■山東省莒南縣坊前鎮(zhèn)相邸初級中學 徐密田
隨著教育模式的不斷革新,新課程改革強調(diào)培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)和實踐能力。在這一背景下,項目化學習應(yīng)運而生,并迅速成為教育領(lǐng)域的焦點。特別是在初中化學教學中,傳統(tǒng)的知識灌輸式教學模式已經(jīng)無法滿足培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維和解決問題能力的需求。項目化學習通過整合課程內(nèi)容與解決實際問題,為學生提供了一個更加動態(tài)的學習環(huán)境。學生通過參與真實的、有意義的項目活動,不僅可以加深對化學知識的理解,而且能夠在探究中發(fā)展批判性思維與合作交流技能。此外,項目化學習的實施有助于突破課堂的局限,將學習與現(xiàn)實生活緊密聯(lián)系,從而更好地促進學生科學素養(yǎng)的全面發(fā)展。因此,研究項目化學習在初中化學實驗教學中的應(yīng)用,對于推進教育改革、實現(xiàn)教育目標具有重要的理論價值和實踐意義。
項目化學習在初中化學實驗教學中的內(nèi)涵體現(xiàn)在通過實際項目的設(shè)計與執(zhí)行,讓學生在真實的科學探究過程中學習知識和技能。以“燃燒的條件”實驗為例,學生不僅要理解燃燒的基本理論知識,還要探究影響燃燒的條件。在項目化學習的框架下,學生被賦予了一個具體的任務(wù)——設(shè)計實驗來驗證燃燒所需的條件,在這一過程中,會涉及問題的提出、假設(shè)的構(gòu)建、實驗的設(shè)計與實施、結(jié)果的分析及結(jié)論的撰寫。在這一教學模式下,教師的角色從知識的傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)橹笇д吆蛥f(xié)助者,而學生則成為知識的主動探索者和實踐者,這種學習方式強調(diào)深度學習與技能的發(fā)展,旨在培養(yǎng)學生的批判性思維、問題解決能力和終身學習能力。
項目化學習在初中化學教學中的應(yīng)用極大地拓展了學生的自主學習空間。這種教學策略賦予了學生主導學習過程的權(quán)利,鼓勵學生自行設(shè)定學習目標、探索實驗方法,并主動尋求解決問題的途徑。例如,在“燃燒的條件”實驗探究中,學生要自己設(shè)計實驗方案,選擇合適的材料,確定實驗步驟,以及自主分析實驗結(jié)果,這一系列活動迫使學生走出傳統(tǒng)的學習模式,進入一個更廣闊的學習領(lǐng)域,不僅要學習化學知識,還要學會如何學習。這樣的自主學習過程不僅提高了學生解決實際問題的能力,而且促進了學生創(chuàng)新意識和終身學習能力的發(fā)展。
在初中化學教學中,項目化學習的實施對提升學生的實踐能力具有顯著意義。以“燃燒的條件”實驗為例,學生不僅能夠從書本知識轉(zhuǎn)向?qū)嶋H操作,還能親自驗證理論與實踐之間的聯(lián)系。在這一過程中,學生將親身經(jīng)歷從構(gòu)思實驗、選擇實驗材料、操縱實驗工具到記錄實驗數(shù)據(jù)、分析實驗結(jié)果、提出結(jié)論的完整科學探究過程,這種由抽象到具體、從理論到實踐的學習過程有效地鍛煉了學生的動手能力,培養(yǎng)了學生運用科學知識解決實際問題的能力,并激發(fā)了學生對化學實驗的興趣,為學生的全面發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。
當學生進行探究實驗時,通常會被分組進行,這要求每位成員在實驗探究的不同階段分工合作,共同推動項目的進展。在這一合作過程中,學生不僅學會了溝通和協(xié)調(diào),還學會了如何集思廣益、共同解決問題。這種合作學習經(jīng)驗有助于學生建立團隊合作意識,同時能夠促進學生社交技能的提升。通過這種互助學習,學生能夠更好地理解化學知識,培養(yǎng)適應(yīng)未來社會需要的合作與交流能力。
“燃燒的條件”實驗的設(shè)計應(yīng)該讓學生理解燃燒發(fā)生的必要條件,包括可燃物、氧氣和溫度達到著火點。通過實驗探究,學生可以觀察到不同條件下燃燒反應(yīng)的變化,從而深化對化學反應(yīng)條件的認識。首先,項目主題的設(shè)計應(yīng)該能夠激發(fā)學生的探究興趣。在“燃燒的條件”實驗中,教師可以設(shè)置一系列的探究問題,如不同物質(zhì)燃燒所需的最低溫度是多少?氧氣含量對燃燒速率有何影響?這些問題可以引導學生進行科學探究,發(fā)揮學生的創(chuàng)新思維和實驗技能。其次,項目主題的擬定要考慮學生的實際操作能力。“燃燒的條件”實驗可以從簡單的蠟燭燃燒實驗入手,逐步過渡到更復雜的化學物質(zhì)燃燒實驗,這樣的遞進設(shè)計既確保了實驗的安全性,又符合學生的認知操作水平。再次,項目主題的設(shè)計應(yīng)允許跨學科的鏈接。例如,“燃燒的條件”實驗可以與物理學中的能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移、地理學中的自然災(zāi)害,如森林火災(zāi)等主題相結(jié)合,拓寬學生的知識視野。最后,項目主題的擬定還應(yīng)考慮到實驗的可行性和資源的可用性。立足于化學課程目標精心擬定項目主題,對實施項目化學習具有指導性作用?!叭紵臈l件”實驗項目主題設(shè)計應(yīng)考慮到課程目標、學生興趣、操作能力、跨學科聯(lián)系以及實驗的可行性,以確保學生在完成項目的同時達到課程學習的預期效果。
在項目化學習的教學策略中,創(chuàng)設(shè)一個趣味化的化學情境對激發(fā)學生的學習興趣和提高學習效率至關(guān)重要,以“燃燒的條件”實驗為例,教師可以通過構(gòu)建情境來優(yōu)化項目主題的導入,使學生在參與和體驗中掌握核心化學概念。首先,教師可以設(shè)計一個相關(guān)的故事或情景,如探究古代人類如何發(fā)現(xiàn)火以及如何使用火,將學生帶入一個既熟悉又充滿好奇的歷史環(huán)境中。在這一情境下,學生不僅能夠?qū)W到化學知識,還能了解到科學與人類文明進步的緊密聯(lián)系,從而激發(fā)學生深入探究的興趣。再次,教師可以利用現(xiàn)代化的教學資源,如視頻、模擬實驗軟件、互動白板等,來展示燃燒現(xiàn)象,引導學生思考燃燒背后的化學原理。這樣的多媒體輔助手段可以增強學生的視覺體驗,使抽象的化學概念形象化、直觀化,更容易被學生理解和記憶。
在實驗流程的設(shè)計上,教師可以將“燃燒的條件”實驗設(shè)置為一個探險任務(wù),讓學生像科學家一樣去尋找燃燒需要的條件。教師可以先進行一個簡單的示范實驗,如點燃蠟燭,并通過逐步遮擋蠟燭的氧氣來引導學生觀察并討論火焰的變化。然后,學生可以分小組嘗試使用不同的材料(如木片、紙張、酒精)進行燃燒實驗,探究哪些條件是必不可少的。在實驗過程中,教師應(yīng)鼓勵學生提出假設(shè),進行預測,并記錄實驗觀察結(jié)果,最終與小組成員共同分析實驗結(jié)果,得出結(jié)論。這種實踐活動不僅能夠讓學生親身體驗科學探究過程,還能培養(yǎng)學生的團隊合作精神和溝通能力。教師還可以組織學生參與實驗后的反思和討論活動,如討論燃燒對環(huán)境的影響、火災(zāi)的預防措施等,使學生能夠?qū)W到的知識與實際生活聯(lián)系起來,進一步理解化學知識。創(chuàng)設(shè)有趣的化學情境和優(yōu)化項目主題導入,能夠極大地提升實驗教學效果,使學生在輕松愉悅的氛圍中掌握科學知識,發(fā)展實踐能力,培養(yǎng)終身學習興趣。
在基于項目化學習的教學策略中,合理構(gòu)建學習小組并開展化學項目探究是關(guān)鍵步驟,這要求教師不僅在小組構(gòu)成上有所考慮,還要在項目探究的具體實施上進行精細規(guī)劃。以“燃燒的條件”實驗為例,以下是構(gòu)建學習小組和開展項目探究的具體步驟:
1.構(gòu)建學習小組。
教師要根據(jù)學生的性格、學習能力和合作傾向?qū)⑷鄬W生分配到不同的小組,每組4~5 名學生為宜。分組時,應(yīng)力求學生之間能力互補,確保每個小組都有能夠引導探究的“領(lǐng)頭羊”,同時有需要更多指導的學生。教師應(yīng)明確小組合作原則,如尊重、傾聽、分工合作和共享信息等,確保每位成員都了解自己的角色與責任。
2.明確項目探究目標。
在“燃燒的條件”項目開始之前,教師要明確項目探究目標:理解燃燒的三個必要條件——可燃物、氧氣和溫度達到著火點,探究這些條件如何影響燃燒過程。
3.項目探究過程。
實驗前準備:在開展“燃燒的條件”項目探究之前,教師要對學生進行詳盡的實驗前準備指導,包括對實驗所需材料的介紹和設(shè)備的展示。必備材料如蠟燭、不同大小的玻璃瓶以及鐵絲網(wǎng)等,都需要向?qū)W生清晰說明其用途和操作方法。同時,教師必須強調(diào)實驗安全,確保學生正確使用實驗器材,特別是在點燃蠟燭和處理燃燒物品時的安全規(guī)程。教師還應(yīng)教授學生如何在實驗中采取預防措施,如保持實驗臺的整潔、使用防護眼鏡和手套,以及了解緊急情況下的應(yīng)急措施。這一階段的準備工作是成功開展項目化探究的基礎(chǔ),有助于確保學生在一個安全、有序的環(huán)境中進行實驗活動。
(1)實驗一:燃燒需要可燃物。
在“燃燒的條件”實驗第一階段,學生將研究不同燃料的燃燒特性。實驗開始時,小組成員準備了多種燃料:干燥的木片、普通紙張以及少量酒精。首先,學生觀察并記錄每種燃料在室溫下的初始狀態(tài);其次,點燃這些燃料,并仔細觀察各自的點燃難易度、火焰的顏色、大小及燃燒速率。學生要詳細記錄每種燃料燃燒時的特點,如木片燃燒時的裂紋聲、紙張快速被火焰吞噬的情形以及酒精產(chǎn)生藍色火焰等。實驗結(jié)束后,小組成員對比不同燃料的燃燒情況,討論哪些燃料更易燃燒,哪些燃料燃燒時釋放更多的熱量,以及這些觀察結(jié)果如何反映燃料的化學特性。通過這一實驗,學生將加深對燃燒反應(yīng)及燃料性質(zhì)的理解,培養(yǎng)實驗操作能力和分析能力。
(2)實驗二:燃燒需要氧氣。
在“燃燒的條件”的第二階段,學生將探索氧氣對燃燒過程的重要性。實驗開始前,學生點燃一支蠟燭并仔細觀察其穩(wěn)定燃燒的火焰。隨后,學生小心地將一個透明玻璃瓶倒置,覆蓋在燃燒的蠟燭上,密切觀察火焰隨著氧氣逐漸耗盡而發(fā)生的變化:火焰由旺盛逐漸變?nèi)?,顏色從明亮的藍黃色變?yōu)榘档募t色,并最終熄滅。在此過程中,小組成員應(yīng)詳細記錄火焰大小、顏色及燃燒時間的變化,并拍攝或繪制火焰變化的圖像。實驗后,小組成員基于觀察數(shù)據(jù)討論燃燒過程中氧氣的作用,并推斷氧氣為何是燃燒不可缺少的條件。這一實驗不僅鍛煉了學生的觀察記錄能力,而且加深了學生對燃燒條件的理解。
(3)實驗三:燃燒需要溫度達到著火點。
在項目化學習的框架下,實驗第三階段的焦點是探究燃燒反應(yīng)需要達到一定的溫度這一條件。學生通過實驗直觀體驗溫度對燃燒過程的影響,進而加深對燃燒概念的理解。在這一實驗中,小組成員要安置好蠟燭或其他指定燃料,并點燃,然后使用溫度計測量并記錄不同高度上方的溫度數(shù)據(jù),這樣可以確定火焰不同區(qū)域的溫度范圍。為了確保實驗的準確性,每次測量時,溫度計的位置要保持一致,而且所有測量都應(yīng)在相同的環(huán)境條件下進行。例如,學生可能會發(fā)現(xiàn),只有當溫度計靠近火焰時,溫度才足夠高,以維持燃燒,而在一定的高度之上,溫度過低,不足以引燃新的燃料。
此外,小組成員可以探討如何利用測得的溫度數(shù)據(jù)來解釋燃燒的物理機制和化學機制,以及在實際情況下如何控制火勢、預防火災(zāi)。通過這一系列的操作,學生不僅能夠親身體會科學探究的過程,還能培養(yǎng)分析能力和解決問題的能力,這是項目化學習策略在教學中應(yīng)用的重要意義所在。
4.數(shù)據(jù)記錄與分析。
每個小組都要詳細記錄實驗數(shù)據(jù),包括燃料的種類、火焰的大小、燃燒的持續(xù)時間等,并利用這些數(shù)據(jù)來分析燃燒條件的影響。
5.項目探究報告。
探究實驗結(jié)束后,學生要撰寫一份探究報告,總結(jié)實驗結(jié)果,得出結(jié)論,并討論燃燒條件對實際生活的意義,如消防安全知識等。報告還應(yīng)包括實驗中可能出現(xiàn)的問題以及對未來探究的建議。
在“燃燒的條件”項目化學習實驗教學中,總結(jié)項目學習經(jīng)驗和升華探究成果是整個學習過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。學生完成探究實驗任務(wù)后,應(yīng)在小組內(nèi)部共同回顧整個實驗過程,討論每個步驟中的發(fā)現(xiàn)、問題和解決策略,這一過程不僅幫助學生鞏固了對燃燒條件概念的理解,而且使學生學會如何從實踐中提煉知識,形成更深入的學習反思。教師在此過程中應(yīng)引導學生有效地表達自己的觀點,鼓勵學生對實驗結(jié)果進行批判性分析,并將實驗所學應(yīng)用到更廣泛的科學和日常生活情境中。最終,學生將通過展示報告或口頭報告的形式,向全班展示項目成果,實現(xiàn)知識的分享和經(jīng)驗的交流,營造良好的班級學習氛圍。
在項目化學習下的探究實驗教學過程中,筆者逐漸探索出“創(chuàng)設(shè)情境、生成問題—討論交流、設(shè)計方案—實驗探究、收集證據(jù)—展示交流、評價反饋—拓展應(yīng)用、達標提升”實驗課堂教學流程。通過實踐探索“燃燒的條件”實驗教學中的項目化學習策略,彰顯了該方法在激發(fā)學生主動學習與提升其實踐技能方面的顯著效益。項目化學習的深度應(yīng)用不僅局限于提高學生的學習成績,更重要的是培養(yǎng)學生的科學探究精神、創(chuàng)新思維以及團隊協(xié)作能力。實踐表明,將項目化學習融入化學教學不僅有助于學生理解復雜的科學概念,還能鍛煉其將理論知識應(yīng)用于解決現(xiàn)實問題的能力。因此,推廣基于項目化學習的教學策略,對實現(xiàn)教育改革目標,特別是在培養(yǎng)學生全面科學素養(yǎng)方面,具有不可替代的重要價值。