PBL教学的化学化工学论文

摘要：PBL（Project/Problem-basedLearning，PBL）是一种系统的激发学生学习知识和技能的教学方法，将其在《食品安全控制学》中进行应用，促进发挥课程在食品质量与安全专业人才培养目标中的支撑作用，提升教学质量。本文就PBL发展现状及其在《食品安全控制学》中的应用情况进行探讨。下面是小编整理的《PBL教学的化学化工学论文(精选3篇)》，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助！

PBL教学的化学化工学论文 篇1：

数字时代场所式学习的内涵、特征与发展

摘 要：20世纪初期，杜威提出学校教育无法满足学生发展的需求。基于这样的现实教育问题，场所式学习应运而生。随着场所式学习的发展，在数字时代，学习场所得以丰富和扩展。从校内扩展到校外，从实体空间扩展到虚拟空间，从正式学习到非正式学习。重视校外不同场所对教育的支持性作用，重视非正式学习，以及开展场所式学习的研究与实践也逐渐成为关注热点，场所式学习已经展现出极大的教育价值。文章对场所式学习的缘起、理论基础、内涵、特征及其在我国的发展进行了系统性的阐述，以期为场所式学习在我国本土化的研究与实践提供参考。

关键词：场所式学习;学习者为中心;情境体验性;自主性

收稿日期：2021-02-20

基金项目：2019年度北京师范大学教育学部国际联合研究项目“跨学科创新型人才培养体系的国际比较与合作研究”（ICER201902）

作者简介：于智慧（1994— ），男，内蒙古赤峰人，硕士研究生，研究方向为现代教育技术理论、STEM教育;张梅（1996— ），女，河南三门峡人，硕士研究生，研究方向为现代远程教育;孟南希（1989— ），女，云南昆明人，讲师，研究方向为STEAM教育和教师专业发展。本文指导老师为北京师范大学博士生导师董艳。

21世纪以来，我国教育信息化建设从1.0阶段迈向了2.0阶段，不论是教育实践还是教育理论都有了巨大的进步与发展，强调创新引领的数字校园生态变革时期已经到来，我们进入了数字时代。在这个时代，学习场所得到了丰富和扩展。从校内扩展到校外，从实体空间扩展到虚拟空间，从正式学习到非正式学习。伴随非正式学习的兴起，重视校外不同场所对教育的支持性作用，场所式学习（Place-based Learning，PBL）为首的非正式学习逐渐从教育教学研究的边缘走向中心。国外有关场所式学习的教学实践和研究起步很早，欧美一些国家已经发现其重要价值——能够促进环境教育、科学教育等多学科的教育，能够培养有责任心的高素质公民。场所式学习可以说是舶来品，我国在这方面的研究与实践起步不久，主要体现在场馆学习。随着信息技术的发展，我国的自然博物馆、历史博物馆、科技馆、天文馆、美术馆、动物园、植物园、水族馆等场馆建设并发展了起来，我们越来越注重这些场馆的教育价值，以博物馆、科技馆为代表的场所式学习得到了飞速的发展，开始与虚拟现实、人工智能等技术融合。当下以场所式学习为代表的非正式学习作为正式学习的补充，已经显示出其在数字时代的重要价值。所以本文将从缘起与理论基础、内涵与特征及在我国的发展对场所式学习进行详细的介绍，以期为场所式学习在我国本土化的进一步研究与实践提供参考。

一、场所式学习的缘起与理论基础

20世纪60年代和70年代，“场所式学习”相关的早期词汇便在美国开始流行，当时美国的环境教育工作者认识到，学生在特定地点参与学习和解决环境污染、人口过多和滥用自然资源等问题之前，他们无法理解这些概念。环境教育工作者创建了户外教室，并邀请学生去调查当地的重大问题，通过这些真实的场所式学习经历，学生增强了对复杂问题的理解，并且深入参与到社区服务和公民行动中。20世纪80年代末，基于这样的现实需求，美国学者们提出了场所式学习的概念。自提出以来，场所式学习的倡导者一直在努力通过将学生的至少一部分学校经历引向当地现象，从文化和政治到环境问题和经济，使学校与其周围环境之间的界限更具渗透性[1]。他们还通过强调“场所”作为选择课程内容和教学实践的指导原则，试图打破杜威所描述的学校与生活的隔离现象。

数字时代，场所式学习的发展丰富了非正式学习，更是冲击了传统学校教育为主的正式教育。场所式学习使得学生、教师以及学习环境这三个教育要素发生了深刻的变革。在场所式学习中，学生不再是学习的被动接受者，而是学习的主动参与者，具有自主性;教师在场所式学习中是一个引导者，就像是博物馆、科技馆中志愿者、解说员的角色;而场所作为学生的“学”和教师的“教”发生的场地，体现出比以往的学习环境更大的价值，尤其数字时代的场所融入了VR、AR及人工智能等技术，通过这种近乎真实的学习情境的创设，能够极大地激发学生的兴趣，体现出重要的支持性。早期场所式学习源于杜威的“做中学”理论，但是发展到数字时代，信息技术的融入使场所式学习得到了迅猛的发展，其逐渐受到社会建构主义等理论的影响并为学生提供内在学习基础支撑。

（一）学习者中心理念

学习者中心理念提倡关注与学习者密切相关的情况，如学生的学习需要、知识水平、语言能力等，根据学情，教师等教育工作者来设计场所，以提供个性化的支持，这个支持主要是指提供脚手架帮助学习者跨越学习鸿沟。其实，要使教学以学习者为中心，就不能完全像传统教学那样以课堂、教师为中心。教师首先应该考虑学习者的各种特征，不能灌输给学生大量的事实性知识。然后教师就会明白场所应该设计成什么样，到底应该教什么。当学习者面对新的场所及学习内容时，先前经验会与新知识产生认知冲突，那么教师搭建脚手架的作用就是使学习者的先前知识与新知识建立联系，支持学习者将新知识整合到当前的理解中。当然脚手架的设置要使新知识更易于理解，促进学习者向他人学习，提高学习者的自主学习和终身学习能力[2]。学习者中心理念还强调学习境脉的设计，在场所式学习中，学习者进入场所首先看到的就是一个学习知识的脉络，在之后的整个学习过程中，都是按照时间线、学科知识逻辑、学习者认知规律来展开的。学习者中心理念提倡学习者要反思和表达，在场所式学习的最后，学习者要结合本次学习的内容做一个分享。当然，在这个过程中教师要注意反馈，教师反馈能够促进学生习得必备的知识和技能，实现学生自主学习[3]。

（二）社会建构主义理论

学习者学习知识是基于社会真实情境的，他们需要在有同伴及教师的共同体中建构自身知识[4]。学习者应该参与到真实的社会情境中，这样才能明白共同的实践文化和工具的价值所在。社会建构主义认为学习资源的设计有以下原则[5]：首先，学习者需要置身于真实的问题情境中积极主动地参与思考，以便于对学习任务有更加系统深入的表征;其次，学习者应该在基于社会情境及知识支撑的学习空间中学习，这样才能认识到知识在实践中如何运用;再次，学习者需要参与交流，在共同体中与其他成员讨论，进一步加深自己的理解;最后，学习者需要接触学习共同体，也就是场所式学习中一起学习的伙伴，他们能帮助学习者主动建构知识、获取社会支持以及学会和他人交流。

（三）具身认知理论

具身认知理论注重生理体验与心理认知的联系，认为学习需要依托于学习环境，所以具身认知理论强调环境在认知过程中的重要作用，这样为同样强调学习环境的场所式学习提供了本质基础。数字时代的场所式学习环境是一个交互、有机、统一的动态系统，具有情境性、社会互动性等特征。学习者在场馆学习时，心理、身体和学习环境处于一种不断交互、冲突、协调的循环往复的过程状态。总之，场所式学习中技术的融入促进了学习的发生，建立了学习者与技术之间的具身关系，这样才能够确保学习者和学习环境的真正融合以及学习环境和文化的共同成长[6]。

二、场所式学习的内涵与特征

（一）场所式学习的内涵

“场所”是场所式学习这个名词的核心词，泛指学生进行有效学习的一切场所，如校园、科技馆、博物馆等。场所作为一个多因素实体，也作为教育的核心要素——学习环境，需要从社会、文化、政治、物理、生物、历史和心理维度的互动场所等多维度来构建。

在场所式学习出现的早期，国外的学者们对其内涵进行了探索研究。史密斯（Smith）确定了PBL的五个主题模式，可以适应不同的环境：文化研究、自然研究、现实世界的问题解决、实习和创业机会、融入社区过程[7]。这些主题为理解PBL提供了一个框架，即使它正在转变以满足不同社区的需求。索贝尔（Sobel）试图更直接地定义PBL：场所式学习是利用当地社区和环境作为起点，在整个课程中教授语言艺术、数学、社会研究、科学和其他学科概念的过程[8]。索贝尔和史密斯都认为他们对PBL的定义是宽泛的，因为PBL的应用方式变化很大，所以PBL的定义不仅要适应任何社会情境，还要足够具体、有意义。 克里斯汀（Christine）将PBL的过程理解为学生应该参与学习场所的历史，辩证地研究历史是如何发现和形成的[9]。

场所式学习发展到数字时代，更强调的是以场所为中心的学习过程，重视动手能力，注重现实世界的学习体验，帮助学生与场所建立更牢固的联系，这使得学生、教师和学习共同体可以从丰富的经验中受益，而不是从教室里教师的讲解中受益。

（二）场所式学习的时代特征

场所式学习经过在国内外的发展，尤其是进入了数字时代，其特征也发生了变化，突显出场所式学习的时代性，具体特征如图1所示。

1.情境体验性

融合了信息技术的博物馆、科技馆等场馆以其海量的展品内容、多样化的展览形式，建造了传统学校所不具备的生活类及科学类场景，学习者通过亲身参与学习以及跟展品进行互动，可以获得接近真实和相当深刻的体验。在学习情境的体验过程中，主要有学习者、共同体和场馆的物理环境这三个要素在交互，其互动作用对学习者在场所式学习中有积极的影响。我国杭州莫干山乡村虚拟博物馆的大多数展品都是通过3D扫描仪收集的，学习者可以通过莫干山乡村虚拟博物馆的主页进入虚拟博物馆，在场馆学习的沉浸感、可操作性、感知有用性和用户体验等情境体验方面有极高的满意度。

2.自主性

自主性是针对学习者谈的，主要包括自主选择与探究两个方面。一方面是自主选择，科技馆、博物馆等场馆提供了生动形象而又丰富多彩的数字化、虚拟化学习资源。学习者在场馆环境中有自主选择权，能够根据自己的需求和实际情况灵活地选择学习内容，调整学习进度，进而去发现、思考感兴趣的问题。另一方面是自主探究，场所极强的支持性可以实现“以学习者为中心”，学习者会被各种有趣的学习内容所吸引，然后主动投身到探究各类现象及问题中去。学习者在主动探究过程中，能够直面问题，获得直接经验，记忆尤其深刻，这是学校教育无法比拟的。在马来西亚博物馆，重游的学习者越来越有知识和经验，他们不再是学习被动的接受者，而是主动的参与者，他们自主参与博物馆学习，在各种类型的高质量学习资源中进行选择，在学习过程中，学习者能够积极提出问题，通过反思他们的经历和解释他们在展览中看到、听到和感受到的东西来构建对世界的理解，进而达成深度学习[10]。

3.社会交互性

社会交互性指的是在学习者进行场所式学习时，与学习共同体、教师及场馆的物理环境发生的交互性行为。以人工智能、虚拟现实为代表的新一代信息技术的兴起为场所式学习环境的构建提供了技术基础，通过手机等移动终端，场馆学习环境能够完成交互、分享功能，可以弥补传统场馆学习现场体验不足的劣势，进而能夠随时随地学习。学习者与科技感十足的场馆学习环境进行交互，与学习同伴和教师及时交流，主动分享自己的问题和想法，进而得到三者的反馈，达成深度学习。有研究者基于某地区的三个博物馆做了学龄前儿童及其父母的社会互动学习的分析研究。该研究考察了社会互动的家庭学习，发现儿童侧重于互动学习，这种学习主要发生在为公共学习空间而非专门为儿童观众设计的空间中，儿童与家庭的社会互动展现了共享思维，持续共享思维的概念侧重于互动者之间的知识共享和交流，并最终促进幼儿及其家庭的参与[11]。

4.输出多元性

场所式学习依托数字化的场馆可以为学习者的问题思考和交流分享以及内容输出提供极大的便利，场所式学习注重学习结果的产出，促进学习者主动学习、探索并多元化地输出学习“产品”。学习“产品”多元化输出，不仅依靠数字化的学习环境，还依赖于学习者关注点和兴趣点的差异。总的来说，场所式学习是基于过程的多元化学习结果导向的学习，是以学习者为中心的教育。如某小学就是一所围绕“学校即博物馆”这一口号建立的学校，这意味着学校是一所向公众开放的博物馆，学生作为博物馆馆长和讲解员，他们会根据课堂学习和社会实践每年两次创建多元化专题展览。学生从课程中选择一个主题，并通过建造一个精心制作的、多元化的作品展览来展示他们的学习成果。同时，还对主题进行额外的合作研究，如策划艺术品，在展览中构建多元化主题展示，并为公众进行由讲解员带领的展览参观[12]。

数字时代的场所式学习是和真实世界相关的、对学习者有吸引力的，他们可以从生态、政治、经济和社会的角度来看待世界，可以有更多的灵活性和自主性。在具体的学科应用中，拿科学教育来说，场所式学习方法所产生的成果在学校教育中就并不常见。例如，七年级的学生在以水为环境从事针对健康的研究，就可以与当地水族馆合作开展场所式学习，创造出有特色的实践活动。通过在真实的学习情境中学习，场所式学习培养了学生的社会意识以及文化和环境保护意识。在当前数字时代，场馆及学校中虚实融合的学习环境日益增加，场所式的真实情境性，在促进学习者对知识的理解、发挥学习者主动性、培养批判性高阶思维能力等方面有积极影响。

三、场所式学习在我国的多维度发展

从场所式学习的发展历程来看，场所可以理解为场馆，其功能呈现出收藏研究—展览教育—参观者文化了解—学习者系统学习的发展脉络。随着场馆管理者和教育研究者的关注点从展览以教向学习者选学转变，场馆学习的概念逐渐取代了场馆教育，场馆学习也不再局限在传统场馆人文、科学和自然等知识的普及，更关注学习者核心能力和素养的发展。场所式学习近年来在我国得到了一定的发展，呈现出多维度的发展态势。

（一）国家支持场馆学习的发展

我国注重场馆的建设与免费开放的工作，强调对场馆的管理，引导学校关注和利用各类场馆的教学资源，推动场馆教学资源的共享，最大限度地实现场馆教育价值。2000年，中共中央办公厅、国务院办公厅发布的《关于加强青少年学生活动场所建设和管理工作的通知》中提到认真加强青少年学生校外活动场所的管理。全国各级革命博物馆、纪念馆、陈列馆、展览馆、革命烈士陵园等单位，对中小学校师生有组织的参观活动实行免费，对普通高等学校师生有组织的参观活动可实行免费或半价优惠[13]。2012年，教育部发布《关于全面提高高等教育质量的若干意见》，提出推进文化传承创新，加强图书馆、校史馆、博物馆等场馆建设[14]。2015年，国家文物局、教育部发布《关于加强文教结合、完善博物馆青少年教育功能的指导意见》，文件提出要积极推动博物馆学习在中小学各学科领域中的应用，并指出化学、物理、地理、生物等学科要充分挖掘利用资源[15]。2018年，科技部、中央宣传部、中国科协发布《关于举办2018年全国科技活动周的通知》，提出公共科技资源开放。推进各类科研机构、大学、高新技术企业和科技园区向社会开放，各类科普场馆、科普基地向社会开放[16]。2020年9月30日，教育部、国家文物局发布《关于利用博物馆资源开展中小学教育教学的意见》，提出推动博物馆教育资源开发应用、拓展博物馆教育方式途径、建立馆校合作长效机制、加强博物馆教育组织保障[17]。2021年1月31日，教育部发布《中共中央关于全面加强新时代少先队工作的意见》，提出提升少先队社会化工作水平。充分利用新时代文明实践中心、爱国主义教育基地、青少年教育基地、中小学生研学实践营地（基地）、博物馆、科技馆、美术馆、基层党群活动场所和青少年宫、儿童活动中心、青年之家等各类文化场馆、社会资源，建设少先队校外实践教育营地（基地），让少先队员就近就便参与校外实践活动[18]。国家有关部门颁发的一系列文件促使场馆资源逐步发挥其对于提升学生综合素养、创新能力、实践能力等的独特价值。

（二）学校教育场馆化

在国家和地方有关部门的支持下，许多中小学都开始探索利用海量的场馆教育资源来开展教学活动。场馆教育资源可以弥补学校教育资源的空缺，发挥出极大的优势。北京市的许多学校会定期安排学生进入场馆参与探究实践活动，有些学校还会对学生的意向进行调查，然后根据调查结果跨年级分组，最后对不同类型的场馆配备相应知识背景的学科教师，进而实现对学生的有效引导，绝大部分学生可以在场馆学习中有所收获。

在一些教育比较发达的地区，已经有学校建设了大量场馆，在学校里积极开展场所式教育。如温州翔宇中学，已经逐渐建设和开放了翔宇昆虫博物馆、翔宇贝壳博物馆、王羲之书法教育馆、翔宇中华灯谜馆、科学体验馆。温州翔宇中学注重发挥场馆的教育功能，尊重学生的个性化需求，满足数字时代学生的胃口，保障博物馆的内容与形式满足相关课程体系对课外教育资源的需要，把场馆建设成学生和科学亲近、跟历史对话、与文明携手的特色课程实验基地、探究场所及文化客厅[19]。

（三）场馆与学校开展深入合作

随着各类科技馆、博物馆等场馆的教育价值的不断强化，在国家及地方教育部门的支持下，很多场馆逐渐与学校展开深入合作，探索场馆教育与学校教育融合的新型教育模式。这种模式有助于场馆学习发挥非正式学习的重要价值，不仅弥补了学校课程资源不充足等问题，还有助于最大化地发挥场馆学习资源的效能。

我国的馆校合作的形式主要有以下几种：首先是先场馆后学校，学校教师组织学生去场馆，学生获得真实社会情境的直接经验后，带着问题思考在学校的状态，进而学习学校课程相关的知识。其次是先学校后场馆，学生先在学校学习相关知识，然后进入场馆，在数字化、虚拟化的学习空间中參与学习体验与互动，在真实实践中吸收与拓展所学知识。再次是馆校共建特色校本课程，也就是学校教师和场馆教育工作人员一起开发集学校与场馆优势于一体的特色课程。最后是场馆活动进学校，即场馆教育研究者基于场馆的教育资源深入开发各类特色课程，并带入学校，由学生选择课程类型，然后参与场馆学习。例如我国武汉市建设的博物馆之城，其教育相关部门特别重视馆校融合，发文鼓励并号召学校走进博物馆和场馆进校园活动，武汉的学校平均每年开展1.58次馆校合作活动，其中小学2.11次，初中0.99次[20]。绵阳师范学院积极构建出一套“依托红色文化资源，实现高校思想政治教育和纪念场馆宣教合作”的场馆教育新模式。

（四）场馆建设虚拟化

随着新一代信息技术的发展，我国场馆建设发生了翻天覆地的变化，从传统走向数字化，再走向虚拟化。我国建设的虚拟场馆解决了场馆中资源结构不科学、地域分布不均衡的问题。学习者可以通过场馆官网下载文本和视频等大量学习资源，从而实现最大限度地传播和分享展品及其背后的文化。值得注意的是，在我国场馆学习资源欠缺的西部地区，虚拟场馆还有助于实现跨区域资源共享。例如中国科学技术馆中，有展厅展现了当前的新兴高科技，就如展览的宇宙飞船，学习者可以在飞船中体验宇航员上厕所的坐便器，体验宇航员是如何在太空舱里锻炼身体，如何站着睡觉休息等，拉近了展品与参观者的距离，切实的接触模拟交互增强了参观者与展品的互动体验。横店影视城的秦王宫建设了5D体验项目——帝国江山，用虚拟现实技术复原秦灭六国、一统江山的场景，再现了战国的历史风貌，为参观学习者带来求知和娱乐方面丰富多彩的多元文化体验，满足了参观者的文化需求。

（五）教育主体专业化

近年来，学校教师在场所式学习中扮演着重要的角色，学校对教师尤其是开展场馆教育的教师提出了较高的要求。不仅要求教师具有很强的信息素养，能够协助场馆工作人员操作各种新型技术设备，能对科技馆等场馆所展现的科学知识内容进行简单讲解，还要求其具有一定的历史文化背景，对一些场馆的历史、文化知识具有较深的了解。当然，场馆工作人员在学生场馆学习的过程中也发挥着重要作用。工作职能要求其能设计和组织丰富多样的教育活动，而不局限于原来引导参观场馆展品等基本工作，并且能够引导学校学生深入体验与探索。所以，学校教师和场馆工作人员已经走向了专业化。上海科技馆打造高素质人才队伍，以服务科研为导向，不断优化工作队伍结构。目前全馆423名在编员工中，专业技术人员达78.5%，人员结构朝专业技术方向发展;副高以上职称26人，高层次人才队伍稳步壮大;中级职称139人，中坚力量规模总量大幅增长。此外，35周岁以下人员占全馆人数的60.0%，45周岁以下人员占82.0%;硕士及以上学历人数为119人，占28.1%，年轻化及高学历化趋势显著，人才发展潜力进一步显现。

总之，我国场所式学习的发展呈现出国家支持、学校教育场馆化、场馆与学校展开深入合作、场馆建设虚拟化和教育主体专业化的多维发展现状。在未来，我国的馆校融合会更加深入，学校会更积极地探索建设多样化的学习场馆，向着馆校一体化方向发展。同时，我国的场所式学习也会向着场馆类、研学类、人文类的多元化方向发展。场馆的类别会越来越多，不同的场馆满足不同的学习需求，而且随着技术的发展和社会进步，借助信息技术进一步构筑虚拟场馆成为一大趋势。我们进入新的数字化时代，新兴科技将使得场所式学习环境更加情境化，让知识贴近学生的生活实际，将学科课堂延伸到场馆，从而让学习变得更加真实深刻。

四、总结与展望

对学生来说，最宝贵的知识是与自己的真实生活直接相关的，他们对这些知识的记忆更深刻，能够实现有意义的学习，能够培养真正解决现实问题的能力。然而在传统学校教育中，学生较少接触真实社会环境，缺少直接经验，很多时候都表现出对学习的厌烦情绪，学校教育也没有取得很好的效果。场所式学习的出现，改变了这种困境。

场所式学习具有情境体验性、自主性、社会交互性以及输出多元性的特征。场所式学习中，教育的三要素——学生、教师和学习环境的作用都发生了深刻的變革。学生在学习过程中体现出自主性，在场所式学习中，学生能够参与到真实情境中，自主选择基于真实问题的学习内容，积极发现问题，自主探究所选学习内容，探索问题，并与学习同伴交流，分享他们对真实问题的观点，最后分享输出自己的学习作品，这样的学习经历巩固了学生与真实世界之间的关系，深化了先前的知识建构，最终能获得宝贵的直接经验;教师体现出引导性，不再是教学的主体，而是学生学习过程的参与者，为学生提供脚手架，在学生解决问题遇到困难的时候及时地进行引导，讲究的是“点到为止”，不用将“答案”直接告诉学生，而是对学生进行点拨，引导学生针对这个疑难问题继续探究下去;数字时代，场馆作为学习代表场所融入了VR、AR等技术，实体场馆与数字化场馆得到了融合共通，在学习过程中体现出极强的支持性，还体现出技术和场馆的融合性，不同于学校教育中的教室，场馆等学习场所中的学习气氛没有那么紧张，可以为学生提供真实的学习情境，促进学生具身认知，有利于促进学生对非正式学习的主动建构，有利于实现深度学习。总之，场所式学习的优势不仅限于此，还能对学生的情感、态度、价值观以及社会交往与文化等方面产生影响。在未来，我们期待场所式学习对新时代的教育展现出更大的价值。

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[13]中共中央办公厅，国务院办公厅.关于加强青少年学生活动场所建设和管理工作的通知[EB/OL].（2000-06-03）[2021-01-30].http：//www.gov.cn/gongbao/content/2000/content_60256.htm.

[14]教育部.教育部關于全面提高高等教育质量的若干意见[EB/OL].（2012-03-16）[2021-01-30].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/201203/t20120316_146673.html.

[15]国家文物局，教育部.关于加强文教结合、完善博物馆青少年教育功能的指导意见[EB/OL].（2015-09-15）[2021-01-30].http：//www.moe.gov.cn/jyb_xxgk/moe_1777/moe_1779/201509/t20150915_208161.html.

[16]科技部，中央宣传部，中国科协.关于举办2018年全国科技活动周的通知[EB/OL].（2018-03-13）[2021-01-30].http：//www.moe.gov.cn/s78/A16/A16_zcwj/201803/t20180326_331262.html.

[17]教育部，国家文物局.关于利用博物馆资源开展中小学教育教学的意见[EB/OL].（2020-09-30）[2021-01-30].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A06/s7053/202010/t20201020_495781.html.

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[19]卢志文.场馆学习：和整个世界站在一起[J].人民教育，2016（10）：14-19.

[20]王乐.利用场馆资源开展馆校合作教学中英比较研究：基于武汉与格拉斯哥的实证调查[J].比较教育研究，2017，39（5）：35-43.

（责任编辑 孙志莉）

作者：于智慧 张梅 孟南希

PBL教学的化学化工学论文 篇2：

PBL在《食品安全控制学》中的应用研究

摘要：PBL（Project/Problem-based Learning，PBL）是一种系统的激发学生学习知识和技能的教学方法，将其在《食品安全控制学》中进行应用，促进发挥课程在食品质量与安全专业人才培养目标中的支撑作用，提升教学质量。本文就PBL发展现状及其在《食品安全控制学》中的应用情况进行探讨。

关键词：PBL;教学质量;食品安全控制;

1 引言

PBL（Project/Problem-based Learning，PBL）指的是“基于项目/问题的学习”，这是一种系统的激发学生学习知识和技能的教学方法。它运用精心设计的教学任务、学生作品以及一个现实中的复杂问题，来创造一个可以扩展的探索单元，学生需要通过协作来回答一个复杂的问题或解决一个难题以完成一个探索过程[1-2]。

PBL模式引入课程后，课堂教学转变为提出问题、分析问题、解决问题，培养批判性和创造性思维的课堂以学生小组讨论为主要形式，在老师的指导和参与下，围绕某具体问题的解决进行研究性学习，注重学习者的个体差异，增加师生之间和生生之间的交流，促进学习者课内讨论和课外学习的融合与延伸，在其自主学习的过程中养成探究性、批判性与创新性的思维的良好习惯，符合语言学习的内在规律[3]。

民以食为天，食以安为先。食品质量与安全专业的人才培养在国家食品安全控制中发挥重要作用。而在食品质量与安全专业人才培养体系中，《食品安全控制学》是专业核心课，必修课。专业核心课程的设置、开展与实施，支撑人才培养目标的达成[4]。而课程教学改革是提升教学质量、达成专业人才培养目标的基本途径[5]。因此，将PBL的基本原理和方法应用到《食品安全控制学》教学研究中，突出学生主观能动性，切实提高教学质量，发挥该课程在食品质量与安全专业人才培养中的支撑作用，助力“新工科”建设。本文就PBL的研究现状及其在《食品安全控制学》中的应用情况进行探讨。

2 PBL研究现状

PBL教学法，是一套设计学习情境的教学方法;是指问题式学习或者项目式学习的教学方法，最早起源于20世纪50年代的醫学教育。1969 年由美国的神经病学教授 Barrows 在加拿大的麦克马斯特大学首创，现已成为国际上较流行的一种教学方法[6]。PBL 模式一般分为选定开放性的问题/项目、问题/项目活动设计、PBL 问题/项目活动研究、PBL 问题/项目成果制作、PBL 问题/项目成果交流、PBL 教学成果评价等步骤。

与传统的以学科为基础的教学法有很大不同，PBL 强调以学生的主动学习为主，而不是传统教学中的以教师讲授为主;从一个需要解决的问题开始学习，这个问题被称为驱动问题（driving question）[7];PBL 将学习与更大的任务或问题挂钩，使学习者投入于问题中;它设计真实性任务，强调把学习设置到复杂的、有意义的问题情景中，通过学习者的自主探究和合作来解决问题，从而学习隐含在问题背后的科学知识，形成解决问题的技能和自主学习的能力;学生要创制出一套能解决问题的可行产品（products），又称制品（artifacts），是课堂学习的成果，是可以公开分享的。

最近几年来，国内学者对PBL 模式在教育教学中的影响因素以及其在各种教育教学中的应用展开了相关研究。王勃然将英语PBL学习的影响因素归结为9 大特质和7 个动机，根据效果影响程度，可将它们为主要和次要动机因素两大类[8]。钟秀妍采用社会科学中质性分析方法研究PBL 教学效果，认为教学设计、教师因素、学生因素和学习资源因素等四个方面是PBL教学模式的影响因素[9]。刘晓静等培养创新型人才的数据结构课程建设与实践，通过混合教学改革、加大考核力度、学科项目和竞赛培养学生创新实践能力[10]。张冰涛等为适应工程认证要求，将原有以理论教学为主的教学方式，转换为以理论教学为基础、实践教学为核心的教学体系，构建6-8个科学可行的实践教学案例，从而锻炼和培养学生的工程实践能力[11]。潘磊等从教材选择、教学内容改革、教学模式改革、考核方法等方面提出并实施了相应的教学改革方案[11]。

郑亚军将PBL方法应用到《食品添加剂》教学中，认为这种模式可以提高学生参与度，活跃课堂气氛;提高学生学习效率;提升学生的创新能力[13]。王丽娜进行了PBL 教学法在食品加工技术实训教学中的应用研究，认为PBL教学模式激发了学生学习的主动性，增强了团队协作精神，培养了学生的综合能力，促进了师生间的互动，显著提升教学质量[14]。别子俊进行了“新工科”背景下PBL教学模式在“食品理化分析”课程中的应用研究，认为学生经过PBL 教学后，不仅学习成绩有显著的提高，更重要的是培养了自主学习、综合思辨、交流协作和创新创造的能力[15]。

因此，若利用PBL的基本原理和方法，进行《食品安全控制学》的教学改革研究，将在教学过程中充分体现学生的课堂主体地位，发挥学生的主观能动性，不断提升分析和解决问题的能力，以及创新能力，提升教学质量，落实课程在人才培养中的作用。

3 PBL在《食品安全控制学》中的应用方案

3.1 整体思路

采用翻转课堂和研讨式教学模式，坚决强化学生的主体地位，着力培养学生自主学习的习惯，让学生先预习课程并完成作业，教师通过评估作业的完成情况，了解学生知识点的掌握情况，在课堂上有的放矢，节约教学时间，提高教学质量。

实践教学是数据结构课程必不可少的环节，是培养学生动手实现能力、综合知识运用能力的必要环节。在总学分不变情况下，调整理论和实验课比例把节省出的理论课时全部加到讨论和实践环节上。

加强食品安全学与食品安全控制学的衔接内容，同时衔接避免课程之间重复的知识点设置，全面提高学生的食品安全思辨和控制能力。重构课程内容，把课程的每一章每一节的知识点提炼出来，每周设置一节理论课、一节研讨课。

建立食品安全控制学课程模块化教学体系，包括食品安全基础知识、食品安全关键控制技术和食品安全控制技术体系，作业体系包括预习作业、课堂习题、研讨作业（食品安全问题辨析实验和食品安全控制技术体系构建实验）。

改革教学流程，以知识点为单元，充分安排课前课堂课后时间，结合理论、实训和研讨教学方式，设计8+8教学模式，实现教学过程的完整闭环。

对于食品安全等理论知识，考虑到该课程理论性强、实践性强等特点，采取深入浅出的原则，对每个教学内容结合实际应用问题，和类比其他场景的类似问题和方案，以更加生动的方式讲述该课程的内容，引导学生逐步理解概念与应用之间的联系。课堂提问常态化，提高学生上课的抬头率。设计食品安全控制体系构建实验内容，提高学生的动手能力。

围绕教学体系和作业体系，将到课率和整个作业体系纳入到考核中，使得考核形式多样化，将重心从理论知识考试移向实践和开发能力培养。

3.2 具体方法

采用翻转课堂和研讨式教学模式，建立食品安全控制学课程模块化教学体系和作业体系，体系中通过专家解读、案例分析等来吸引学生的兴趣，通过视频教学和图文并茂的讲解方法来帮助学生理解食品安全控制的基本思想，然后通过研讨作业中的食品安全控制技术体系构建来提高学生的动手能力，最后通过考核改革将学生重心从理论知识考试移向食品安全控制能力培养，达到改革目标。

借助信息化辅助云教学平台“中国大学MOOC”、“SPOC课程”系统和慕课堂构建智慧课堂模式，开展教学和考核改革。智慧课堂实现了教学内容和过程标准化，同时兼顾学生个性化需求;监控课堂教学全过程，量化教学质量的评估与考核。教学考核系统提供全天候的在线自动评测，学生登录学习、发起讨论、完成单元测试、提出问题、参与考试等，无需人工判定，系统根据评分标准自动打分。智慧课堂模式，包含实践研讨式教学设计，便于学生分组进行学习、讨论和研究，实现了灵活的组内、组间的讨论方式。

重构专业基础课内容，把课程的每一章每一节的知识点提炼出来，每周设置一节理论课、一节研讨课。改革教学流程，以知识点为单元，充分安排课前课堂课后时间，结合理论、实训和研讨教学方式，构建8+8教学模式。设计“教”学8步骤（学情统计、资源发布、教学设计、课题导入、任务下达、精讲与点评、个性化推送、批改作业），实现教学过程的完整闭环。学生的“学”也包含8个步骤（预习与作业、课前讨论、展现分享、合作探究、随堂测试、巩固提升、完成作业、总结反思），培养学生自学能力、研讨能力、团队协作能力、交流能力[16]。

3.3 建立《食品安全控制学》课程个性化化教学模式

对《食品安全学》的知识进行复习，《食品安全学》课程学习的好坏将直接影响《食品安全控制学》课程学习的效果，在开课的第一周的课上，任课老师对《食品安全学》进行适当的复习，尤其是各大类影响食品安全的因素等，进行梳理和强化，为《食品安全控制学》课程的讲解奠定基础。

任课老师采用多种教学手段，如启发式教学，在教学过程中根据教学任务和学习的客观规律，从学生的实际出发，采用多种方式，以启发学生的思维为核心，调动学生的学习主动性和积极性。同时，引导学生掌握解决问题的方法，让学生参与到探索教学的过程中，激励学生自我思考，充分发挥主观能动性，开发创造能力，使学生在学习过程中有成就感，这样有利于培养他们确立科学的态度和掌握科学的方法。

实践和案例式教学，是通过展现和分析历史上的食品安全事件及控制措施，让学生把自己纳入案例场景，通过讨论或者研讨来进行学习的一种教学方法。教学中既可以通过分析、比较，研究各种案例的经验与教训，培养和发展学生主动参与课堂讨论[17]。

在课堂上，除了用PowerPoint进行演示外，还可以利用视频展示有关食品安全案例，利用PDF及Word进行案例讨论，让学生对知识点有更加感性的认识。研讨课上，学生分组实践答题，每组派学生代表，发表各自见解。学生理论学习之后立即实践，能够多角度的理解所学的知识，并应用到解决实际问题，有利于锻炼学生的综合性的分析与解决问题的能力。

3.4 课程考核评价体系

建立立体考核系统。考核形式多样化，围绕课程内容，考核形式包括到課率、课堂提问、预习作业、单元测试、主题讨论、小组研讨、实验报告、期中考试、期末考试等[18]。本课程考核拟采用平时考核与期终考核结合的方式。平时考核成绩占总成绩的70%，期终考核成绩占总成绩的30%。

4结束语

教学改革从2016级学生开始试行，经过三年课程建设与改革，人才培养质量显著提高，取得了良好的教学成效。在《食品安全控制学》课程的建设中，依托大学MOOC、翻转教学和研讨教学，结合8+8环节的教学过程，建立科学的课程体系，引导学生自主学习，参与教学的全部环节之中，实现创新型人才培养目标。

参考文献

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[2]耿小亮，赵彬，王佩艳，等. PBL教学模式的实验力学课程教学方法探索[J]. 实验室研究与探索，2021，40（07）：232-236.

[3]王波. PBL教学模式在“食品生物化学”课教学中的应用方法研究[J]. 人才资源开发，2016（02）：211.

[4]张秋会，原晓喻，祝超智，等. “金课”导向下的《食品安全控制技术》课程建设及应用[J]. 农产品加工，2020，508（07）： 99-100，103.

[5]张秋会，崔文明，原晓喻，等. “食品安全控制”课程标准探讨[J]. 农产品加工，2020，512（09）：100-101，104.

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[7]黄斯珉，韩婷. PBL教学方法在《仪器分析》课程教学中的应用探索——以气相色谱为例[J].广东化工，2020，47（03）：235-236.

[8]王勃然，张云珠，张梁. 我国医学类PBL评价研究及其对外语课程PBL评价体系建构的启示[J]. 英语教师，2021，21（14）： 8-12.

[9]钟秀妍. PBL模式英语阅读教学效果的影响因素质性研究[J]. 惠州学院学报. 2020，40（04）： 123-128.

[10]刘晓静，李东，韩亮. 培养创新型人才的数据结构课程建设与实践[J]. 微型电脑应用，2019，35（10）： 5-7+10.

[11]张冰涛，王小鹏，王履程. 基于工程认证的数据结构与算法课程教学研究[J]. 软件导刊. 2019，18（01）： 201-204.

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[13]郑亚军，李桂峰，李艳，等. PBL教学法在食品添加剂教学中的应用[J]. 西部素質教育. 2020，6（13）： 6-8.

[14]王丽娜，谢庆辉，盛尊来. PBL教学法在食品加工技术实训教学中的应用[J]. 林区教学. 2020，（05）： 50-52.

[15]https：//kns.cnki.net/kcms/detail/javascript：void（0）别子俊，陈阳，黄爱兰，等. “新工科”背景下PBL教学模式在“食品理化分析”课程中的应用[J]. 农产品加工. 2019，（07）： 3-4.

[16]张伟敏，胡晓苹，王丽玲. PBL方法在“功能性食品设计与评价”实践教学中的应用[J].农产品加工，2015（09）：73-75.

[17]莫燕，卢慧玲，蒋喜秀，等.基于雨课堂的PBL教学方法研究[J].教育现代化，2019，6（70）：203-205.

[18]叶林，王丽玲，许倩. 基于PBL模式“食品工艺学”教学内容和方法的优化[J]. 农产品加工，2020（08）：118-120.

作者：张秋会 崔文明 王小鹏 祝超智 原晓喻 黄现青 乔明武

PBL教学的化学化工学论文 篇3：

走向真实情境的项目式学习在高三教学中的实践研究

摘要：基于传统高三复习中存在的问题，以培养学生化学核心素养为目标，重构高三复习课的教学模式和教学方法，选择走向真实情境的项目式学习。该课选择“从沙子到用户”的第一步“制取粗硅”，设计“创设情境，建构认知角度”“自主设计，实现理想转化”“原理探析，认识工业实际”“讨论不足，了解创新改进”四个环节，探索高三复习课上项目式学习的实践，以期达到培养学生核心素养的总目标。

关键词：真实情境;项目式学习;高三教学;实践研究

文献标识码：B

doi： 10.3969/j.issn.1008-0546.2020.10.017

一、问题的提出

1.高三复习课的现状

高三学生已学完中学化学所有模块的知识，具备完整的化学基础知识与基本技能，因此在高三一轮复习时，教师应引导学生对已学过的孤立的、零散的、碎片化的知识进行归纳、整理，形成自己的知识网络;同时教师应帮助学生建立化学学科能力，提高学生应用知识解决问题的能力，培养学生的学科素养。

但目前的高三复习课堂普遍存在着“乏味”的“题海战术”，课堂上教师“滔滔不绝”，学生“昏昏欲睡”，课后学生苦渡“题海”，“三天一小考，五天一大考”，频繁的考试使学生厌烦，“反复操练”让学生成了不折不扣的“做题机器”，但做过的错题下次还会继续出错，遇到新情境学生依旧“一筹莫展”，无效的复习让教师也开始“怀疑人生”。

2.项目式学习简介

2017版新课程标准倡导真实问题情境的创设，提倡基于综合问题解决的主题式教学[1]。项目式学习（project-based learning简称PBL）来源于杜威的“做中学”，以建构主义学习理论、认知学习理论为基础，让学生面对复杂、真实问题，运用已有的学科认知角度，通过驱动性问题组织、引导、展开的教学活动[2]。理论和实践研究表明，走向真实情境的项目式教学对促进学生深度学习、培养学生核心素养和21世纪技能具有重要作用[3]。

3.高三实施项目式学习的必要性

在高三复习课上实施项目式学习是非常有必要的，第一，基于真实情境的项目式学习，将学生带人真实情境，解决实际问题，让学生感受到所学化学知识与外部世界的联系，感受化学知识的实用性，增强学生学习化学的内驱力;第二，项目式学习重视学科内核心知识的融合，同时也涉及学科间的大融合，高三学生已学完中学阶段所有科目知识内容，非常适合开展项目式学习，学生通过完成项目式学习的过程，综合复习学科内核心知识，同时感受学科之间的联系，体验真实问题的复杂性及综合性;第三，学生在项目式学习过程中既有独立思考，又有共享交流、合作学习，学生之间通过小组合作，不断地进行思维碰撞、迸发出思维的火花，学生的思维品质得以提升。

高三复习教学中，切忌炒冷饭，而应整合教学资源，创设新的真实的情境，以任务驱动，问题导向，让学生时刻面临新的问题新的挑战，学生在解决一个个真实问题的过程中收获了知识、提升了学科能力、培养了科学素养。

二、走向真实情境的项目式学习案例设计与实施

本节内容选择“从沙子到用户”中的第一步“制备粗硅”，研究“利用类价二维实现从石英砂到单质硅的转化”，是走向真实情境的项目式学习。

1.教学目标设计

（1）通过人类利用含硅物质化学史的学习，研究和借鉴科学家实现物质转化时的思维方法，建立研究物质转化的思维模型——类价二维。

（2）通过构建硅的类价二维认知模型并应用于由SiO2制取Si单质，感受模型的建构及应用过程，培养学生的模型认知素养;

（3）通过学生自主设计从石英砂到单质硅的转化，培养学生感受实际问题的复杂性，并能利用化工思维来解决实际问题的能力;

（4）通过真实情境中遇到的真实问题的解决，让学生感受化学知识的实用性，激发学生的学习动力;

（5）通过工业上制备硅单质的新方法的介绍，引导学生了解科技前沿，激发学生更深层次的学习欲望，培养学生的社会责任感。

2.教学流程设计

见图1。

3.教学过程设计

（1）创设情境，建构认知角度

【引入】2019年9月6日，华为正式发布了麒麟990 SG芯片，该芯片的发布引起了輿论和公众的极大关注，小小芯片，却是多个行业第一。今天就让我们一起来研究“芯片制备中的化学”。

【过渡】众所周知，芯片的化学成分是硅单质。对于硅，有人说，它是一种神奇的元素，它将石器时代与信息时代连接起来，是古老又年轻的元素。

【活动l】学生代表展示小组学习成果：介绍人类利用含硅物质的化学史（见图2）。

【教师】引导学生以史为鉴，思考人类利用物质实现物质转化时所蕴含的化学思维。教师可作适当引导：①从SiF4到Si，发生了什么变化？另一反应物K起什么作用？②制玻璃时，Si的化合价是否发生变化？如果没有，那么什么发生了变化？

【学生交流、讨论、回答】①从SiF4到Si，发生还原反应，另一反应物K为活泼金属，做还原剂;②制玻璃时，SiO2转化为硅酸盐，Si的化合价未发生变化，是物质的类别发生了变化;从化学史可见，人类利用物质实现物质转化时有两个维度，价维和类维，即类价二维的思维模型。

【设计意图】我们时刻生活在硅和硅的化合物的包围中，从玻璃、陶瓷等传统的硅酸盐材料到高纯硅、光导纤维、高温陶瓷等新型材料，人类利用硅材料的历史就是一部人类文明的发展史。因此，学习人类利用硅的化学史不仅能使学生获得知识，同时也启迪他们的智慧，让学生跟随科学家的脚步，借鉴和学习科学家实现物质转化时的思维方法，建立研究物质转化的思维模型——类价二维。

（2）自主设计，实现理想转化

【活动2】完成硅元素的类价二维图

【展示】展示学生作品

【设计意图】“类价二维图”是以元素为核心，从类别和价态两个角度来认识物质性质和转化的一种二维坐标图，是一种体现“元素观”“分类观”“转化观”指导下实现元素化合物知识结构化的工具。在高三复习中，让学生自己绘制元素的类价二维图，有助于学生建立知识体系、形成知识网络、建立化学的基本观念、形成多角度认识物质转化的思维模型。

【活动3】根据类价二维图自主设计制备Si单质的路线

【学生】小组讨论、交流，设计合理路线并汇报

生1：选择S1F4和单质K反应生成Si;

生2：选择SiO2和H2反应生成Si;

生3：选择SiO2和C反应生成Si;

生4：选择SiO2和Cl2反应生成S1Cl4，SiCl4再与H2反应生成Si;

师生共同讨论各个方案的优缺点，并相互评价，方案在师生互评、生生互评中确定：选择自然界中广泛存在的SiO2制备Si单质，利用刚刚建立的类价二维思维模型，分析从SiO2到Si的转化属于价维变化，因此可选择合适的还原剂，在还原剂的选择上，分析常见还原剂C、H2、CO、金属单质等的优缺点，最终选择原料廉价易得的碳单质作为还原剂，即：

SiO2+2 C=高温S1+2CO↑

（3）原理探析，认识工业实际

【活动4】原理探析：SiO2和C的反应产物为什么是CO？而不是CO2？

【学生】学生思考、交流、讨论并回答问题

生1：C与SiO2的反应产物应为CO但一般情况下碳是过量的，因此过量的碳会将CO2还原为CO;

生2：CO2比CO更稳定，因此CO与O2反应生成CO2应为放热反应，在高温情况下，有利于生成CO;

学生思维活跃，但多数都属于定性分析，教师此时提供信息，让学生用所给数据进行计算，结合计算结果再进行分析，更有说服力！

【资料提供】已知：

C（s）+O2（g）=CO2（g）

△H=-394 kj · mol-1

2C（s）+02（g）=2CO（g） △H=-221 kj ·mol-1

Si（s）+O2（g）=SiO2（s）△H=-911 kj.mol-l

【學生】计算可得：

2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-567 kj ·mol-1

该反应△H

【质疑】高炉炼铁也是高温条件下C与氧化物的反应，为什么产物是CO2而不是C0？

【学生】计算可得：SiO2（s）+2C（s）=Si（s）+2CO（g） AH=690 kj.mol-1

[资料提供】已知该反应△S=366 J·mol-1·k-1

【学生】根据计算可得：常温下△G>O，该反应无法进行，△H>O，△S>O，反应需在高温下才能进行，计算可得：该反应发生所需最低温度为1885K;同样的方法计算可得：SiO2（s）+C（s）=Si（s）+CO2（g）所需最低温度为2795K。

【资料提供】工业制粗硅反应炉内温度为1773K～2273K

【学生】结论：SiO2和C在高温条件下既可生成CO，也可生成CO2，但工业制粗硅反应炉内发生的主要反应为Si0：和C反应生成CO，而不是CO2。

【设计意图】“Si0：和C的反应产物是什么？”相信绝大部分高三同学都可以回答：“SiO2和C在高温条件下可生成Si和CO”，如果继续问：“为什么产物是CO而不是CO2？”很多同学表示“不清楚，只是按照课本上的方程式记住了答案，没有深究为什么”，同时表示“想知道原因”，因此，对于已学完热化学的高三同学来说，教师可通过提供信息，引导学生自己计算、自己推导、从而获得结论。

情境认知理论认为，真实情境问题解决的学习能使学习者像从业者或专家一样进行有意义、有目的的活动，并能把获得的知识和经验有效迁移应用刭解决社会生活问题中去[4]。学生通过真实问题“SiO2和C在高温条件下生成的产物是Si和CO，而不是CO2”的解决，表示“打消了心中多年的疑虑”，并感叹“这比死记硬背有趣多了！”“化学太有用啦！”感受到所学化学知识可以解决实际问题的成就感，建立学生学习化学的信心及动力，同时在问题解决的过程中，复习了高考考点如热化学方程式的计算、△H、△G、△S的计算、放热反应、吸热反应等，让学生在高三知识复习的同时又不感到枯燥乏味，而是通过真实问题的解决获得知识、培养能力、提高素养。

【活动5】原理探析：SiO2生成Si是一步反应吗？

【学生】应该是一步反应

【资料提供】已知：SiO2生成Si的反应机理如下：

SiO2（s）+C（s）=SiO（g）+CO（g）……………1

SiO（g）+2C（s）=SiC（s）+C0（g）……………2

2SiO2（s）+SiC （s）=3SiO（g）+CO（g） ………3

SiO（g）+SiC（s）=2Si（1）+C0（g）……………4

SiO2（s）+Si（1）=2SiO（g）……………………5

图4曲线表示5个反应的平衡psio/pco与温度变化关系图。

【教师】根据相关资料，引导学生理解该反应是复杂的多步反应，感受实际工业生产中化学反应的复杂性，并引导学生通过图像获取相关信息。

【学生】生1：反应2随着温度的升高，平衡psio/pco增大，反应逆向进行，因此，该反应为放热反应;

生2：同理可推得反应4为吸热反应;

生3：A点的压强平衡常数Kp=100;

生4：升温可提高产物Si的产率;

学生通过观察、思考、交流、讨论，较完整地获取了图像中的信息。

【设计意图】2019年全国卷化学考纲指出：化学科考试为选拔具有学习潜能和创新精神的考生，以能力测试为主导，全面检测考生的化学科学素养。同时对考生接受、吸收、整合化学信息的能力及分析和解决化学问题的能力提出了具体的要求。可见，高三复习时单纯的重复知识对于学生是无用的，学生对于陌生情境是否惧怕、能否从提供的信息中，准确地提取实质性内容，是学生能否正确完成题目的关键，因此，如何训练学生从“不怕图”到“看懂图”，形成良好的图像分析及处理能力，是高三化学教师也是所有高中化学教师的核心任务。教师在平时的教学中应多多挖掘新素材、新情境，如本部分通过挖掘工业制粗硅中炉内实际所发生的多步反应为背景，反应看似复杂实则简单，让学生分析5个反应的平衡psio/pco与温度变化关系图并回答相关问题，问题涉及反应热效应、平衡移动与压强平衡常数的计算，学生通过图像的分析、信息的获取，并利用所学知识解决了新情境下的新问题，课后与学生交谈，学生反映“一开始看到图像有点懵，但认真分析坐标、点、线后就能从图像中获取信息了”，表示这节课收获很大。

（4）讨论不足，了解创新改进

【教师】工业制粗硅有什么缺点？如何改进？

【学生】高温条件，能耗大

【活动6】学生代表展示小组学习成果——工业制粗硅的创新改进：

①耦联法：由于热力学标准态下该反应：SiO2（S）+2C（s） =Si（s）+2CO（g） △G（T>O，所以该反应是不能自发进行的。为了使该反应能进行，可选择一个可以与该反应产物作用，导致吉布斯自由能大幅度降低的反应与之耦合而达到目的。

Si02（s）+2C（s）=Si（s）+2CO（g）

△G=232.21kJ·mol-1

Si（s）+2Cl2（g）=SiCl4（s） △C=-274.54 kj·mol-1

反应耦合：

SiO2（s）+2C（s）+2Cl2（g）=S1Cl4（s）+2CO（g）

△G=-42.33 kj·mol-1

生成S1Cl4后继续反应：SiCl4（s）+2H2（g）=Si（ s）+4HCl（g），即可制得硅单质。

②低温镁热还原法：二氧化硅通过与气态Mg反应，在650℃下，即可实现二氧化硅到硅的转化，该反应主要着眼于生物功能的迁移，可将硅藻细胞外覆硅质的二氧化硅转化为硅单质，同时不改变壳的三维结构和纳米级特征，还能用作电池电级、化学纯化器等。

【设计意图】学生通过前面问题的解决，知道工业制粗硅需要高温条件，而且温度越高，越有利于硅单质的生成，因此，很容易质疑温度过高所造成的耗能大、能源浪费、设备易老化等问题，再通过学生介绍新的工业生产中的方法，如耦联法、低温镁热还原法等，来介绍科技发展所带来的化工生产的改变，由高能耗向低能耗发展，并开始关注生物功能的迁移。通过这部分内容的介绍，打破学生对化学、化工总是高温、有毒的传统固有认识，介绍化学发展的方向即绿色化、低能耗、环境友好等，培养学生的社会责任感。

三、走向真实情境的项目式学习实践反思

1.项目的选择应注意真实性

近年来，高考越来越关注试题中“真实情境的使用”，而真实情境往往是综合的、复杂的，这就会让一部分学生“望而却步”“无从下手”，因此，教师在平时教学中应注意关注“真实的化学”，以项目式学习的方式，在高三教学中与学生共同选择有趣的、真实的化学问题进行研究，利用所学化学知识解决真实的问题，感受“有用的化学”，培养真正的能力和素养。如本项目选取社会热点问题“芯片制备”中的第一步“制取粗硅”，將认识元素化合物知识的主要认知视角“类价二维、化工思维、反应热效应、反应限度、多步反应、绿色化学等”融入该项目式学习中，这就要求学生在项目式学习中调用很多知识及方法解决学习过程中遇到的真实问题，而这些真实问题的解决，有助于发展学生的模型认知、证据推理、创新意识、社会责任等核心素养。

2.项目的实施应注意综合性

高三学生已学完中学阶段所有知识，因此在实施项目式学习时应注意项目的复杂性、综合性。首先，项目可综合中学化学学科内的所有知识，实现学科内的小综合;其次，还可跨学科综合，如物理、生物、地理、经济学、环境保护等，通过综合的、复杂的情境，让学生感受知识的生长、思维的提升、素养的形成。如本项目综合了高一必修1元素化合物硅的相关知识，同时又结合高二选修4化学反应原理的热力学：反应限度、反应热效应等，在项目的实施中建构并应用了类价二维思维模型，同时也了解了对人类利用含硅物质的化学史，感受了中国人民的智慧——“陶瓷”的发明及应用，增强了民族自豪感与自信心;新的制硅方法的学习又让学生对未来充满憧憬，感受化学家为保护环境所做的贡献，增强了社会责任意识。

3.项目的完成应注意合作性

项目式学习强调合作学习。合作学习中的讨论交流其实是学生之间相互借鉴、相互学习、共同进步的过程;学生在相互交流讨论中学习其他同学看待问题的角度和方法，不断地拓展思维的广度和深度，迸发出思维的火花;同时，也能暴露出部分学生的思维误区和盲点，更快地发现问题并解决问题，因此，合作学习有利于提高学习效率。教师是学生在项目式学习中的合作者，因此，教师也应积极地帮助学生从复杂、综合的情境中甄选出学科核心问题，引导学生选择合适的解决问题的思路和方法，从而完成整个项目的学习。教师切忌包办过多，尤其在高三课堂上，要相信学生、多留时间给学生，与学生共同探讨问题，进行积极的引导及评价，增强学生的体验获得感。

总之，在高三教学中实施项目式学习，是学生适应高考试题“真实情境考查”的需要，更是国家培养综合性、创新性、高素质人才的需要。在高三复习时间紧、任务重的现实压力下，教师如何选择合适的项目，并在实施中注重对学生能力、素养的培养，仍需广大教师不断实践与探索！

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018：2

[2] 江合佩.促进学生核心素养发展的项目式学习研究与实践——以“废旧锂离子电池回收利用”为例[J].教育与装备研究，2019（9）：60-67

[3]侯肖，胡久华.在常规课堂教学中实施项目式学习——以化学教学为例[J].教育学报，2016（8）：39-44

[4]蔡亚萍，基于真实情境问题解决的教学设计[J].电化教育研究，2011（6）：73-76

[5]谢作桢.采用平衡状态图分析工艺因素对工业硅（或硅铁）冶炼的影响[J].铁合金，2003（1）：17-20

作者：李香艳 江合佩 王朝晖