化肥极大地丰富了农业生产系统中的养分供应,为生产更多人类所需的蛋白、能量、矿物质提供了基础。它的研发过程是现代化学工业发展的经典代表。了解复合肥研发的过程,能够让学生体会到产品设计的一般思路,也能使学生了解从科学到技术再到工程的研发流程,有助于学生综合应用化学、生物、物理等学科知识,思考和解决现实问题。所以将“设计一款新型高效复合肥”选为项目式课程素材,运用找真人真事、外显思路、思路转化的项目式课程开发标准规则[1-2],挖掘“需求模型设计→原料选择→具体工艺流程”过程中的真人真事,逐步形成新型高效复合肥研发的具体思路,并按照产品设计的一般问题解决思路规划项目任务。
一、寻找真人真事 外显问题解决思路
二、依据问题解决思路 规划任务活动
三、项目式课程的活动设计
四、项目实施与反馈
五、总结与反思
1.用问题解决思路来统领项目式课程开发
复合肥项目式课程的开发和实施始终紧紧围绕问题解决思路。在开发过程中,教师依据标准规则,对三位研究者的真人真事进行深入挖掘,提炼出“确定复合肥的元素组成和比例→确定原料配方→确定工业制备方法→含量检测及优化”的复合肥制备思路。教师在设计复合肥项目式课程时最大限度地还原了真人真事的问题情境,希望学生像科学家一样思考。在复合肥项目式课程实施过程中,学生应用了产品设计类问题的一般解决思路,并能够将思路迁移应用于解决其他同类问题。
2.项目式课程开发及实施助力新课程改革的落实和推进
新课程改革的主要任务包括:更新教与学的观念、转变教与学的方式。
一方面,项目式课程开发改变了师生教与学的观念。在参与项目式课程开发的过程中,教师面对大量复合肥制备文献,可在标准规则的指导下,对文献进行筛选和提炼,抽提出复合肥制备的一般思路方法,并把凸显这些思路方法的素材遴选加工后呈现在项目式课程里面。该过程改变了教师的教育观念,即教育不仅是讲书本上的知识内容,不是“一言堂”,而是通过真实问题解决,培养学生的思考方式,提高学生问题解决的能力;学生的学习也不再是等待被动输入,而是主动探索。
另一方面,项目式课程转变了教与学的方式。在项目式课程的课堂教学里,教师将复合肥制备过程中的核心环节设计成思路分析、实验设计、交流展示等学生活动,以增加学生的课堂参与度,让学生实现“做中学”,凸显了项目式课程以学生为主体的特点[10-13]。学生的学习方式也发生了变化。学生在分析复合肥的设计思路时,能够积极地把自己假想成化学工程师,从元素需求到原料分析,再到制备工艺,都是作为复合肥制备的直接参与者和决策者,小组合作设计实验、动手完成实验并分析总结和交流。实践证明,本项目式课程在促进学生学会思考、提高问题解决能力等方面发挥了独特的育人功能。
参考文献
[1] 魏锐,唐珑畅.青少年科技创新项目式学习课程开发的思路与方法[J].中国科技教育,2021(12):10-14.
[2] 魏锐,朱叶,党育杰,等.促进学生“学会思考”的项目式课程开发程序[J].基础教育课程,2023(22):4-11.
[3] 车升国.区域作物专用复合(混)肥料配方制定方法与应用[D].北京:中国农业大学,2015.
[4] 贾可,沈兵,曲艳娣.复合肥配方设计原则及影响因素[J].安徽农学通报,2008(20):37-38.
[5] 李庚申.利用简易的配方表设计复合肥配方[J].磷肥与复肥,2011(1):47-48.
[6] 丁俊山.不同工艺复合肥农艺效果及其配方优化研究[D].杭州:浙江大学,2013.
[7] 念吉红.稳定性复合肥的生产[J].化肥工业,2019(1):15-16.
[8] 况光林.微型振动给料机精确给料的设计研究[D].廊坊:北华航天工业学院,2018.
[9] 李延民,韩枫钦,赵烨.斜轴式高效混料机关键技术参数分析[J].机械设计与制造,2014(12):105-108.
[10] 潘红,赵雅萍,郝亮,等.“探秘神奇的液晶”项目式教学设计[J].中国现代教育装备,2024(2):21-25.
[11] 郝亮,赵雅萍,潘红,等.“设计制作黑白液晶显示屏”项目式课程教学案例研究[J].中国现代教育装备,2024(4):24-28.
[12] 赵雅萍,郝亮,于美娜,等.“设计制作彩色液晶显示屏”项目式课程教学设计与反思[J].中国现代教育装备,2024(6):19-23.
[13] 苑晓,赵雅萍,潘红,等.设计制作液晶显示屏的创意产品项目式教学案例[J].中国现代教育装备,2024(8):24-28.
张宇星1 张爱平1 苏继平1 苏翠翠2 李龙3 魏锐4*
1.北京师范大学燕化附属中学 2.天津市南开区科技实验中学
3.北京师范大学 4.国家中小学化学教材建设重点研究基地、北京师范大学科学教育研究院 |