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项目式学习(PBL)在初中化学核心素养培养中的实施与效果评估

潘培琴
  
百家媒体号
2024年53期
安徽省郎溪县第二中学 242100

摘要:社会对人才的需求逐渐转型,教育理念也在持续更新,在此情形下,初中化学教学正面临着空前的挑战。基于此,本文以项目式学习为例,论述项目式学习在初中化学核心素养培养中实施路径及效果。

关键词:项目式学习;初中化学;核心素养;培养

PBL教学法强调学生通过参与并完成具有实践价值的项目来获取知识与技能,其核心理念包含学生的主动介入、问题解决导向、知识应用实践以及在真实环境下的学习体验。在化学教学情境中,教师可构思以化学核心知识为基础的项目任务,使学生在解决具体化学问题的过程中深入理解化学概念与原理。此教学模式不仅能够有效激发学生的学习兴趣,还对于培养其科学探究素养和团队合作能力具有重要作用。因此,探究PBL在初中化学核心素养培养中的应用状况及成效评价,对于推动化学教学改革进程、全面提升学生综合素养具有重要意义。

一、基于生活案例设计项目,培育科学探究素养

化学现象在生活中随处可见,无论是日常饮食、家居清洁,还是环境与医疗健康相关领域,都蕴含着大量化学现象,这些现象为化学教学储备了充足素材。教师可依据教学内容和学生的实际情况,精心筛选生活案例,并将之转化为具备探究价值的项目[1]。如此一来,学生置身于熟悉情境时,更易于发现问题、提出假设,进而踏上科学探究之路,为培养化学核心素养筑牢根基。

以“燃烧和灭火”内容为例,可设计一个基于生活案例的项目。在日常生活里,火灾是常见且危害严重的现象,人们需要运用多种措施预防和扑灭火灾。教师可将此作为切入点,引导学生探究燃烧条件和灭火原理。教师可以先向学生展示火灾现场的图片或视频,使学生观察火灾发生时的场景,包括火焰颜色、烟雾状态等,以此激发学生对燃烧现象的兴趣。随后,教师提出问题:“为何有些物质容易燃烧,而有些物质却难以燃烧?火灾发生时,有哪些灭火方法?”为解答这些问题,学生需开展一系列探究活动。教师可为学生准备常见生活物品,如蜡烛、木条、煤炭、水、沙子、湿布、剪刀等,让学生分组实验。学生可点燃蜡烛,再用不同方法尝试熄灭,如用嘴吹、湿布覆盖、沙子掩埋等,并观察和记录不同方法下蜡烛熄灭的情况。在整个过程中,学生要自行设计实验方案、操作实验、观察现象、记录数据并得出结论。通过这个项目,学生不但能深入理解燃烧和灭火原理,还能培养科学探究素养,包括提出问题、作出假设、设计实验、收集证据、解释与结论等能力。

二、以化学史为素材规划项目,增强证据推理能力

化学领域的每一次重大发现与理论飞跃,无不是化学家们不懈搜集证据、进行深入分析推理的结晶。将这类化学史上的经典案例融入教学设计中,可为学习者提供丰富的证据推理资源,激励学生模仿化学家的思维方式,从而培育其证据推理技能[2]。在教学实践中,教师应依据课程要点,精心选取相关化学史实例,构思具有挑战性的学习任务,使学生在主动探索的过程中亲历证据推理的历程,进而逐步提升学生的化学核心素养水平。

以“空气”教学为例,教师首先向学生阐述拉瓦锡所处的时代背景,彼时人们对空气的认识极为模糊,各种假说层出不穷。在此情形下,拉瓦锡开启了对空气成分的研究。教师为学生准备相关实验仪器,像曲颈甑、汞槽、玻璃钟罩等(可使用模拟实验器材)。学生要知晓拉瓦锡实验的步骤:在曲颈甑中放置少量汞,对汞加热,观察汞表面出现红色粉末,以及玻璃钟罩内汞面上升等现象。随后,教师引导学生思索这些现象背后的缘由。学生需通过对实验现象的分析,推断出空气中氧气与汞发生了反应,致使钟罩内气体体积减少。接着,教师让学生进一步探究怎样通过实验数据计算空气中氧气的含量。学生要测量汞槽中汞面上升的体积、曲颈甑内剩余气体的体积等数据,并展开分析计算。在此过程中,学生要如拉瓦锡一般,根据实验现象收集证据,开展逻辑推理,理解实验设计的科学性与严谨性。同时,教师可引导学生对比现代测定空气中氧气含量的实验方法,如利用红磷燃烧的实验,分析不同方法的优缺点,进一步加深对证据推理的理解,进而增强学生的证据推理能力,使其更好地掌握空气成分这一化学知识。

三、围绕实验改进开展项目,深化宏观微观认知

化学作为一门以实验为基础的科学,实验对于学生理解化学知识有着关键意义。回顾初中化学教学中的化学发展历程,不难发现,诸多重大发现都源于对实验的持续改进与深入钻研[3]。在实际课堂教学中,实验教学是培养学生宏观微观认知的关键途径,围绕实验改进开展项目式学习,可使学生更深入地参与实验过程,从不同视角观察实验现象,从而更好地探究宏观现象与微观粒子运动或变化的关联,加深对化学知识的理解。

例如,在“氧气的制取”教学中,教师在课本实验的基础上,引导学生回顾利用过氧化氢在二氧化锰催化下制取氧气的实验原理。从宏观层面来看,学生可以观察到在加入二氧化锰后,过氧化氢溶液迅速产生大量气泡。随后提出改进项目:怎样才能更清晰地观察到反应过程中微观粒子的变化状况,以及更有效地控制反应速率呢?学生分组展开讨论和设计实验。部分小组或许会考虑使用透明的反应容器,并在容器壁上设置微观观察窗口,借助特殊的光学仪器(假设学生具备使用条件)来观察过氧化氢分子在二氧化锰作用下分解成氧原子和氢原子,以及氧原子重新组合成氧分子的过程。在控制反应速率方面,学生可以研究不同浓度的过氧化氢溶液对反应速率的影响,通过设计对比实验,用不同浓度的过氧化氢溶液分别与相同质量的二氧化锰反应,记录产生相同体积氧气所需的时间,或者尝试改变二氧化锰的颗粒大小,研究其对反应速率的影响。在这一过程中,通过改进实验装置和实验方法,学生对氧气制取过程中宏观现象与微观粒子变化的关系有了更深刻的理解,宏观微观认知得以深化,对化学实验的探究能力和化学知识的理解深度也有所提升。

四、结语

项目教学法在初中化学教学中的应用有效的提升了课堂教学的有效性,充分给到了学生自主探究的机会,提高了学生解决问题的能力,也提升了整个初中化学教学质量。因此,作为身处一线的化学教育工作者,需要立足于实际,持续完善、优化,助力学生未来深度学习。

参考文献

[1]杨银.基于项目式学习的初中化学实验创新探索[C]//中国智慧工程研究会.2024中青年教师发展经验交流会——人工智能背景下基础教育的挑战与机遇论文集(上).江苏省靖江市靖城中学;,2024:2.

[2]林俊义.初中化学项目式教学设计与实施策略[J].亚太教育, 2024,(16):171-173.

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