学习进阶理论视域下的项目化复习课的实践与思考
——以初中科学“溶液单元复习”为例

金碧慧

一、 研究背景

复习课的常态是教师讲授梳理知识,学生反复练习,不仅复习效果不佳,且学生易丧失兴趣。另外,后进生在这种老旧的复习课堂模式中更是苦不堪言,无法得到提升。因此,在复习课中实现学习进阶,激发学生的学习兴趣与探究欲至关重要。项目化学习是一种极具开放性和个性化的教学方式,通过资源整合,合理引导,使学生能自主完成合作、探究、讨论、思考,渗透科学学科中思维能力的培养,促进学生的深度学习。因此,对复习课的设计来说,基于学习进阶的项目化复习是一个有效的解决思路。

二、 学习进阶理论视域下的项目化复习分析

(一)关于学习进阶理论

学习进阶是对学生在各学段学习同一主题的概念时所遵循的连贯的、典型的学习路径的描述,一般呈现为围绕核心概念展开的一系列由简单到复杂、相互关联的概念序列。已有研究表明,一个完整的学习进阶包括五个要素,即学习目标、发展变量、成就水平、学习表现和学习评价。目前,国内外学者从强调思维发展、概念理解、教学干预等视角对学习进阶理论进行了界定。北京师范大学郭玉英教授研究团队提出以认知复杂度为进阶变量,按照学生思维发展顺序,从简单到复杂分为五个逐级进阶的学习进阶理论框架,如图1所示。

图1 学习进阶理论框架

文章尝试在教学设计和项目实施中运用该理论框架,在进阶过程中螺旋发展学生的认知状态,帮助学生构建学科概念,并进行整合应用,以促进学生核心素养的提升。

(二)关于项目化学习

项目化学习从具体情境出发,通过驱动性问题引导,使学生在自主解决情境化问题的过程中不断建构对学习内容的认知。对科学学科而言,基于核心素养设计开展的项目化学习既围绕科学核心内容展开,又能使学生在解决科学问题的过程中建构科学观念,培养科学素养。近几年,国内关于科学的项目化研究也在如火如荼地开展,已有较多可学习的实施经验,但在初中科学的复习课上仍应用较少,应得以推广。将合适的项目化学习应用于复习课中,不仅是对已学知识的温故知新,更是对零散知识的结构整合。

文章将在科学复习课教学设计中采用项目化课程设计理念,依托学习进阶理论,以驱动性问题为引导,在解决具体的项目化问题中,关注学生的思维变化,利用思维连续性、阶梯性、深入性地认知过程来推进学习过程。

三、 学习进阶理论视域下的项目构建

以学习进阶理论为依托,开展项目化学习过程的构建,首先要进行基于进阶理论的学情分析。其次,课程标准、教材等在教学设计过程中也需要进行细致研究。分析过程需关注两个方面:①确定进阶起点,建构核心概念。该过程需了解学生已有的事实经验和已具备的知识结构。②预设进阶目标,确定关键进阶节点。在预设进阶目标的过程中始终围绕课程标准和学生认知发展需求,明确学生可能存在的关键进阶难点及可能出现的认知状态等。综合以上考虑,设计基于进阶的项目化学习建构流程,如图2所示。

图2 基于学习进阶理论的项目化复习建构流程

四、 学习进阶理论视域下的项目构建范式应用

以学习进阶理论视域下的溶液项目化复习课为例展开分析:

(一)进阶视域下的学情分析

“溶液”单元涉及内容较多,包括溶液组成与特征、饱和/不饱和溶液、浓/稀溶液、溶解度、溶质质量分数、溶液配制/稀释及结晶方法等。这些概念既有区别又存在着内在联系,学生往往梳理不清而胡乱应用。复习前须进行学情调查,分析高频错题:

利用表中硝酸钾的溶解度解决以下两个问题:

温度/℃020406080100溶解度/克13.331.663.9110169246

1. 下列有关说法正确的是

( )

A. 在20 ℃时,若100克水中溶解的硝酸钾越多,则溶解度就越大

B. 在40 ℃时,100克硝酸钾饱和溶液中含有硝酸钾63.9克

C. 在60 ℃时,200克硝酸钾饱和溶液中,则溶质和溶剂的质量比为11∶9

D. 0 ℃时硝酸钾饱和溶液一定比40 ℃时硝酸钾饱和溶液的溶质质量分数小

错因分析：学生易错选B,原因是对溶解度概念不清晰;学生对选项C的分析只停留在溶液组成这一一般概念上,想当然地认为200克的饱和溶液中溶质为110克,溶剂为90克,并没有对饱和溶液和溶解度概念做深入分析。学生认为题目中没有告知溶质和溶剂的质量,无法计算出某温度下的溶质质量分数,从而无法选出正确选项D。

2. 20 ℃时将20 g硝酸钾固体放入50 g水中,充分溶解后所得溶液溶质质量分数为多少?

错因分析：学生误解20/(20+50)=28.6%,没有考虑溶质是否能完全溶解完的问题,其根本原因还是对溶解度概念理解不透彻。

由这两题可以看出,学生对溶解度和溶质质量分数这两个概念尤其混淆,且理解起来难度较大,对概念之间没有构建相应的联系,学习方式仍然停留在零散地认知单一概念的层面。而在实际解决问题的过程中,往往需要学生将所学知识进行整合和联系,全面系统地迁移应用于新情景中。对八年级学生而言,他们还不具备较为完善的抽象思维模式,所以使得溶液这部分内容成为教学中难以攻破的重难点。在查阅文献资料后,发现大多溶液复习课并没有很深入透彻地解决这一问题。

(二)进阶视域下的认知状态设计

(三)进阶视域下的项目化复习构建

经调查研究,因实际教学中课时紧张,教师们往往省略了浙教版科学教材中关于“硫酸铜晶体的制备和生长”这部分内容的具体安排。因此,笔者选择了“如何制作蓝宝石”这一项目内容,并在知识进阶层面进行项目构建,如图3所示。

图3 “如何制作蓝宝石”项目设计及核心知识

从对科学概念理解发展而形成的层级进阶思维模型出发,由“经验——映射——关联——系统——整合”五大不同进阶阶段构成,分析出溶液项目化教学中的不同层级及概念,进而设计了溶液项目化复习范式,如表1所示。

表1 “溶液大单元”项目化复习教学流程

本项目明确溶液学习过程中的思维进阶,从“经验”——溶液浅认识,“映射”——溶液的特征、概念及结晶方法,“关联”——饱和溶液及溶解度概念,“系统”——溶质质量分数计算,及最后“整合”核心知识的关联应用,将思维进阶融入了项目问题的解决中。

本项目围绕“如何制作蓝宝石”这一核心任务,基于质疑破疑的逻辑进阶,如为何得不到晶体、为何不同方案配制效果相同、如何优化方案、如何让晶体生长等,使学生在破疑过程中,运用溶液配制、溶解度计算、溶质质量分数计算、结晶方法等必备核心知识,通过实验探究、对比分析、创新设计等系列活动,将溶质质量分数与溶解度这两大概念建立联系,实现了知识的结构化和思维的进阶发展。

(四)项目反馈

1. 项目评价设计

项目学习过程中的评价对学生在项目学习过程中发现不足及后期改进而言非常重要。设计评价量表时不仅要关注结果评价和过程评价,还要积极探索项目过程中的增值评价,同时补充完善综合评价。另外,评价过程应从教师参评、学生自评及小组互评等多方面进行,评价应贯穿项目实施全过程,甚至可以沿用至项目完成后学生的继续再探究阶段。据此设计了以下评价量表:

评价类型评价项目标准描述5分4分3分2分1分0分结果评价有无作品有作品5分,没作品0分美学角度作品整洁美观,造型有创意过程评价科学角度尊重科学事实,不出现科学性错误操作角度操作科学、准确,结晶用时较短增值评价实验改进与反思创新探究实验如果失败,是否有失败后的反思,具体哪里失败,为什么会失败实验如果成功,哪些是关键,还有哪些地方需要改进优化,如何改进能利用所学知识与方法对生活中感兴趣的相关现象继续探索研究综合评价合作责任全组成员共同协作、不怕困难生活态度感受科学之美,热爱生活乐于探究

2. 基于项目的课后检测

为较好地检测课程目标是否达成,教师需对课后检测练习进行改编和重设计。

挑战一:根据硫酸铜的溶解度表格,判断下列语句的正误,并圈出语句中的错误之处。

温度/℃020406080100硫酸铜溶解度/g14.320.728.540.055.075.4

①40 ℃时,100 g硫酸铜的饱和溶液中所含有硫酸铜28.5 g

( )

②60 ℃时,100 g硫酸铜的饱和溶液中溶质与溶剂的质量比为2∶5

( )

③60 ℃时,将40 g硫酸铜固体置于60 g水中可配成质量分数为40%的硫酸铜溶液

( )

④60 ℃硫酸铜饱和溶液一定比0 ℃的硫酸铜饱和溶液的溶质质量分数大

( )

通过对比分析可看出,在进行本项目复习后,学生对“同温度下某饱和溶液中各成分的质量配比”以及“不同温度下同溶质的饱和溶液的溶质质量分数”这两类题型的掌握程度有明显提升。这也充分说明学生对饱和溶液、溶解度、溶质质量分数等几大概念的认识更加深刻,并建立了概念之间的内在联系,使知识在一定条件下融会贯通,从而解决更复杂的问题。

挑战二:请你根据溶液项目化学习来制作思维导图,构建他们之间的相互关系。

学生在经过这一大单元复习课后,不仅能完善溶液的基础知识体系,而且能更好地将所学知识形成网络结构(见图4),利于知识的整合与迁移应用。

图4 “溶液”单元知识体系与结构

五、 总结与反思

(一)关于大单元复习课的知识梳理

在溶液单元项目复习的过程中也会遇到问题,比如,复习内容中有一些零散的知识有时无法面面俱到。解决的策略是预设思考:在复习之前,可先让学生自行整理溶液这部分内容的思维导图,这样不仅能帮助教师了解学生对单元整体知识的认识程度,同时又能看出学生对知识之间的联系能否进行自主构建。而课程结束后的导图完善,则可让学生在自我前后对比中深刻感受现有结构层次与原有知识框架之间的不同和升级。另外,还可以借助一些学生进行知识的全面巩固。

(二)关于复习课的项目选择与优化

以项目化学习开展复习时,项目内容的设计应尽量贴近学生,与学生的认知情境达成较高的适配度。例如,溶液这块复习内容较难找到合适的项目,笔者认为,因概念较抽象,复习时若能将旧情景焕然一新,一方面能激发学生的学习兴趣,另一方面也可以给学生一种似曾相识的感觉,能快速有效地将学生记忆中的旧知唤起。相比于一些全新未知的项目而言,这更能兼顾到各个层级的学生,更具有全面性。另外,选择硫酸铜为复习的主线,可较好地通过溶液颜色的深浅来判断溶液浓度的大小,使抽象概念形象化,便于学生理解。但由于项目化复习重在培养学生在实际情境中运用知识去解决问题的能力,其中会涉及产品制作等实操过程,因此复习时长将会延伸,这在一线教学中是个较难平衡的点,如何做好项目优化设计也是个需要不断努力的方向。

(三)进阶理论在教学过程中的困境

由于学生存在个体差异,因此不同学生在项目过程中的进阶状态缺乏一致性,这使得教师在进行学生认知状态分析时,不能兼顾到所有学生,而使得进阶在实施过程中无法达到效益最大化。因此,将进阶理论应用于教学设计时,需考虑不同层级学生的认知水平最近发展区,用由浅入深的“阶”提升各层级学生的认知结构和能力水平。