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        初中科學(xué)課程項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的實(shí)踐與反思

        2022-03-08 06:41:15鄭林明
        關(guān)鍵詞:科學(xué)

        【摘 要】項(xiàng)目化學(xué)習(xí)在培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用各學(xué)科知識、進(jìn)行科學(xué)探索和培養(yǎng)科學(xué)精神方面都有顯著效果。將科學(xué)與項(xiàng)目化學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合,以科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),以項(xiàng)目化學(xué)習(xí)為載體,采用建模、探究式教學(xué)模式,通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣,參與復(fù)雜的學(xué)習(xí)任務(wù),以解決真實(shí)世界中的真問題,是學(xué)校開展科創(chuàng)類課程的重要路徑。

        【關(guān)鍵詞】項(xiàng)目化學(xué)習(xí);科學(xué);太陽系

        【中圖分類號】G633.93? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? 【文章編號】1005-6009(2022)67-0056-03

        【作者簡介】鄭林明,江蘇省無錫市匡園雙語學(xué)校(江蘇無錫,214181)教師,二級教師。

        項(xiàng)目化學(xué)習(xí)(簡稱PBL,Project-based Learning),倡導(dǎo)組織學(xué)生開展以建構(gòu)主義理論為基礎(chǔ)、以科學(xué)技術(shù)與合作為支撐、以學(xué)生為主導(dǎo)的科學(xué)探究活動,注重創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境,以問題為驅(qū)動。將科學(xué)課程與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合,是學(xué)校開展科技創(chuàng)新活動的重要路徑。為了讓青少年深入了解中國航天事業(yè)的發(fā)展,激發(fā)青少年崇尚科學(xué)、探索未知、敢于創(chuàng)新的熱情,我校依托《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》,以項(xiàng)目化學(xué)習(xí)為載體,于七年級開設(shè)“多層次探索太陽系”等科創(chuàng)項(xiàng)目式課程。下面,筆者將以此為例,進(jìn)行具體闡述。

        一、“多層次探索太陽系”項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與實(shí)施

        1.設(shè)計(jì)思想

        以“太陽系”為核心概念,通過開展基于項(xiàng)目的“實(shí)驗(yàn)探究+模型制作+科普/科幻閱讀”等系列活動,逐漸加深學(xué)生對太陽系的基本認(rèn)知,發(fā)展學(xué)生的建模思維、空間想象等能力,養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的實(shí)驗(yàn)態(tài)度和探究精神。

        2.學(xué)情與課時安排

        對于青少年來說,浩瀚的宇宙具有無窮的魅力。七年級學(xué)生需要糾正宇宙是虛無縹緲的錯誤認(rèn)識,從宏觀角度和系統(tǒng)層面來認(rèn)識和了解宇宙的結(jié)構(gòu),建立正確的太陽系概念。本項(xiàng)目活動利用校本選修課時間開展,總計(jì)12課時,每周三授課,具體教學(xué)任務(wù)及課時安排見下頁表1。

        3.具體實(shí)施過程

        觀看視頻《宇宙到底有多大》后,教師提出問題:假如你是一名星際探險家,你喜歡追求刺激的體驗(yàn),在探險過程中,你從不知道你下一次會在什么樣的星球著陸,這些星球有些很冷,有些很燙,有些晝夜溫差可以達(dá)到上千度。為了適應(yīng)這樣的極端環(huán)境,你應(yīng)該帶上什么樣的裝備?你的航空服和庇護(hù)所應(yīng)該是什么材質(zhì)的?

        任務(wù)1:“日—地—月”建模

        活動內(nèi)容:(1)閱讀日、地、月的相關(guān)資料,了解三者的基本特征;(2)了解日、地、月三者的關(guān)系及運(yùn)動規(guī)律,并按等比例建立“日—地—月”模型。

        【設(shè)計(jì)意圖】“日—地—月”是學(xué)生較為熟知的,也是太陽系中的三類主要天體——恒星、行星和衛(wèi)星。三者的運(yùn)動是太陽系天體運(yùn)動的主要方式,通過數(shù)據(jù)換算、建模,學(xué)生可初步感知天體的大小,培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力,為后面太陽系建模做鋪墊。

        任務(wù)2:“太陽系”建模

        活動內(nèi)容:(1)閱讀太陽系資料,初步建立太陽系的科學(xué)概念;(2)通過比例換算,動手實(shí)踐,建立太陽系距離模型或者大小模型;(3)閱讀資料,了解八大行星的典型特征及發(fā)現(xiàn)歷史,了解太陽系的其他天體。

        【設(shè)計(jì)意圖】在此過程中,教師可引導(dǎo)學(xué)生利用信息技術(shù)中的Excel表格函數(shù)進(jìn)行等比例換算,為動手設(shè)計(jì)并制作太陽系模型提供數(shù)據(jù)支撐;選擇合適的參照物進(jìn)行建模,幫助學(xué)生制定設(shè)計(jì)方案。學(xué)生通過計(jì)算、建構(gòu)太陽系模型,使抽象的概念具象化。

        任務(wù)3:太空探險

        活動內(nèi)容:(1)了解地球大氣層的作用和地球大氣層的垂直分布規(guī)律及特點(diǎn);(2)實(shí)驗(yàn)探究——體驗(yàn)大氣壓強(qiáng)(見表2);(3)對八大行星的環(huán)境分析、比較(自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期均以地球時間表示)。

        [實(shí)驗(yàn)名稱 步驟 現(xiàn)象 結(jié)論 喝牛奶 插入吸管,喝牛奶 針筒中的棉花糖 請你用針筒設(shè)計(jì)一個真空環(huán)境,觀察棉花糖在真空環(huán)境中的變化 哈勃瓶里的氣球 1.把氣球吹大,突然松手,觀察現(xiàn)象 2.把氣球嘴反過來套在哈勃瓶上,取下瓶底橡皮塞,在瓶子里吹氣球,吹到最大,塞上橡皮塞 ][表2 體驗(yàn)大氣壓強(qiáng)]

        【設(shè)計(jì)意圖】對于七年級學(xué)生來說,“大氣壓強(qiáng)”是抽象的,較難理解。在本環(huán)節(jié)的教學(xué)中,教師設(shè)置三個有趣的實(shí)驗(yàn)探究,讓學(xué)生親身體驗(yàn)并感知大氣壓強(qiáng)。教師可引導(dǎo)學(xué)生自主查找相關(guān)資料,經(jīng)歷科學(xué)探究的過程,遷移和運(yùn)用所學(xué)知識,去類比、了解和分析八大行星的環(huán)境。

        任務(wù)4:航天工具

        活動內(nèi)容:播放視頻《飛天之箭》,展示中國古代的火箭,讓學(xué)生學(xué)習(xí)火箭的發(fā)展史。在此基礎(chǔ)上引出演示實(shí)驗(yàn)“飲水桶中酒精燃燒實(shí)驗(yàn)”(見圖1),模擬火箭發(fā)射的原理。(見圖2)

        【設(shè)計(jì)意圖】在此環(huán)節(jié)中學(xué)生可觀察到酒精燃燒,產(chǎn)生淡藍(lán)色的火焰,釋放大量的熱和氣體,從桶口排出,飲水桶向上沖去。此時教師告知學(xué)生這是反作用力的效果,說明此化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是乙醇+氧氣→二氧化碳+水蒸氣。此實(shí)驗(yàn)?zāi)M火箭發(fā)射原理,使學(xué)生進(jìn)一步了解火箭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及發(fā)射原理:火箭發(fā)動機(jī)點(diǎn)火以后,推進(jìn)劑在發(fā)動機(jī)燃燒室里燃燒,產(chǎn)生大量高壓氣體;高壓氣體從發(fā)動機(jī)噴管高速噴出,對火箭產(chǎn)生的反作用力使火箭沿氣體噴射的反方向前進(jìn)。

        任務(wù)5:成果交流——“探索太陽系”發(fā)布會

        活動內(nèi)容:學(xué)生分小組進(jìn)行設(shè)計(jì),選擇自己所要登陸的星球,并自主選擇喜歡的方式進(jìn)行展示、交流與評價(可建議學(xué)生采用科幻寫作、科幻畫、科普劇、微電影、模型展示等方式)。

        【設(shè)計(jì)意圖】開放性、多樣化的項(xiàng)目成果表達(dá)方式,促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展,充分尊重了學(xué)生在課堂上的主體地位。

        二、科學(xué)課程項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的整合與反思

        1.改變教與學(xué)的模式

        在以“項(xiàng)目化學(xué)習(xí)”為載體的科學(xué)課堂中,注重科學(xué)探究,提倡學(xué)習(xí)方式多樣化。通過實(shí)驗(yàn)探究、自主閱讀、交流討論,鼓勵學(xué)生的行為參與、思維參與,充分體現(xiàn)學(xué)生在教學(xué)中的主體作用,使學(xué)生從具體的探究活動中獲得體驗(yàn),培養(yǎng)其嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的實(shí)驗(yàn)態(tài)度和批判質(zhì)疑的精神。

        2.發(fā)展高階思維能力

        項(xiàng)目化學(xué)習(xí)不僅有助于學(xué)生對科學(xué)概念的深度理解與遷移運(yùn)用,更能增強(qiáng)他們對整體知識的融會貫通?!疤栂怠边@一科學(xué)概念對于七年級學(xué)生來說是抽象的。建立等比例太陽系模型,使學(xué)生經(jīng)歷材料的選擇、參照物的選取等過程,培養(yǎng)和提高了學(xué)生的問題解決能力和創(chuàng)新能力。另外,在分析、比較八大行星的環(huán)境時,學(xué)生能遷移和運(yùn)用已有的關(guān)于“地球大氣層”和“大氣壓強(qiáng)”的知識,也促進(jìn)了對已學(xué)知識的深度理解,發(fā)展了學(xué)生的高階思維能力。

        3.注重多元化評價

        第一,主體多元化。在“日—地—月”建模活動中,學(xué)生首先進(jìn)行自評和互評,不同組別之間進(jìn)行他評。自評對于學(xué)生來說是一種自我反思,互評則有助于激發(fā)學(xué)生思維,進(jìn)一步優(yōu)化或改進(jìn)模型。第二,方式多樣化。教師要靈活運(yùn)用即時性評價和延時評價。即時性評價能夠給予學(xué)生肯定和鼓勵,糾正學(xué)生的不當(dāng)之處;延時評價則更多體現(xiàn)了師生之間的平等、友愛和尊重。第三,多維度評價。針對整個項(xiàng)目活動,最后通過創(chuàng)意寫作或科幻畫、科普情景劇等多種形式展示,給予學(xué)生更多自主選擇的空間。

        在開展項(xiàng)目化學(xué)習(xí)活動時,教師要將科學(xué)知識一個個零散的點(diǎn)形成問題串或任務(wù)鏈,以真實(shí)情境為背景,讓學(xué)生參與復(fù)雜的任務(wù),在這個過程中提高學(xué)生的問題解決能力和科學(xué)素養(yǎng)。

        【參考文獻(xiàn)】

        [1]教育部.義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)[S].北京:北京師范大學(xué)出版社,2022.

        [2]夏雪梅.PBL項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的實(shí)施:學(xué)習(xí)素養(yǎng)視角下的中國建構(gòu)[M].北京:教育科學(xué)出版社,2020.

        [3]孫偉強(qiáng).科技館中抽象科學(xué)概念具象化對策的思考與實(shí)踐——以中國科技館“宇宙探索——太陽系進(jìn)行曲”教育活動為例[J].自然科學(xué)博物館研究,2021(3):76-83,96.

        [4]魏銳,唐瓏暢.青少年科技創(chuàng)新項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課程開發(fā)的思路與方法[J].中國科技教育,2021(12):10-14.

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