史凡　周冬冬　王光輝

作為整個學科項目學習的開篇，教材選擇“從自然界中的水到千家萬戶的水”這個項目。首先，因為水是學生日常生活中最為熟悉的物質，它與人們的生產生活息息相關；其次，該項目操作簡單，制作簡易凈水器項目成果非常易得；再次，項目實施過程中需要使用化學知識，能體現化學的作用。因而編者試圖通過該項目來讓學生了解“化學研究的是什么”“化學有什么用”“如何開展項目學習”“如何通過項目學習化學”。

一、不同教材中“水的凈化”部分內容設計的比較分析——明確教學目標

項目學習的一大特點是讓學生在做中學?，F行的人教版和上教版兩套化學教材，也都嘗試把科學探究作為教材的一個突破口。為了更好地解讀這個項目的教學內容，我們選擇這兩個版本的教材與項目學習實驗教材，就“水的凈化”這一內容進行簡要比較和分析。

三個版本的教材都涉及到自來水廠凈水以及軟水和硬水兩個知識點，但是在教材中承載的教學作用卻有很大的不同。人教版和上教版的自來水廠凈水只是簡單的示意圖介紹，前者出現在教材的第一個部分，后者出現在教材的最后一個部分。跟人教版類似，項目學習實驗教材的自來水廠凈水也是安排在教材的開始部分，但與其他兩個版本的教材相比，項目學習實驗教材是以“自主學習”欄目，引導學生從“裝置”“作用”“狀態(tài)”“組成”四個方面來分析每一步凈化的過程，讓學生初步體會“化學是研究物質的組成和變化的一門科學”，同時培養(yǎng)學生進行項目研究的能力。對于軟水和硬水這一知識內容，三個版本的教材均是以實驗探究的形式出現，其中項目學習實驗教材從問題出發(fā)，由問題“我們凈化后的水是純水嗎”引出“硬水和軟水的區(qū)分”實驗探究，對學生實驗探究能力的要求高于其他版本。

此外，人教版和上教版教材均有過濾操作的知識點，而項目學習實驗教材并未將規(guī)范的實驗操作知識放在這一部分，但是在讓學生“查閱自來水廠凈水過程”以及“自制簡易凈水器”的兩個項目活動中都涉及到過濾的原理。雖然人教版和項目學習實驗教材都有“自制簡易凈水器”的活動，但通過對比可以發(fā)現，在項目學習實驗教材中，該活動任務是基于學生自主學習“查閱自來水廠凈水過程”的活動分析基礎之上的，而且教材中并未給出具體的凈水器示意圖，完全是讓學生自主選擇合適的生活替代品來實現的，這對于學生的實驗探究能力提出了更高的要求。同時項目學習實驗教材把這一活動任務作為一個重要的課堂活動，且作為該項目的成果進行匯報展示，而非人教版的課后家庭小實驗。

對于實驗室制蒸餾水的知識，人教版以實驗形式呈現，上教版未涉及，項目學習實驗教材在“拓展資源”欄目中出現。而且，在課標要求的基本實驗技能和實驗活動中，也沒有對學生的蒸餾實驗提出明確要求。因此，在項目學習實驗教材中，也只是作為拓展性資源讓學生了解。

通過項目學習的目標定位，結合不同版本教材中“水的凈化”教學內容分析和課程標準要求，明確該項目教學的教學目標：（1）使學生了解水凈化的流程，認識到沉淀、過濾、吸附是工業(yè)上常用的方法，也是化學實驗中分離混合物的常用方法，體會物質分離的一般思路和方法；（2）體會實驗過程中如何通過控制變量進行對比；（3）體會化學的意義，可以利用化學變化區(qū)分物質，認識和確定物質的組成和結構，創(chuàng)造新物質，提高生活水平，推動科技發(fā)展；（4）了解開展項目學習的流程及其作用；體會如何通過項目學習化學，學會從實際生產生活問題中提煉出化學元素，轉化成化學問題，從化學的視角重新認識和解決問題；（5）體會項目學習與傳統(tǒng)學習方式的不同，需要積極主動思考問題，同時需要與同學分工合作解決問題。

二、項目教學設計及實錄

（一）教學安排

第一課時

【項目導引】

發(fā)現問題、分析問題，將實際生產生活問題轉化成化學研究問題。

（需引導學生對驅動性問題進行分析。）

【活動1】 水中含有什么？

信息檢索：了解自然界中的水含有什么物質。（課前查閱資料。）

【活動2】從自然界中的水到千家萬戶的水需要除去哪些物質？

交流研討：討論從自然界中的水到千家萬戶的水需要除去哪些物質？（課前查閱水凈化的相關資料。）第二課時

【活動3】我們如何除去這些物質？

自主學習：查閱自來水廠凈水過程，并從步驟、作用、狀態(tài)、組成四個方面進行資料整理。

（課前查閱自來水廠凈水的相關資料，并學會如何獲取有效信息。）

設計制作：繪制簡易凈水器設計圖，動手制作簡易凈水器，利用自己制作的簡易凈水器實現水的凈化。（教師需在課前準備相關實驗裝置、藥品以及污水。）

匯報展示：比較不同自制簡易凈水器的效果。

第三課時

【活動4】我們凈化后的水是純水嗎？

交流研討：檢驗水中的雜質是否除盡。

實驗探究：探究凈化得到的水與蒸餾水的成分是否一樣。

拓展閱讀： 水的蒸餾及其裝置。

（學生可根據興趣，查閱凈水器相關資料。）

總結反思：總結學習本項目的體會和收獲。

（二）“我們如何除去這些物質”教學實錄。

1.啟動階段

學生以小組為單位匯報本組自來水廠凈化水流程表格的填寫情況，教師與學生對話，幫助學生明確自來水廠凈化水流程中各步驟的作用、狀態(tài)和組成變化情況。

教師總結：（1）自來水廠凈水過程中，選擇除雜試劑的方法和依據。（2）自來水廠凈水過程中，哪些發(fā)生的是物理變化，哪些發(fā)生的是化學變化，我們判斷它屬于什么變化類型的依據是什么。（3）工業(yè)上和實驗室常用的方法。

教師布置任務：經過對自來水廠凈化水流程的分析，我們能不能自己選用一些生活中常見的物品來設計制作一個簡易凈水器實現水的凈化。

方法技能描述：

自主學習：教師要引導學生認識到查閱資料的意義，并對所查閱資料進行分析，才能更好地實施問題解決過程：（1）在查閱資料前，必須要明確自己的目標，根據項目目標規(guī)劃制訂記錄表。（2）查閱資料過程中，需要及時記錄自己所需資料；（3）查閱資料結束后，及時對所記錄資料進行整理。

2.活動過程

學生活動：設計簡易凈水器。

學生在學案上畫出簡易凈水器的設計圖。教師巡視，查看學生的設計圖，并及時解答學生設計凈水器中的困惑。

學生匯報：簡易凈水器的設計圖。

教師選取2～3組學生匯報展示自己的簡易凈水器設計圖（見圖1），且注意學生設計的差異性，讓學生的設計能夠互相補充，明確各部分裝置的作用，明確各組最終的設計。

教師組織討論：什么因素會影響水的凈化效果。

教師組織學生討論什么會影響水的凈化效果。（不需要明確的預設，只需要猜測可能的影響因素。）在此基礎上，讓各小組明確自己的實驗變量，明確各小組選取制作凈水器的裝置、藥品、用量等。

學生活動：制作簡易凈水器（1輪）。

教師組織學生分組，每組4人，同組內每2人完成一套凈水器裝置，教師需要考慮所選擇的物質、順序、用量、操作對凈化效果的影響，需要對每組所選用的裝置和藥品進行控制。

教師指導：教師巡視班級，及時解決學生遇到的困難。

在學生第一輪凈水結束后，組織學生進行小討論，成功的學生分享成功的經驗，未成功的學生反思自己實驗中的問題，再進行第二輪實驗。教師總結制作凈水器的注意事項，包括：裝置的搭建、流速的控制、藥品的用量等（教師也可給出一些示范性的作品，如圖2所示）。

學生活動： 制作簡易凈水器（2～3輪）。

教師巡視班級，及時解決學生遇到的困難。

學生動手制作簡易凈水器，并進行水的凈化，及時記錄實驗現象，與小組成員展開討論。

方法技能描述：

設計制作：學生在這一環(huán)節(jié)動手完成一些小制作，制作出的作品可以向大家展示。因此，教師在這個過程中需要不斷地在課堂中進行巡視，及時了解學生的想法和問題，在巡視過程中需要注意： （1）提醒學生在設計簡易凈水器時，需考慮選用的裝置、藥品各自有什么作用，如何將各個部分連接。（2）關注學生的設計圖，以便在匯報展示時可以合理選擇小組的作品。

實驗探究：以學生實驗活動為主，在該過程中教師需要注意：（1）過程中巡視班級，及時了解學生遇到的問題和困難，引導學生進行實驗觀察和實驗反思；（2）總結制作凈水器的方法及注意事項。

3.活動總結

匯報展示： 學生匯報展示自制凈水器及其效果。

教師組織小組匯報展示，選取具有不同代表性的小組，追問學生，鼓勵學生進行反思和批判性思考。

教師對各小組自制凈水器及凈水效果小結：有些小組的凈水效果特別好，顏色澄清，有些小組則較渾濁，基本沒有什么變化。凈水效果不好的小組對他們的原因進行了分析，并采用控制變量的方法對裝置進行了重組。將活性炭與活性炭替代物作為對照的小組的凈水效果不明顯，他們分析的結果是活性炭的量過少，但是沒有對其進行重組。將凈水裝置出口徑的大小作為對照的小組凈水效果也不太理想，他們認為凈水效果不好的原因是因為活性炭不干凈，既而對活性炭進行清洗，并進行了重組，達到了很好的凈水效果。

教師總結：教師需從實驗裝置和藥品選取、實驗效果、原因分析、小組合作表現、表達與交流、語音和舉止等多個方面對學生自制凈水器活動進行評價總結。

方法技能描述：

匯報展示：將學生的項目成果進行展示交流，引導學生運用所學知識對一些現象和結果進行解釋，小組之間相互點評，總結提升。在這一過程中教師需要注意： （1）選擇在課堂巡視過程中發(fā)現的有代表性的小組進行展示。 （2）鼓勵小組之間的相互提問和點評。（3）引導學生自主地對通過項目活動學到的知識、方法和技能進行反思、總結。

三、教學效果評價與教學反思

1.從學生訪談了解學生的認識發(fā)展情況

在授課后，我們從學生的課前認知程度以及課后的收獲出發(fā)，對學生進行了訪談交流。通過訪談我們了解到，學生事先學習過人教版教材中相關的知識了，但是這兩節(jié)課對于他們仍然有很大的沖擊力。通過對訪談內容的梳理，我們發(fā)現學生通過“從自然界的水到千家萬戶的水”這個項目的學習，主要在以下四個方面獲得明顯的提升。

（1）動手操作，興趣與思維共同提升。學生表示非常喜歡這種自己動手，邊實驗，邊思考，邊學習的方式。雖然只是一個簡單的過濾實驗，但是學生仍然覺得非常神奇和有趣。學生在自己閱讀教材的過程中就有意識地在思考教材中提出的問題，在課堂上會著重注意老師對這些問題的分析。在上完這三節(jié)課之后，學生在看待水的時候不僅關注水中肉眼可以看得到的雜質，更能夠關注水中可溶性的雜質。

（2）實踐反思，思維提升的關鍵。通過對實驗效果不夠理想的反思和小組討論，改進實驗裝置，不斷獲得更好的實驗效果。學生對這種小組分工合作的學習方式也表示了極大的認可。當我們追問自來水廠凈水過程的資料查閱任務與后面的設計凈水裝置活動之間的關系的時候，學生表示它們之間是有聯系的，自來水廠凈化過程的資料查閱任務幫助他們更好地分析自制簡易凈水器中各部分起到的作用，在分析實驗效果不理想的原因時為他們提供了一定的思路。在繼續(xù)追問裝置中各個部分的作用，如何決定裝置中各部分的用量時，學生意識到自己在項目學習中可能還缺少一些思考的環(huán)節(jié)，應該從實驗目的出發(fā)，考慮需要去除的雜質的性質來選擇合理的凈化裝置。

（3）小組合作，思想的交流與碰撞。對后面的項目學習可以遷移的經驗和收獲，學生表示需要小組更加密切地進行合作；要樹立從頭去思考問題的意識；先要有一個整體的框架和結構，然后再去對問題進行分析和拆解；要充分聯系自己已有的認識和經歷；要有規(guī)律地去進行思考，而不是盲目地進行實驗；小組之間要多交流，對不同的觀點要進行充分的論證。

（4）學以致用，提升項目研究的遷移能力。在訪談的最后，為了進一步探查學生項目研究的遷移能力，我們問學生：“如果現在讓你自己去研究‘低碳行動這個項目，你準備從哪些方面入手？”我們驚喜地聽到，學生非常有邏輯地將問題拆解成四個子問題：①低碳指的是什么？②低碳里面的碳到底是什么？③為什么要進行低碳行動（即什么引起了碳偏高）？④我們應該怎么做才能達到低碳的目的？由此可見，學生通過“從自然界的水到千家萬戶的水”這個項目的學習，確實已經初步建立起了項目學習的思路。

2.教學反思

結合課堂觀察、學生訪談以及教師的反思，我們認為在本項目以及今后的項目教學過程中，教師還應當進行以下幾個方面的改進：

（1）對于“從自然界的水到千家萬戶的水”教學實施的建議：

？譹？訛在學生動手制作簡易凈水器前，需讓兩三組學生進行匯報，展示自己設計的簡易凈水器裝置圖，并指出圖中每一部分的作用、如何組裝，教師對學生的回答進行修正和補充。簡易凈水器的裝置圖和各部分的作用明確后，再讓學生動手進行制作，減少實驗過程中不必要的錯誤行為。

？譺？訛教師需組織學生開展“什么會影響水的凈化效果”的初步討論，讓各組明確實驗變量，以便于組織各組合理選擇裝置和藥品。

？譻？訛簡易凈水器的實驗最好可以開展2～3輪，需要給學生充分的時間動手，反思修訂實驗。尤其在第一次凈水后，需組織學生討論，成功的學生分享成功的經驗，未成功的學生反思自己實驗中的問題，再進行第二輪實驗。

（2）對于項目教學實施的建議：

①充分發(fā)揮項目導引環(huán)節(jié)的價值。項目導引是讓學生發(fā)現問題、分析問題的過程，可以幫助學生對項目建立一個整體的認識，通過對驅動性問題的分析，幫助學生對項目進行有效的分析和拆解，將實際生產和生活問題轉化成化學研究的問題。

②加強對學生思維能力的培養(yǎng)。通過學生訪談和課堂觀察，我們發(fā)現，在實驗過程中缺少了實驗反思和總結的過程，而這一過程恰恰是對學生思維能力培養(yǎng)尤其是科學探究能力發(fā)展的一個關鍵環(huán)節(jié)。因此建議教師在今后的項目教學中，尤其是在“實驗探究”“匯報展示”等項目活動的過程中注意引導學生從實驗目的出發(fā)，去分析實驗設計的合理性，提高實驗反思能力，凸顯項目學習中“解決問題”的特點。從問題出發(fā)，去分析問題、解決問題，做到理論分析和動手實踐并重。