基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的初中科學(xué)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)模式（PBL）探索-以《大氣壓和液體壓強(qiáng)綜合復(fù)習(xí)課》為例

基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的初中科學(xué)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)模式（PBL）探索——以《大氣壓和液體壓強(qiáng)綜合復(fù)習(xí)課》為例一、研究背景《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》提出科學(xué)課程的總目標(biāo)旨在培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，為學(xué)生的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)。隨著新課標(biāo)的頒布，我國(guó)義務(wù)教育階段素養(yǎng)導(dǎo)向的科學(xué)課程改革必將進(jìn)入一個(gè)嶄新的的時(shí)期。而項(xiàng)目化學(xué)習(xí)模式（project-basedlearning，簡(jiǎn)稱PBL）作為培育學(xué)生核心素養(yǎng)的一種重要手段，受到了普遍的關(guān)注并獲得了快速發(fā)展，值得一線教師實(shí)踐探索。二、理論架構(gòu)關(guān)于項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的本質(zhì)特征，不同學(xué)者有不同的看法。為了深入理解項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的特征，將項(xiàng)目化學(xué)習(xí)與基于問題的學(xué)習(xí)、STEAM學(xué)習(xí)進(jìn)行對(duì)比研究?；陧?xiàng)目化學(xué)習(xí)模式（PBL）相關(guān)文獻(xiàn)分析，其特征如下：1.綜合性：核心素養(yǎng)視角下的科學(xué)知識(shí)不再是割裂的，往往需要學(xué)生結(jié)合生產(chǎn)生活實(shí)際，根據(jù)真實(shí)情景不斷進(jìn)階構(gòu)建認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)。2.創(chuàng)生性：學(xué)習(xí)的過程往往以設(shè)計(jì)制作學(xué)習(xí)作品為主線，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力、技術(shù)與工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新解決實(shí)際問題的能力。3.實(shí)踐性：項(xiàng)目化學(xué)習(xí)是在學(xué)習(xí)過程中不斷解決實(shí)際問題、持續(xù)完成細(xì)化的實(shí)踐任務(wù)的學(xué)習(xí)過程。4.高階性：完成項(xiàng)目化學(xué)習(xí)需要學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、積極思維、探究合作，在一次次完成項(xiàng)目化學(xué)習(xí)任務(wù)的過程中不斷尋求解決問題的策略，提升自身的核心素養(yǎng)，為終身學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)流程主要涉及六大步驟，可參考設(shè)計(jì)框架如下圖1：圖1：項(xiàng)目化學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)框架三、項(xiàng)目成果基于以上分析，現(xiàn)以《大氣壓和液體壓強(qiáng)綜合復(fù)習(xí)課》的載體，圍繞揭秘并復(fù)刻“神奇的公道杯”開展PBL項(xiàng)目化學(xué)習(xí)，教學(xué)流程如下：項(xiàng)目化學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)01尋找核心知識(shí)：根據(jù)《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》，該復(fù)習(xí)課涉及到的核心概念有：“1.物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”、“3.物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)與相互作用”、“12.技術(shù)、工程與社會(huì)”、“13.工程設(shè)計(jì)與物化”。通過學(xué)習(xí)這些核心概念，有利于形成“物質(zhì)與能量”、“結(jié)構(gòu)與功能”等跨學(xué)科概念。引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)回顧大氣壓與液體壓強(qiáng)等相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，以學(xué)生為主體，教師只做適當(dāng)補(bǔ)充與糾正。學(xué)生分小組羅列相關(guān)知識(shí)，越多越好。02轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)性問題：貴州遵義海龍囤考古研究團(tuán)隊(duì)2012經(jīng)過900多天的大規(guī)?？脊虐l(fā)掘，在貴州遵義海龍囤出土珍貴文物上萬件，其中就有一件特別的瓷器，瓷器底部竟然有孔，他就是傳說中的——“公道杯”?？脊艑W(xué)家修復(fù)杯體時(shí)發(fā)現(xiàn)杯身上寫有銘文“半則弗漏，滿則弗受”，似乎顯示了杯子的神奇功能，為了進(jìn)一步對(duì)其內(nèi)部構(gòu)造進(jìn)行修復(fù)，考古學(xué)家也做了大量實(shí)驗(yàn)探究，下面我們也跟隨考古學(xué)家的腳步一起來探索其中的科學(xué)奧秘：這種杯子是如何實(shí)現(xiàn)“半則弗漏，滿則弗受”的功能的？你能復(fù)刻出有類似功能的杯子嗎？教師拿出“公道杯”教具，請(qǐng)學(xué)生喝茶，展示功能。半則弗漏：先倒半杯，學(xué)生能夠喝到美味的茶水。滿則弗受：第二次再給給學(xué)生倒?jié)M杯。結(jié)果學(xué)生不僅沒喝到，而且茶水還全部漏光了。你有什么想法？觀察現(xiàn)象；提出問題：為什么同樣的杯子，倒的茶多就喝不到水（漏光），倒的少就可以喝到茶水。03澄清項(xiàng)目的高階認(rèn)知策略：為了復(fù)刻公道杯的上述“半則弗漏，滿則弗受”的兩大功能，我們需要通過系統(tǒng)分析、工程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等高階策略來逐步解決問題：（一）、“半則弗漏”：酒杯底有孔，倒酒倒一半的時(shí)候不會(huì)漏，倒?jié)M了才會(huì)漏。學(xué)生活動(dòng)1：給學(xué)生提供底部帶孔的塑料杯、吸管、剪刀、膠槍，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)公道杯，注意只要求實(shí)現(xiàn)“半則弗漏”（即倒酒倒一半的時(shí)候不會(huì)漏）的功能，畫出設(shè)計(jì)圖。（二）、“滿則弗受”：倒?jié)M了酒時(shí)酒不僅會(huì)漏，而且全部酒都要漏空。學(xué)生活動(dòng)2：我們先思考一個(gè)問題，如何把大魚缸里的水放光，（魚缸太重搬不動(dòng)）畫出設(shè)計(jì)圖，并進(jìn)行簡(jiǎn)要的操作說明。（一）提出問題：思考一下，這個(gè)杯子里面可能是怎樣的結(jié)構(gòu)？學(xué)生設(shè)計(jì)1：

教師引導(dǎo)：上述設(shè)計(jì)確實(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)部分功能，但是“滿則弗受”是指倒?jié)M了酒時(shí)酒不僅會(huì)漏，而且全部酒都要漏空。顯然上述設(shè)計(jì)不能實(shí)現(xiàn)這一功能。（二）啟發(fā)誘導(dǎo)：只能漏一半，不能漏完，如何改進(jìn)？如果把這根管子彎過來，是否可行？學(xué)生設(shè)計(jì)2：

情景1、2、5相對(duì)比較簡(jiǎn)單，鼓勵(lì)學(xué)生自主思考，分組討論，教師適當(dāng)鼓勵(lì)引導(dǎo)即可。情景3、4相對(duì)復(fù)雜，教師可以帶著學(xué)生一起細(xì)致分析。（一）學(xué)生分析1：

（不漏）（能否漏光）分析這個(gè)設(shè)計(jì)，是否合理？（二）學(xué)生分析2：情景1.往杯中倒半杯液體，比較下圖情境中杯中液面與管中液面處壓強(qiáng)的大小，分析液體是否會(huì)漏出？

情景2.如果再多加一點(diǎn)液體，如下圖所示的情況，液體是否會(huì)漏出呢？

情景3.如果再多加一點(diǎn)液體，沒過彎管最高處時(shí)，比較杯中液面與管中箭頭所指液面處壓強(qiáng)的大小，液體是否會(huì)漏出呢？

情景4.隨著液體流出，杯中液面會(huì)下降，當(dāng)下降到如下圖所示時(shí)（強(qiáng)調(diào)與情境1的區(qū)別：此時(shí)彎管右段中充滿液體），液體還能繼續(xù)流出嗎？

情景5.液體持續(xù)漏出，會(huì)一直持續(xù)到什么程度呢？

04確認(rèn)主要的學(xué)習(xí)實(shí)踐：基于項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的前幾個(gè)流程，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)檢驗(yàn)知識(shí)，并獲得真知：學(xué)生活動(dòng)3：利用塑料杯、吸管、剪刀、膠槍等材料復(fù)刻“公道杯”，親自動(dòng)手制作并驗(yàn)證其功能。你能利用手上的器材驗(yàn)證自己小組的猜想嗎？動(dòng)手制作，驗(yàn)證。05明確學(xué)習(xí)成果及公開方式：學(xué)習(xí)實(shí)踐結(jié)束后，每個(gè)小組都完成了項(xiàng)目成果，有必要分組進(jìn)行了分享交流和成果展示。鼓勵(lì)學(xué)生暢所欲言。06設(shè)計(jì)覆蓋全程的評(píng)價(jià)：設(shè)計(jì)覆蓋整個(gè)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)過程的評(píng)價(jià)量表，給予學(xué)生及時(shí)反饋，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的不斷提升，落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)。提供量表，鼓勵(lì)學(xué)生自評(píng)和互評(píng)。學(xué)生完成量表。本教學(xué)案例采用PBL項(xiàng)目化學(xué)習(xí)模式，將“大氣壓強(qiáng)的存在”與“液體壓強(qiáng)大小的影響因素”這兩大知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)與知識(shí)應(yīng)用設(shè)置在有趣的考古探秘情境中，讓學(xué)生通過觀察到的神奇現(xiàn)象去分析其中的科學(xué)原理，又通過分組合作探究的方式踐行工程設(shè)計(jì)與物化過程，逐一解決教師創(chuàng)設(shè)的問題并逐一解決疑惑