基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的中學(xué)化學(xué)校本課程開發(fā)

馬玥 莫尊理

摘要：新修訂的義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)要求在化學(xué)課程中融入中國傳統(tǒng)文化。以“非物質(zhì)文化遺產(chǎn)——鐵器時(shí)代保安腰刀的工藝探究”為項(xiàng)目學(xué)習(xí)總主題，分別從“保安腰刀的介紹鑒賞、制備原料、鍛造工藝、除銹措施、發(fā)展現(xiàn)狀”五個(gè)子項(xiàng)目，滲透化學(xué)、歷史、物理、藝術(shù)學(xué)科領(lǐng)域，幫助學(xué)生在跨學(xué)科的真實(shí)情境問題解決中理解科學(xué)技術(shù)與社會(huì)環(huán)境的相互關(guān)系，使傳統(tǒng)文化充分發(fā)揮其科學(xué)人文的育人價(jià)值。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué)；項(xiàng)目式教學(xué)；保安腰刀鑄造工藝

文章編號(hào)：1008-0546（2022）12-0078-04

中圖分類號(hào)：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.12.020

黨的十八大以來國家逐步重視對(duì)于中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的教育，提出學(xué)校進(jìn)行育人的過程中要將優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的精髓提煉出來進(jìn)行展示，實(shí)現(xiàn)文化育人的目標(biāo)。2014年教育部也發(fā)布《完善中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化教育指導(dǎo)綱要》，其中明確要求“化學(xué)等課程，應(yīng)結(jié)合教學(xué)環(huán)節(jié)滲透中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化相關(guān)內(nèi)容”[1]。非物質(zhì)文化遺產(chǎn)作為中國傳統(tǒng)文化的重要表現(xiàn)形式，通過對(duì)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)中的信息進(jìn)行加工挖掘形成寶貴的課程資源，將其在化學(xué)課堂中進(jìn)行充分利用，有效促進(jìn)中華傳統(tǒng)文化達(dá)成育人的目標(biāo)。本文針對(duì)地區(qū)性特色非物質(zhì)文化遺產(chǎn)“保安腰刀”對(duì)其進(jìn)行挖掘分析，利用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)對(duì)保安腰刀進(jìn)行具體教學(xué)實(shí)施，達(dá)到科學(xué)教育與人文教育相結(jié)合的目的。

一、保安腰刀的介紹及教學(xué)應(yīng)用價(jià)值

保安腰刀作為重要的國家級(jí)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)，彰顯著中國特色少數(shù)民族保安族人民的智慧。據(jù)記載保安腰刀最早出現(xiàn)于元代，是蒙古軍隊(duì)中一支由保安族先民參加的“探馬赤軍”鍛制的刀具。保安腰刀的主要款式多樣，代表保安族腰刀最高制刀工藝水平的為“折花刀”，見圖1。其主要由刀刃、刀柄、刀鞘三部分組成，刀片由鐵、鋼鍛造而成。刀柄和刀鞘的原材料涉及很多，如銀、銅、鐵、紅銅、黃銅、木料、牛角、羊腿骨、塑料板等。[2]

保安腰刀的制作工藝十分繁瑣，制作簡單一點(diǎn)的保安腰刀要四十多道工序，復(fù)雜一點(diǎn)的，像折花刀要八十多道工序。其中主要有四個(gè)關(guān)鍵步驟，分別是“夾鋼背鐵”“淬火”“煮刀”。[3]其鑄造的精湛技藝見證著中國刀具冶煉史的重大技術(shù)革命，也凝結(jié)著代代工匠的智慧。作為中國少數(shù)民族的三大名刀之一，保安腰刀蘊(yùn)含豐富的文化內(nèi)涵，但隨著現(xiàn)如今現(xiàn)代化市場(chǎng)的沖擊，保安腰刀正面臨著鍛造難銷量低，后繼無人傳承的問題。[4]面對(duì)這沒落的民族文化瑰寶，對(duì)其進(jìn)行挖掘讓學(xué)生在了解保安腰刀的鍛造工藝中進(jìn)行真實(shí)情境問題的解決，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，也能傳承弘揚(yáng)保安腰刀文化，增強(qiáng)學(xué)生民族自信。

二、基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的保安腰刀化學(xué)資源的挖掘與加工

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（Project-based learning，簡稱PBL）是建構(gòu)主義理念指導(dǎo)下，以學(xué)生為中心的一種學(xué)習(xí)方式，主張學(xué)生通過一定時(shí)長的小組合作方式，解決一個(gè)真實(shí)世界中復(fù)雜的、具有挑戰(zhàn)性的問題，或完成一項(xiàng)源自真實(shí)世界經(jīng)驗(yàn)且需要深度思考的任務(wù)，在解決問題或完成任務(wù)的過程中，精心設(shè)計(jì)項(xiàng)目作品、規(guī)劃和實(shí)施項(xiàng)目任務(wù)，進(jìn)而逐步習(xí)得包括知識(shí)、可遷移技能、高級(jí)思維能力、關(guān)鍵品格等在內(nèi)的21世紀(jì)核心素養(yǎng)。

在保安腰刀的選料、冶煉、制作等工藝中體現(xiàn)著許多化學(xué)知識(shí)原理，本文對(duì)此進(jìn)行梳理和總結(jié)，如表1所示。結(jié)合保安腰刀中的化學(xué)知識(shí)體系將其以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的方式進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生在復(fù)雜問題解決過程中了解保安腰刀的文化，感受保安族的工匠智慧。

三、基于PBL項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的開發(fā)流程

1．項(xiàng)目目標(biāo)的設(shè)置

本項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課程從保安腰刀的冶煉工藝人手，尋找與化學(xué)相關(guān)的知識(shí)，了解文化傳統(tǒng)，激發(fā)興趣，掌握知識(shí)，力求達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的目的。

①從保安腰刀制作原材料出發(fā)，重點(diǎn)分析刀身、刀柄、刀鞘中的金屬材料及其性質(zhì)用途，了解鐵的冶煉原理、反應(yīng)、化學(xué)方程式以及冶煉過程中廢棄廢渣的處理，了解傳統(tǒng)文化與科學(xué)技術(shù)的關(guān)系。

②通過模擬“淬火”“煮刀”等技藝，科學(xué)探究其化學(xué)工藝中蘊(yùn)含的原理知識(shí)，從化學(xué)的視角分析、解釋生產(chǎn)和生活中的實(shí)際問題。

③通過對(duì)保安腰刀歷史藝術(shù)美的鑒賞，提升學(xué)生對(duì)傳統(tǒng)文化的了解，通過對(duì)保安腰刀沒落的現(xiàn)狀調(diào)查，喚醒同學(xué)們對(duì)民族文化的保護(hù)傳承意識(shí)。

2．項(xiàng)目任務(wù)的拆解

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)需要將學(xué)生的具體經(jīng)驗(yàn)調(diào)動(dòng)起來，通過設(shè)置驅(qū)動(dòng)式問題讓學(xué)生進(jìn)行探索。本課題根據(jù)保安腰刀為內(nèi)容載體，設(shè)計(jì)總目標(biāo)為“非物質(zhì)文化遺產(chǎn)——鐵器時(shí)代保安腰刀的工藝探究”。分別以五個(gè)項(xiàng)目作為教學(xué)重點(diǎn)，在項(xiàng)目中以驅(qū)動(dòng)式問題讓學(xué)生在解決具體情境中學(xué)習(xí)到化學(xué)相關(guān)的知識(shí)，并且感受到保安族人民的智慧與勤奮。具體項(xiàng)目設(shè)計(jì)如圖2所示。

3．項(xiàng)目的具體實(shí)施

“鐵器時(shí)代一保安腰刀的工藝”課題從介紹保安腰刀的種類、用途、來源、材料人手學(xué)習(xí)鐵合金及鐵的冶煉，通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)“保安腰刀制作中‘煮刀工藝”來探究其中加入明礬的作用，了解金屬及金屬氧化物和酸的反應(yīng)，通過保安腰刀藝人口述，喚醒非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的保護(hù)意識(shí)。

項(xiàng)目任務(wù)一：保安腰刀的介紹鑒賞

【教師活動(dòng)】展示實(shí)物保安腰刀——折花刀，介紹保安腰刀的歷史：由優(yōu)秀工匠組成“探馬赤軍”打造，種類繁多，其中著名的有三大種類——什樣錦、波日季、折花刀。保安腰刀鋒利無比，可以輕松剃發(fā)、剃須，本地居民所使用的宰羊剝皮的刀大都為保安族刀匠鍛制。

【學(xué)生活動(dòng)】了解保安腰刀的歷史、種類、用途，觀察保安腰刀其刀鞘刀柄顏色搭配鑒賞，刀片刻制圖騰花紋，感受其藝術(shù)之美。

設(shè)計(jì)意圖：直觀鑒賞保安腰刀的藝術(shù)之關(guān)，激發(fā)對(duì)保安腰刀文化的好奇心；了解保安腰刀的歷史、種類，激發(fā)學(xué)生興趣；了解保安腰刀用途（當(dāng)?shù)貙W(xué)生家中大多有保安腰刀，用途也較為廣泛），激發(fā)學(xué)生以往生活經(jīng)驗(yàn)，引入項(xiàng)目主題。

項(xiàng)目任務(wù)二：保安腰刀的制作原料

【教師活動(dòng)】提問：保安腰刀的原料是由哪些金屬材料制成的呢？

【學(xué)生活動(dòng)】交流對(duì)比鐵合金、銅合金的種類、組成、性質(zhì)、用途，理解性質(zhì)與用途之間的關(guān)系。

【教師活動(dòng)】提問：保安腰刀的刀身制作原材料需要生鐵和鋼，是怎么冶煉的呢？播放實(shí)驗(yàn)室利用一氧化碳還原三氧化二鐵的視頻，通過中考題講解一氧化碳還原三氧化二鐵反應(yīng)流程。

【學(xué)生活動(dòng)】回顧鐵礦石的種類及鐵的冶煉，默寫其化學(xué)方程式、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)注意點(diǎn)結(jié)合教材，思考實(shí)際鐵的生產(chǎn)中，所用的原料和產(chǎn)物一般都含有雜質(zhì)，其主要雜質(zhì)成分。

設(shè)計(jì)意圖：運(yùn)用類比的方法對(duì)比合金種類、成份、用途，體會(huì)性質(zhì)與用途的關(guān)系，深入挖掘保安腰刀制備中原料的來源，培養(yǎng)學(xué)生追根溯源的科學(xué)精神，結(jié)合中考題進(jìn)行鐵的冶煉講解，體會(huì)中考中對(duì)知識(shí)點(diǎn)的考查方式，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。

項(xiàng)目任務(wù)三：保安腰刀的制作工藝

【教師活動(dòng)】播放視頻：保安腰刀的制作工藝，根據(jù)相關(guān)資料講解保安腰刀鍛造工藝中的關(guān)鍵步驟，炒煉生鐵、鍛打工藝、淬火技術(shù)，拋光刀刃。并提出問題——保安腰刀制作過程中炒煉生鐵的化學(xué)原理是什么？保安腰刀制作工藝中為什么要多次鍛打及夾鋼背鐵？保安腰刀中“淬火”的目的是什么呢？保安腰刀為什么刀刃要打磨為斜面呢？

【學(xué)生活動(dòng)】查找資料解釋：炒鐵過程是利用碳在高溫下性質(zhì)不穩(wěn)定發(fā)生反應(yīng)生成二氧化碳，將含碳量高的生鐵轉(zhuǎn)變?yōu)楹剂康偷匿?，鍛打利用滲碳作用、氧化作用，使鐵和碳相分離，生產(chǎn)出含渣少，軟硬不一，鋼鐵混為一體的毛坯。利用鋼針模擬刀片的“淬火”工藝的實(shí)驗(yàn)，得出“淬火”的目的是提高鋼的強(qiáng)度、硬度、耐磨性。刀刃打磨為斜面則是根據(jù)物理力學(xué)中的受力原理分析。

設(shè)計(jì)意圖：通過對(duì)保安腰刀的制作工藝視頻的觀看，深入了解河州文化，感受河州手藝人的匠心精神，提高學(xué)生的中華民族自豪感?；谡鎸?shí)問題解決的模式讓學(xué)生對(duì)保安腰刀鑄造工藝進(jìn)行進(jìn)一步的了解和分析，理解鍛造技術(shù)背后的化學(xué)、物理原理，在跨學(xué)科的學(xué)習(xí)中對(duì)知識(shí)進(jìn)行靈活運(yùn)用，培養(yǎng)學(xué)生的高階思維。通過模擬“淬火”實(shí)驗(yàn)，了解我國刀具制作的熱處理技術(shù)，理解知識(shí)與技術(shù)的關(guān)系，也培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。

項(xiàng)目任務(wù)四：保安腰刀的除銹防銹

【教師活動(dòng)】提問：保安腰刀的工藝“煮刀”步驟為什么加入明礬？明礬是什么物質(zhì)呢？它還有什么用途呢？保安腰刀在生活中如何防銹呢？如果用“鹽酸”煮刀會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？提供實(shí)驗(yàn)器材與藥品：酒精燈、燒杯、石棉網(wǎng)、藥匙、開水、火柴、生銹刀片、pH試紙、玻璃棒、明礬。

【學(xué)生活動(dòng)】小組交流明礬的作用、鐵銹的主要成分、除銹的原理。默寫稀鹽酸和稀硫酸除鐵銹的化學(xué)方程式。小組實(shí)驗(yàn)?zāi)M“煮刀”，并在此過程中，pH試紙檢測(cè)明礬溶于水后的酸度。

設(shè)計(jì)意圖：通過對(duì)“煮刀”步驟的深度剖析，感受文化與化學(xué)知識(shí)的連接性。體會(huì)化學(xué)推動(dòng)著人類的發(fā)展和科技的進(jìn)步，提高學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的求知欲望通過對(duì)“煮刀”實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬，感受工匠的辛苦，引導(dǎo)學(xué)生珍惜日常物品。通過對(duì)“煮刀”實(shí)驗(yàn)原理的挖掘，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神。并且在實(shí)驗(yàn)過程中，提高學(xué)生的操作能力小組溝通合作能力，讓學(xué)生感受到生活處處有化學(xué)，生活處處有實(shí)驗(yàn)。在規(guī)范填寫實(shí)驗(yàn)記錄單中，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真的科學(xué)精神。

項(xiàng)目任務(wù)五：保安腰刀的傳承現(xiàn)狀

【教師活動(dòng)】講述河州工匠馬師傅的故事：年近60歲從事保安腰刀制作30年，如今手藝后繼無人的故事。

【學(xué)生活動(dòng)】調(diào)查保安腰刀的現(xiàn)狀及造成現(xiàn)狀的原因，由于設(shè)備老化，經(jīng)濟(jì)效益低，手藝人越來越少，保安腰刀的傳承面臨著巨大的危機(jī)。全班同學(xué)針對(duì)我們能為保安腰刀的傳承做些什么，自由發(fā)言陳述觀點(diǎn)，并繪制關(guān)于保安腰刀的手抄報(bào)在學(xué)校展示。

設(shè)計(jì)意圖：喚醒同學(xué)們的民族文化自覺保護(hù)意識(shí)。通過全班討論，培養(yǎng)學(xué)生的理性思維邏輯與表達(dá)能力，也讓同學(xué)們?cè)诒磉_(dá)中感受到文化是由人類創(chuàng)造，對(duì)任何一種文化的保護(hù)與傳承，實(shí)際上是對(duì)人類自身的保護(hù)。

四、結(jié)語

保安腰刀制作工藝是保安族重要的非物質(zhì)文化遺產(chǎn)，制作工藝高達(dá)80多個(gè)步驟，在長久的冶煉和鑄造中，優(yōu)秀的保安族工匠們不斷完善改進(jìn)制作工序，提高冶煉熔合技術(shù)，打造出精致實(shí)用的刀具。每一步精心的制作都體現(xiàn)著保安族人們淳樸、踏實(shí)、智慧的工匠精神。結(jié)合實(shí)際保安腰刀的生產(chǎn)生活和科學(xué)研究中的有關(guān)物質(zhì)制備、轉(zhuǎn)化的實(shí)際問題，設(shè)計(jì)關(guān)于化學(xué)的真實(shí)情境和任務(wù)，促進(jìn)學(xué)生多角度分析和解決問題，逐步發(fā)展學(xué)生的系統(tǒng)思維，增強(qiáng)學(xué)生的跨學(xué)科意識(shí)，促進(jìn)核心素養(yǎng)的融合發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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