讓項(xiàng)目學(xué)習(xí)走進(jìn)高中化學(xué)分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)

李維廣

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》對(duì)高中化學(xué)教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)及科學(xué)探究提出了明確要求，即“初步學(xué)會(huì)物質(zhì)檢驗(yàn)、分離、提純和溶液配制等化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能”“依據(jù)探究目的，設(shè)計(jì)探究方案，運(yùn)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)、調(diào)查等方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究”，同時(shí)也列出了18個(gè)要求學(xué)生必須完成的實(shí)驗(yàn)。這18個(gè)實(shí)驗(yàn)不僅要幫助學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)、掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能，而且也為學(xué)生探究化學(xué)現(xiàn)象提供了實(shí)踐的方法和手段，有助于培養(yǎng)學(xué)生探究問(wèn)題的意識(shí)、能力和科學(xué)態(tài)度，訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維。

學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中會(huì)暴露出許多問(wèn)題，如實(shí)驗(yàn)操作不規(guī)范或無(wú)序，難以獨(dú)立完成某一探究實(shí)驗(yàn)等。而教師的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)也存在一些問(wèn)題，如照搬課本實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生一切都要按教師設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作；把本應(yīng)讓學(xué)生親自感知和操作的實(shí)驗(yàn)僅以視頻形式播放，讓學(xué)生“看”實(shí)驗(yàn)，然后在黑板上“教”實(shí)驗(yàn)；把讓學(xué)生應(yīng)做的實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化成試題，讓學(xué)生“想”實(shí)驗(yàn)，然后“論”實(shí)驗(yàn)。造成這些問(wèn)題的主要原因有以下幾方面：一是教師對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)價(jià)值的認(rèn)識(shí)不足，覺(jué)得實(shí)驗(yàn)“擠占”了教學(xué)時(shí)間；二是學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)不多，沒(méi)有積累足夠的體驗(yàn)；三是學(xué)生沒(méi)有真正參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的準(zhǔn)備不足。為此，可以項(xiàng)目學(xué)習(xí)開展分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目學(xué)習(xí)，可以問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的方式，讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)，在查閱資料的基礎(chǔ)上，由學(xué)生獨(dú)立或小組合作的方式完成實(shí)驗(yàn)的自主設(shè)計(jì)，通過(guò)充分準(zhǔn)備后完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并將實(shí)驗(yàn)成果展示出來(lái)，并進(jìn)行深入反思、評(píng)價(jià)，以實(shí)現(xiàn)知識(shí)的建構(gòu)、內(nèi)化和應(yīng)用。這一過(guò)程強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和合作性，促使他們?cè)趩?wèn)題解決的過(guò)程中習(xí)得知識(shí)和方法。在此，結(jié)合高中必修一中的“粗鹽提純”分組實(shí)驗(yàn)，介紹如何以項(xiàng)目學(xué)習(xí)的形式開展分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

一、明示目標(biāo)，引導(dǎo)預(yù)習(xí)，自主設(shè)計(jì)

一個(gè)實(shí)驗(yàn)往往承載著多種教學(xué)功能。以學(xué)生自主完成的分組實(shí)驗(yàn)主要是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和能力，使他們養(yǎng)成科學(xué)的態(tài)度，掌握科學(xué)的方法，其核心是提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。與其他課題的教學(xué)相同，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也有具體的教學(xué)目標(biāo)，而項(xiàng)目學(xué)習(xí)下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)應(yīng)該是從“做什么”“如何做”“做得如何”幾個(gè)方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)。

如高中“粗鹽提純”實(shí)驗(yàn)，目的是除去粗鹽中不溶性雜質(zhì)及可溶性雜質(zhì)，該實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目學(xué)習(xí)應(yīng)達(dá)到以下幾個(gè)基本目標(biāo)。一是根據(jù)氯化鈉及雜質(zhì)的溶解性，能選擇正確的分離方法、儀器和試劑進(jìn)行分離，提純氯化鈉；二是能設(shè)計(jì)正確的除雜操作步驟，并證明雜質(zhì)已完全除去；三是能正確并獨(dú)立地進(jìn)行過(guò)濾、蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)操作；四是出示實(shí)驗(yàn)所得的精鹽產(chǎn)品；五是能對(duì)實(shí)驗(yàn)中影響精鹽產(chǎn)率的因素進(jìn)行分析。

項(xiàng)目學(xué)習(xí)下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康莫?dú)立或合作完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備、實(shí)施、分析和評(píng)價(jià)，真正把化學(xué)知識(shí)與方法融于學(xué)習(xí)活動(dòng)中，充分體現(xiàn)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。基于上述目標(biāo)，可在實(shí)驗(yàn)前提出以下問(wèn)題供學(xué)生思考，讓他們做好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備。

粗鹽中往往含有哪些雜質(zhì)？在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件下，你將采用哪些方法或原理進(jìn)行除雜？若涉及化學(xué)反應(yīng)請(qǐng)寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式。除去雜質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)需要用到哪些儀器和試劑？請(qǐng)列出儀器試劑清單。你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案中，所用試劑的量及添加順序?qū)μ峒冃Ч爱a(chǎn)鹽率有何影響？實(shí)驗(yàn)中若需過(guò)濾操作，你認(rèn)為操作成敗的標(biāo)志是什么？如果失敗應(yīng)如何補(bǔ)救？去除粗鹽中所含不溶性雜質(zhì)的方法，除了你學(xué)的過(guò)濾法外，還有其他方法可用嗎？實(shí)驗(yàn)中若取6g粗鹽，則應(yīng)取多少毫升水？依據(jù)是什么？水量的多少對(duì)實(shí)驗(yàn)有何影響？……

二、在做中學(xué)，在學(xué)中問(wèn)，解決問(wèn)題

以實(shí)驗(yàn)為課題的項(xiàng)目學(xué)習(xí)，目的是讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題。在實(shí)驗(yàn)時(shí)，要求學(xué)生及時(shí)記錄問(wèn)題或異常現(xiàn)象，并在實(shí)驗(yàn)后的分析中再次進(jìn)行探究。教師應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：一是充分查閱與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的資料，親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，了解實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的各種情況，并能夠使實(shí)驗(yàn)達(dá)到預(yù)期效果；二是對(duì)學(xué)生的記錄進(jìn)行檢查，并使學(xué)生的自評(píng)或互評(píng)有依據(jù)；三是要求學(xué)生用認(rèn)真和實(shí)事求是的態(tài)度記錄并解決問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中根據(jù)實(shí)際情況改進(jìn)方案并進(jìn)行多種嘗試。如在“粗鹽提純”的實(shí)驗(yàn)中可設(shè)計(jì)如下環(huán)節(jié)。

首先提出實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要思考的問(wèn)題：如何檢驗(yàn)精制后產(chǎn)品的純度？所得氯化鈉晶體中會(huì)有水存在嗎？如何證明你的結(jié)論？你在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了什么異常？請(qǐng)如實(shí)記錄。你將采取何種方法解決這些異常現(xiàn)象？

其次是實(shí)驗(yàn)實(shí)施：學(xué)生按照自主設(shè)計(jì)的方案開展實(shí)驗(yàn)，要注意實(shí)驗(yàn)操作的安全性和規(guī)范性，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；教師要對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控、激勵(lì)和必要的糾正。

最后是結(jié)果檢驗(yàn)：按照記錄的數(shù)據(jù)檢驗(yàn)產(chǎn)品純度，將所得產(chǎn)品交給教師檢驗(yàn)。

三、自評(píng)互評(píng)，深度反思，構(gòu)建認(rèn)知

以項(xiàng)目學(xué)習(xí)開展的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可能是不完整的，有問(wèn)題甚至錯(cuò)誤的，這些需要學(xué)生通過(guò)實(shí)踐自己發(fā)現(xiàn)。要避免實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題，需要在實(shí)驗(yàn)前或?qū)嶒?yàn)后進(jìn)行自評(píng)互評(píng)、進(jìn)行深度反思，并針對(duì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和結(jié)論，進(jìn)行再反思、再設(shè)計(jì)、再實(shí)驗(yàn)。如做完“粗鹽提純”實(shí)驗(yàn)后還要完成如下幾項(xiàng)任務(wù)。

一是總結(jié)實(shí)驗(yàn)。從對(duì)儀器的操作使用規(guī)范，到實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的相關(guān)記錄內(nèi)容等均要形成書面報(bào)告。特別要對(duì)本次實(shí)驗(yàn)獲得的知識(shí)、方法、思想觀點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)。

二是分析誤差。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中哪些步驟可能導(dǎo)致提純后的氯化鈉增加或減少進(jìn)行分析。

三是評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。把不同組的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品狀態(tài)及數(shù)據(jù)列表進(jìn)行比較，在此基礎(chǔ)上開展自評(píng)與互評(píng)；總結(jié)歸納影響實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵因素。教師針對(duì)學(xué)生的前期實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析處理等進(jìn)行評(píng)分，綜合給出實(shí)驗(yàn)成績(jī)和評(píng)語(yǔ)。

作為新課程倡導(dǎo)的學(xué)習(xí)方式，項(xiàng)目學(xué)習(xí)處在學(xué)生學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)型的焦點(diǎn)視域中，它體現(xiàn)了學(xué)生個(gè)體身份的確立，能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)，可以促進(jìn)學(xué)生在問(wèn)題探究和問(wèn)題解決的過(guò)程中提高協(xié)作能力。以實(shí)驗(yàn)為課題的項(xiàng)目學(xué)習(xí)貫穿于化學(xué)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備、實(shí)施和結(jié)果處理的全過(guò)程。這不僅有利于學(xué)生提高實(shí)驗(yàn)感知水平和實(shí)驗(yàn)操作能力，還有利于培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)思維，深化對(duì)實(shí)驗(yàn)課題和實(shí)驗(yàn)方案的理解，培育化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，提升對(duì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的設(shè)計(jì)、決策、評(píng)價(jià)和概括能力，進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)事實(shí)、現(xiàn)象與結(jié)果的認(rèn)知、判斷、分析和處理能力，實(shí)現(xiàn)真正意義上的先學(xué)后教與“做中學(xué)”。

（責(zé)任編輯 郭向和）