在当代科技深度融合背景下,化学学科与生命科学、材料工程、能源技术等领域多维交叉,突破传统边界,催生众多突破性成果,成为支撑高新技术发展的核心支柱。初中化学作为科学教育体系关键部分,传统教学多侧重理论,学生难以将知识应用于实际生活,导致学习兴趣不高、实践能力不足。项目式学习(PBL)以学生为中心、以项目为导向,强调通过实践、探索和合作解决真实问题,能实现深度学习和知识应用。开发“生活中的化学”校本课程,运用项目式学习,可让学生感受化学与生活紧密联系,提高学习兴趣和能力。
1. 学科发展层面:本课题顺应化学学科与其他领域融合趋势,为初中化学教学提供新思路和方法,推动学科教学创新发展。
2. 学生成长层面:有助于提高学生学习兴趣、思维和创新能力,培养自主学习、团队合作能力,增强实践和解决实际问题能力,提升化学知识水平和实验技能,塑造负责任公民意识。
3. 社会发展层面:培养学生基于实证的决策能力,破除生活伪科学认知,建立绿色化学理念,形成环境友好型生活方式,为社会发展培养具有科学素养的人才。
本课程定位为九年级跨学科选修模块,遵循《义务教育化学课程标准》核心框架,融入校本特色元素,采用16课时弹性实施方案,完成学习并通过多元评估者可获1个学分认证。
1. 科学探究能力建构
(1) 发展批判性思维,掌握完整探究流程,包括问题发现、方案设计、实证研究和结论验证。
(2) 训练跨媒介信息处理能力,如文献检索、数据可视化、实验记录等专业方法。
(3) 培养创新意识,鼓励对传统生活经验提出科学性质疑。
2. 学科素养培育
(1) 建立宏观辨识、微观探析、符号表征的化学思维三元模型。
(2) 理解化学原理在日用品设计、环境保护等领域的转化应用。
(3) 掌握风险评估与实验安全管理的必备技能。
3. 社会责任感养成
(1) 认识化学技术进步与可持续发展的辩证关系。
(2) 培养基于实证的决策能力,破除生活伪科学认知。
(3) 建立绿色化学理念,形成环境友好型生活方式。
1. 居家化学实践:涵盖食盐晶体结构分析、纤维燃烧鉴别法、水垢形成机理及去除方案对比实验。例如在食盐晶体结构分析中,学生通过观察和实验了解晶体特点;纤维燃烧鉴别法让学生掌握不同纤维燃烧现象差异;水垢去除方案对比实验培养学生实验设计和数据分析能力。
2. 环境化学监测:实施室内CO浓度动态测定、区域水质污染源追踪、自来水净化工艺实地考察。如室内CO浓度测定让学生关注室内空气质量;水质污染源追踪使学生了解水污染原因;自来水净化工艺考察让学生认识化学在水处理中的应用。
3. 食品化学解密:探究鸡蛋壳雕刻的化学反应原理、食用酸碱指示剂制备、发酵食品中的化学转化。鸡蛋壳雕刻原理探究让学生了解酸与碳酸钙反应;食用酸碱指示剂制备培养学生创新思维;发酵食品化学转化研究让学生认识微生物与化学变化关系。
1. 能源材料专题:开展沼气产能效率影响因素研究、干湿煤燃烧热值对比实验。沼气产能效率研究让学生了解影响沼气产生因素;干湿煤燃烧热值对比实验使学生认识不同状态煤的燃烧特性。
2. 可持续发展课题:进行农用化肥环境迁移模拟、可降解塑料替代方案可行性分析。农用化肥环境迁移模拟让学生关注化肥对环境影响;可降解塑料替代方案分析培养学生解决环境问题能力。
3. 传统工艺现代化:实施生石灰制备工艺改良设计、洗涤剂配方安全性评估。生石灰制备工艺改良设计让学生运用化学知识改进传统工艺;洗涤剂配方安全性评估使学生认识化学产品安全性。
1. 三维度分层教学:根据学生认知基础设置基础型、拓展型、挑战型三级任务单,配套阶梯式评价标准。教师采用鹰架教学法,在实验设计、数据分析等关键节点提供动态支持。例如在实验设计环节,对基础型学生给予更多指导,对挑战型学生鼓励自主创新。
2. 混合式学习设计:构建微课预习、课堂探究、虚拟仿真、社区实践四环节学习链。特别开发AR化学实验平台,实现危险操作的虚拟演练。如学生通过微课预习了解实验背景,课堂上进行探究,利用AR平台进行危险操作模拟,最后参与社区实践。
3. 过程性评价体系:建立电子学档记录探究轨迹,采用量规评估工具对实验设计、数据处理等核心能力进行多维诊断。例如通过电子学档记录学生实验过程,用量规评估工具从多个维度评价学生能力。
1. 课程研发共同体:组建跨学科备课组,定期开展生活化学案例工作坊,开发本土化教学资源包。如备课组共同研讨课程内容和教学方法,开发适合本地学生的教学资源。
2. 专业能力提升路径:实施双师制教学,邀请化工企业工程师参与课程设计。建立教师STEM素养发展学分制,将课程开发纳入绩效考核体系。例如工程师为课程设计提供实践指导,教师通过参与课程开发获得学分。
3. 反思性实践模式:运用课堂观察LICC范式进行教学诊断,每学期完成课程实施行动研究报告。如通过课堂观察发现问题,撰写报告总结经验教训,改进教学方法。
为丰富化学教学资源,提升学习体验,我们着力搭建化学虚拟实验室数据库。精心筛选并集成 300 个生活化学微实验视频资源,涵盖生活各个方面,让学生直观感受化学魅力。同时,开发移动端知识图谱工具,依据学生知识水平与兴趣,智能规划个性化学习路径。学生借助虚拟实验室,能随时进行实验操作,不受时空限制;利用知识图谱工具,可清晰了解知识脉络,明确学习方向,提高学习效率与效果。
构建社区协同网络,加强与外部资源合作。与自来水厂、环保监测站建立长期实践基地,定期开展化学开放日活动,让学生实地了解化学在生活中的应用,拓宽视野。此外,组建家长顾问团,鼓励家长收集生活中遇到的化学问题,将其转化为课程素材。学生可到实践基地参观学习,亲身体验化学操作;以家长提供的问题为研究课题,开展探究活动,增强学习的实用性与趣味性,促进家校社协同育人。
安全是化学实践活动的重中之重。我们制定详细的家庭实验安全操作手册,明确实验步骤、注意事项及应急处理方法,让学生实验有章可循。同时,为每个家庭配备实验防护包,包含防护手套、护目镜等必要防护用品,降低实验风险。建立远程指导机制,学生在家庭实验过程中遇到难题,可通过视频连线及时向教师求助,教师实时指导,解决实践难题,确保学生在安全的环境中进行化学实践,保障学习活动顺利开展。
本纲要的实施周期设定为一年,且每阶段都会依据评估结果进行动态调整与修订。具体规划为:第一阶段集中精力开展课程开发工作,并同步进行试点教学;第二阶段逐步扩大教学范围,同时依据反馈完善课程内容;第三阶段则全面推广,并对整个实施过程进行系统总结。
1. 形成一套完善的“生活中的化学”校本课程体系,包括课程内容、教学方法、评价体系等。
2. 提高学生学习化学的兴趣和成绩,培养学生的科学素养和实践能力。
3. 提升教师的教学水平和专业素养,促进教师的专业发展。
4. 为其他学校开发类似课程提供参考和借鉴。
在课程开发领域,我们精心打造了一套契合初中学生认知特点、深度融入生活场景的“生活中的化学”项目式课程体系。这一体系广泛覆盖多元项目主题,像水质检测能让学生了解身边水资源的状况,食品添加剂探究则能揭开日常饮食中的化学奥秘。
在实践过程中,项目式学习成效斐然。它以生动有趣的方式,让学生将抽象的化学知识与实际生活紧密相连,显著加深了学生对化学知识的理解,提升了应用能力,更极大地激发了他们的学习兴趣与学习主动性。而且,在项目推进中,学生需团队协作攻克难题,有效培养了团队协作与问题解决能力,同时增强了社会责任感。这一课程开发与实践模式,为初中化学教学创新提供了有力支撑,为同行提供了可参考借鉴的新路径,有力推动学生化学学科核心素养实现全方位提升。