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高中化学项目教学模式探索

[摘要]基于KWL策略的项目教学是将项目教学与KWL策略有效结合,充分发挥各自优势,帮助学生有意义地建构系统化知识的一种教学模式。此模式以项目教学活动为明线,将KWL策略作为暗线,隐藏于项目活动中,把教学进程分为“基于素养确定目标”“情境导入引出问题”“拆解任务实践探究”“成果展示评价反思”四个环节。以“探究酸雨”的教学案例为例,基于KWL策略的项目教学能够在激发学习兴趣的同时,帮助学生有效建构知识体系,发展学生化学核心素养。

[关键词]知识体系;核心素养;项目教学;KWL策略;高中化学

化学是一门建立在分子、原子基础上的学科。[1]化学涉及的元素、物质种类繁多,知识庞杂、琐碎。针对元素化合类知识,传统教学模式的基本教学思路是抓住某一元素化合物,以模块化的形式引导学生从物质的组成、性质、制备、用途等方面进行学习。学生的学习方式偏向于机械记忆,很多学生出现学习困难、缺乏学习兴趣、所学知识碎片化严重等问题,难以建立完整的知识体系。[2]为解决以上问题,教师需要转变传统的教学理念,探索合适的教学模式,充分发挥学生的主体作用,使学生在掌握理论知识的基础上运用所学知识解决实际问题,不断培养创新精神和实践能力,促进学科核心素养的培养。[3]在以学生为主体的基本原则之下,将KWL策略的学生主体性、知识系统性特征与项目教学模式的学生主体性、任务驱动性特征有效结合,探索出一种基于KWL策略的项目教学模式,可以在使元素化合类知识的教学变得生动有趣的同时,引导学生积极主动地构建相关的知识体系,避免知识碎片化。基于KWL策略的项目教学模式注重对学生能力的培养,可以实现逐步发展学生学科核心素养的目标。本文在介绍基于KWL策略的项目教学模式内涵、优势与设计原则的基础上,以高中化学为例,展示了“探究酸雨”的KWL策略项目教学案例。

一、基于KWL策略的项目教学

KWL是指已知(Know)、想知(Wonder)和所学(Learn)。KWL策略是以认知心理学和建构主义为基础,以学生为本的一种教学策略,它变传统的灌输式教学为学生主动建构,不仅节省了教学时间,还提高了教学效率。教师不再是课堂的主导者和决策者,而是引导者和咨询者;学生不再是被动学习的“他者”,而是意义构建的主体。[4]KWL策略的实施分为三个步骤:编制KWL表格、构建学习小组和填写KWL表格。项目教学是以具体的项目为依托,以学生为主体,在有意义的问题情境里,让学生通过完成项目任务建构完备的科学理论知识和方法体系。[5]教师根据具体的教学内容设计项目活动,在项目活动中创设真实的问题情境,并融入知识、技能与方法,学生通过完成任务、解决问题建构相关知识与方法的体系。因此,项目教学对激发学生的兴趣、培养学生的实践创新与迁移应用能力、发展学生的化学核心素养有独特的功能与价值。[6]基于KWL策略的项目教学是将项目教学与KWL策略有效结合,充分发挥各自优势,帮助学生有意义地建构系统化知识的一种教学模式。此模式以项目教学活动为明线,将KWL策略作为暗线,隐藏于项目活动中,把教学进程分为“基于素养确定目标”“情境导入引出问题”“拆解任务实践探究”“成果展示评价反思”四个环节,如图1所示。学生利用KWL策略回顾已有知识经验(K),并在已有经验的基础上学习新知识(W),将已有知识经验与新知识建立联系。新旧知识通过同化和顺应等一系列认知过程达到平衡,完成新知识的意义建构,使知识系统化。KWL策略以具体的项目为依托,将前后相连的知识整合于项目之中,采用项目教学模式进行系统化的课程实施。学生通过完成项目任务构建项目承载的知识体系,并在解决真实情景中的一系列问题的过程中不断发展创新精神、实践能力及合作探究能力,促进化学核心素养的发展。这种基于真实情境的教学模式不仅能激发学生学习化学的兴趣,提高学习主动性,还可以帮助学生构建知识体系,避免知识碎片化,提高学生利用理论知识解决真实问题的能力,将被动的学习过程转变成积极主动建构知识体系、塑造核心素养的过程。第一,基于素养确定目标。这是教学活动的初始环节,其主体是教师,属于课前准备环节。教师在课前根据课程标准、核心素养要求及学生已有的知识经验,确定项目教学活动的主题及教学目标,达到对教师专业素养的要求。项目主题选得好,目标确定得准确,对教学活动的展开影响就大。第二,情境导入引出问题。这是教学活动的关键环节,其主体是学生。教师根据教学目标及项目主题设计真实的问题情境,引导学生回忆与之相关的已有知识经验(即引导学生使用K策略),并鼓励学生在已有知识经验的基础上大胆提出疑问,交流和表达与之相关的想要学习、解决的新知识、新问题(即鼓励学生使用W策略)。教师根据学生的已知与想知总结引出项目驱动性问题。这一过程可以不断发展学生的提问能力。第三,拆解任务实践探究。这是项目教学活动的主要环节。学生在真实问题驱动下进行实践探究活动,根据已知与想知将问题拆解成一个个子任务,并进一步根据已知与探究实践活动完成子任务,最终解决问题。学生在完成任务、解决问题的过程中构建任务和问题承载的知识体系,不断增强创新精神、探究意识与实践能力,逐步发展核心素养。第四,成果展示评价反思。这是教学活动的最后环节,其主体可以是教师,也可以是学生;评价方式也是多元的,包括教师评价、学生自评与小组互评等多种方式。学生在总结本活动学到的知识(即使用L策略)的基础上进行成果展示、交流表达,并相互评价,不断发展反思能力及科学观念。此外,评价要注重过程性、多样化与多元性。

二、基于KWL策略的项目教学

在高中化学教学中的案例设计“酸雨的探究”是2019年人教版普通高中化学必修2第五章第二节中“酸雨及防治”和“研究与实践”中“测定雨水的pH”的内容。[7]“酸雨的探究”一节包括了“硫及其化合物”“氮及其化合物”及它们之间的转化等知识,内容较多、较繁杂。传统的教学只是简单讲解酸雨的形成、危害及防治,并没有涉及太多含硫、氮元素的化合物及转化。[8]在学习本节课之前,学生已经学习了“硫和二氧化硫、硫酸、氮气、一氧化氮和二氧化氮、硝酸”等内容,但都是以模块的方式学习的,接收到的知识较琐碎,没有形成完整的知识体系。本文以“探究酸雨”为项目主题,探讨KWL策略。回顾已知:酸雨的pH范围,酸雨的主要物质,构成酸雨的主要物质的来源,二氧化硫相关知识,氮氧化物相关知识,酸雨的危害的相关新闻,通过减少工厂废气的策略防治酸雨。探究解决未知:构成酸雨的主要物质的其他来源。硫和氮元素是怎样形成酸雨的?怎样有效防治酸雨?工厂怎样处理这些废气?这些物质能不能再利用变废为宝?项目活动以“酸雨的形成—危害—防治”为主线,将“硫及其化合物”“氮及其化合物”及相互转化关系隐含于项目活动中,将已知与未知连成知识体系,使学生充分了解酸雨的形成、危害与防治等基础知识,巩固硫及其化合物以及氮及其化合物的相互转化,构建相关的知识体系,达成知识理解层面的目标。学生通过合作探究酸雨的成因以及小组讨论研究酸雨的防治措施,进一步发展合作探究能力及科学探究与创新意识素养,达成知识迁移、创新层面的目标。学生通过了解酸雨的危害及防治方法,体会化学的利与弊,不断发展科学态度与社会责任素养。具体教学流程如表1所示。从新课程标准指出的化学核心素养五个维度来看,学生不仅能描述实验现象,还能以微观符号表示反应原理,发展宏观辨识与微观探析素养。学生在解释现象和梳理知识脉络以及对应关系整理的过程中发展证据推理与模型认知素养,在实验方案设计、实验探究过程以及对成果的评价反思过程中能考虑到多方面的因素,发展科学探究与创新意识素养。通过探究变废为宝、从源头防治酸雨,学生体会了化学的利与弊,不断发展学生的科学态度与社会责任素养。

三、结语

基于KWL策略的项目式教学模式的最大优势是有效将KWL策略与项目教学的优点特征结合起来。真实问题及项目任务的驱动能激发学生的学习主动性,使整个教学达到学习主动化、知识结构化的功能。学生通过运用KWL策略回顾已知、解决未知、获得新知,在解决问题的过程中完成知识体系的主动构建,培养了创新精神与实践能力,有效提高了运用理论知识解决实际问题的能力,并进一步发展了化学核心素养。总之,基于KWL策略的项目教学在充分尊重学生主体性的基础上,极大地提高了学生的学习兴趣及所学知识的系统化程度,学生在积极主动学习的过程中实现了实践能力、创新精神以及化学核心素养的良好发展。

参考文献:

[1]教育部.普通高中化学课程标准(2017年版)[S].北京:人民教育出版社,2018:16-18,45-54.

[2]吴晗清,孙年冬,李琳娜.基于ATDE的项目式化学教学模式探析———以“从铝土矿到铝合金”为例[J].化学教学,2019(2):38.

[3]于少华,林博娇,王磊,等.化学核心素养背景下的元素化合物教学改进[J].化学教育(中英文),2020(5):60-65.

[4]王莎,柴红梅,徐万元.“KWL”教学策略在中学化学教学中的设计研究[J].中学化学教学参考,2018(22):30-31.

[5]宋立栋,刘翠,王磊,等.基于项目式教学的含硫物质转化复习教学设计与实施[J].化学教育(中英文),2019(19):37-40.

[6]陈颖,王磊,徐敏,等.高中化学项目教学案例———探秘神奇的医用胶[J].化学教育(中英文),2018(19):8-14.

[7]张力军.STS在《酸雨》教学中的实践[J].新疆石油教育学院学报,2005(1):68-70.

[8]刘广宏.“酸雨”教学的实践与思考[J].化学教学,2005(12):34-35.

作者:林川滟 楚刚辉 单位:喀什大学化学与环境科学学院

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