中的应用研究[D].青岛:山东师范大学,2022:5.
[3]王延.基于项目式学习的高三化学实验专题复习实践——以“揭秘‘鱼浮灵’”为例[J].化学教与学,2020(02):34-34.
[4]孙康,唐敏。王伟群.项目式学习与化学实验教学的融合研究[J].化学教与学,2021,(09):82-85.
[5]杨永俊.基于3P学习的项目式学习在初中化学教学中的实践——以二氧化碳与氢氧化钠反应的可视化研究为例[J].化学教与学,2020(07):52-52.
[6]柯晓岚.基于项目式学习的单元复习教学设计[J].化学教学,2021(05):46-51.
[7]周贵乐,吴晓红.基于项目式学习在中学化学教学中渗透工程思维[J].中国教育技术装备,2021(17):34-34.
[8]马晓红.基于核心素养的项目式教学在初中化学教学中的应用策略研究[J].读与写:上旬,2022(08):32-32.
[9]赵雯,马力.化学项目式实验教学的探索与实践研究——以“水培植物生长环境自动化调节”为例[J].实验教学与仪器,2022(07):44-44.





京公网安备 11011302003690号