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[专题]污水处理展——基于项目式学习的青少年科技教育教学设计

文_孙 悦1 张秀杰2 姜大雨1 (1. 吉林师范大学化学学院;2. 吉林师范大学附属中学)

2023-12/总第333期

阅读数16

项目式学习是基于建构主义理论的教学方式,是学生面对真实情境时通过发现驱动性问题、开展团队合作进行探索、制作展示真实成果、解决实际问题、不断评价反思提升核心素养的学习过程[1]。2021年6月,《全民科学素质行动规划纲要(2021—2035年)》发布,提出要开展青少年科学素质提升行动,培养青少年科学兴趣、创新意识,为加快建设科技强国培养一大批具有科学家潜质的青少年[2]

项目式学习因其从真实情境出发,从真实人物解决真实事件出发,学生可以切实体验问题解决者的思路、行动,从而将所收获的经验内化为自身的素养。选取项目式学习为学习方式,将真实情境设定为科学家面临的问题,让学生通过模拟科学家的问题解决过程可以有效增强学生科学兴趣,促进学生科学家潜质的养成。


项目主题的确立与分析

目前我国的水资源仍存在严重短缺、污染严重、重复利用率偏低等问题。提高水资源利用率、高效建设污水处理系统仍是工农业发展的必然趋势。青少年作为实现科技强国目标的储备力量,应掌握水资源这一基础资源的利用与保护知识,培养设计合理水循环利用方案、污水处理系统等能力。“创建污水处理展”项目是依据保护水资源的社会性议题设计的,具有可行性和切实意义。

该项目主要承载了初中化学学科“水的组成与净化”、地理学科“中国水资源”、语文学科“表达与交流”的相关内容,包括认识水的组成,了解吸附、沉降、过滤、蒸馏等净化水的常用方法,能描述中国水资源的主要特征,认识开发、利用、保护自然资源的重要意义,能用良好的语言描述真实情况,表达内心想法。通过该项目学习,学生可以建构“可持续发展”的大概念,认识自然资源知识,树立科学利用水资源、建立污水处理体系的科学观念,培养节约资源、合理利用资源的创新意识和社会责任感(图1)。

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图1 “污水处理展”项目式学习主题确定

项目教学目标

通过对全球、全国水资源分析,认识到目前水资源分布情况存在一定问题,认识到合理规划用水、处理污水的必要性。通过查找相关资料,小组合作构建“创建污水处理展”思维思路。

通过探究水的组成,从元素视角认识水,完成污水处理系统设计的知识储备。

通过对沉淀、过滤、蒸馏等净水方法的学习,掌握净水原理,设计污水处理装置,创建问题解决思路模式。

通过对我国水资源现状分析,认识解决我国水资源时空分布不均的举措,能说出我国跨流域调水的必要性,能设计出合理利用水资源的循环方案。

通过小组汇报、项目成果展示、组内组间相互评价,培养清晰展示个人想法的表达与交流能力,将节约水资源、可持续发展观念做到知、情、意、行的统一。


项目规划及项目活动

本项目共分为3种课型,分别为导引课、探究课和展示课,共计7课时。具体项目活动见表1。

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探究课的具体教学过程设计如表1所示。

探究课1. 探究水的组成,设计污水处理装置

[教师]帮助学生明确探究意义:设计污水处理展应包含丰富内容,除展示污水处理外也应对水进行介绍。提问学生对水的相关知识的了解程度,引导学生结合资料分析水的组成的发现历程。

[资料1]人民教育出版社义务教育教科书《化学》第81页“资料卡片”。


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