高中化學項目化教學案例及反思

鄭妙齡

（福建省德化第一中學，福建泉州 362500）

引 言

《普通高中化學課程標準（2017年版）》（以下簡稱《課程標準》）提出的化學學科核心素養包括宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知、科學探究與創新意識、科學態度與社會責任五個方面。這五個方面相輔相成，揭示了化學學習更核心、更高層面的價值，也對高中化學教學提出了新的挑戰。項目化教學以創設真實情境為載體，以解決實際問題為學習任務，以化學學科知識為解決問題的工具。本文以《課程標準》為指導，探討了高中化學項目化教學案例及教學反思，旨在分析項目化教學對發展學生學科核心素養的重要意義。

一、項目化學習的重要意義

項目化學習對高中生核心素養發展的價值體現在“立德樹人、服務選才和引導教學”方面。化學科學研究的本質包括“研究什么”“怎么研究”和“為什么研究”，對應化學教學的“學什么”“怎么學”和“為什么學”。這要求教師遵循學科邏輯，以學科專業語言及符號創設學習探索情境，如日常生活中的食物營養、合成藥物、能量轉化、自然資源利用等，對培養高中生的“宏觀辨識與微觀探析”“科學精神和社會責任”“創新意識和探究意識”等多方面的核心素養有重要作用[1]。

二、基于項目化學習的教學設計思路

從社會熱點問題、學術前沿問題、工業生產問題、生活實踐問題中挖掘與高中化學教學相契合的信息是進行項目化教學的前提。教師應以《國務院辦公廳關于新時代推進普通高中育人方式改革的指導意見》文件精神為依據，以《課程標準》為指導，明確具體教學的核心概念、單元任務及課時任務，并以此拆解具體的熱點項目，找到熱點與教學內容的契合點，設計學習活動。在此過程中，教師應注重真實情境、復雜問題、超越學科、專業設計、合作完成、成果導向以及評價跟進。教師也要在項目化學習設計中，通過層層遞進的學習任務引導學生開展探究活動，讓學生在情境的引導下，像化學學者一樣對教學內容進行思考，讓學生領略宏觀世界和微觀世界，感受化學學科的美，激發高中生的化學學習興趣。

三、項目化教學的實施案例

（一）中華優秀傳統文化與元素周期律的融合——砷資源的處理及利用

化學史教育對培養學生知識能力、啟迪學生學科思維及提升學生科學素養有非常重要的促進作用。世界上最早的關于砷煉制的記錄是中國晉代煉丹術士葛洪的《抱樸子·仙藥篇》，比德國的馬格耐斯制得砷早了大概900年。唐代孫思邈的《千金藥方》、宋代的《開寶本草》、明代的《天工開物》都講述了砷的化合物在農業生產中的應用。這些都體現了中華優秀傳統文化。教師可以將這些內容與元素周期律相融合，依據“價—類”二維、物質轉化、綠色化學等化學核心概念，討論砷及其化合物的轉化關系，并設計砷元素的定量檢測方案，關注砷資源的回收利用。這樣一來，項目化學習任務從理論分析到實際應用、從定性到定量的學科思維，有效培養了學生的科學態度與社會責任感。

項目拆解：（1）利用“價—類”二維制備并提純砷；（2）設計實驗定量檢測砷；（3）砷的回收和再利用。

化學史既是認識史，也是方法史，是學生了解化學學科發展規律、學科思想進化過程的重要依據。在項目化教學過程中，借由以上三個學習任務，學生在解決問題時，就能自覺把物質分類、氧化還原原理、物質轉化、定量分析方法、分離提純等學科知識作為工具。這樣的教學模式能讓學生帶著目的主動學習知識、技能，提高學生化學學科核心素養。

（二）運用物質轉化與能量變化的核心認知來解決人類未來的發展問題——人工光合固碳

教師可以借用“移民火星計劃”這一話題，引導學生思考如何利用學科智慧，解決人類在火星生存的難題。這樣，教師通過學生熟知的光合作用能高效轉換太陽能的特點啟發學生，讓學生思考大氣中的CO2等是否可以直接轉化為化學能來儲存，以此變為可再生資源，并通過數據及實證讓學生體會人工光合固碳的價值所在。

人工光合固碳可能涉及的化學問題可以進行項目拆解：（1）人工光合固碳的途徑及可行性理論分析；（2）采用什么手段實現人工光合固碳；（3）如何高效地實現人工光合固碳。

項目化教學內容包含物質轉化、化學反應進行的方向、電化學原理、化學熱力學和動力學的學科知識及學科思維培養。項目化教學中，學生能夠主動參與，獲得深度學習的動力。在人工光合固碳裝置的優化上，學生基于熱力學和動力學知識及現實成本的考量，在選擇催化劑時，會主動查閱大量文獻，尋找更多可能性。這是傳統教學模式難以獲得的效果。在這樣的教學中，學生用學科核心知識和概念，嘗試解決學科核心問題，感受到“化學讓世界更美好”并非一句空喊的口號。在進行項目拆解的過程中，學生的變化守恒、模型認知等學科核心素養得到了培養；在解決問題的過程中，學生的責任感和學習興趣得到了提高。

（三）運用定量分析思想解決生活中的實際問題——水體污染的解決方案探究

水體污染是切實發生在學生身邊的問題。利用化學手段探究水體污染的解決方案，在鞏固所學元素化合物知識的同時，也提升了學生科學探究的意識。水體受到污染時，會因為溶解氧的含量降低而導致各種細菌繁殖。而重金屬對人和動物的危害性強，對水資源的污染大。因此，水體污染解決方案的項目可以拆解為：（1）水中溶解氧含量的測定；（2）水中重金屬離子的去除。

在具體的項目化教學中，水中溶解氧含量的測定任務需要學生具備水樣預處理、實驗干擾排除及實驗誤差分析的能力。教師可以引導學生分別運用碘量法和儀器法完成該項任務。對水中重金屬離子的去除，教師可以引導學生以Cr(VI)轉化為例，探究工業方案及電化學途徑的解決方案。

在項目化推進中，學生不斷遇到新問題，解決新問題，對新知識、新方法、新技術的渴望更強烈。

四、項目化教學案例反思

第一，項目化教學注重真實情境、復雜問題、超越學科、專業設計、合作完成、成果導向以及評價跟進。在以上案例中，情境創設、任務分解、項目設計在教師的主體把控和引領下，基本能達到預期效果，而成果導向及評價是實踐過程中的薄弱環節。這主要是因為學生受傳統教育思想的影響，在完成合作后，便覺得學習結束了。因而，在傳統教學模式下，很多學生未能養成總結和反思的良好習慣。對此，教師應在后續教學中不斷引導學生，使學生養成及時反思的好習慣。

第二，項目化教學對學生的基礎知識是有要求的。教師可以根據學生的情況，在學生積累了一定的知識和技能后，進行微項目化教學嘗試，以免項目化教學流于形式。

第三，給學生更多積極的心理暗示。在項目化教學中，教師可以采用任務鏈、問題鏈的教學形式，引導學生主動思考。教師應注意，項目化教學的目的不是解決某個單一的問題，而是要總結解決問題的經驗，進行思維建模，在反思中優化模型，讓學生掌握解決一類問題的方法，從而形成學科思維品質。積極的心理暗示是幫助學生樹立克服困難的信心的有效方式。

第四，教師必須具備再學習的熱情，只有這樣才能在各個教學環節中做到游刃有余，給學生帶來更好的學習體驗。

結 語

綜上所述，項目化教學的嘗試是積極有益的，教師應在實踐中幫助學生總結解決化學問題的經驗，實現知識和思維雙建模，在教學反思中優化模型，切實提高學生的學習能力，促進學生化學學科核心素養的不斷發展。