基于項目式學習的高中化學實驗教學探究

摘 要：項目式學習是一種圍繞主題設置，以項目探究活動為主要構成的學習模式，強調整體教學的系統性與融合性，能夠為學生思維能力、探究能力和動手能力的發展和提升提供極大助力，已被廣泛運用于各學段各學科的教學活動中。化學是一門站在原子、分子視角下研究物質基本性質及變化規律的基礎自然科學，實驗是化學研究的一種主要方式，而在高中階段的化學教學中，實驗教學也尤其受到教師的關注與重視。本文主要圍繞基于項目式學習的高中化學實驗教學展開，在簡單介紹過項目式學習與高中化學實驗教學的基礎特征以后，分三個環節展開了對項目式學習如何在高中化學實驗教學中落實的探究，以期能夠為更好地開展項目式實驗教學奠定基礎。

關鍵詞：項目式學習；高中化學；實驗教學；探究

高中階段的化學是一門以實驗為基礎的學科，學生需要學習的知識從實驗中來，又回歸到實踐中去，面對書本上僅以文字、圖片或公式表述的抽象化學知識，學生很容易混淆其中一些相似的內容，而實驗就能夠很好地將這些抽象知識還原成具象的畫面，從而給學生留下更深刻的印象，因此實驗教學在高中化學課程的教學體系下占據著尤為重要的位置。自新課標與新課改落實以來，教師在課堂上的教學愈發注重對學生思維的開發和能力的提升，實驗教學的模式也開始從演示性實驗為主轉向操作性實驗為主，通過項目的形式來引導學生自主完成整個實驗步驟就是一種順應了時代變化的實驗教學模式，不僅能夠讓學生對實驗的具體步驟和實驗中發生的現象形成更加全面的認知，還能夠深化學生對化學研究價值和作用的認知，進而進一步提高學生學習化學的積極性與主動性。

一、項目式學習與高中化學實驗教學概述

社會經濟在發展，市場結構在調整，人才需求在變化，對傳統教學模式的改革成為一項迫在眉睫、必須要完成的任務，新課標的提出與落實在很大程度上點明了教學改革的方向，先進的教學理念與多元化的教學方式也正式被引入課堂，而項目式學習這種新型的教學模式就是在這種背景下得以推廣。但就項目式學習模式與日常教學的融合而言，各學段各學科的教學內容和教學目標都有著自己的特點，具體應當融合哪些內容、怎么融合，教師還需要結合具體的學科來看，高中化學課程的實驗教學以實驗為主要組成部分，強調對學生實踐動手能力的培養，因此項目式學習與高中化學實驗教學的融合也應當從實驗本身入手，且更加注重對學生參與實驗的熱情和積極性的調動。

（一）項目式學習模式的特點

與傳統學習模式項目，項目式學習模式更加強調知識體系的自主構建，因此也更具備探究性與創新性，能夠為學生學科能力與學科素養的發展提供助力。站在整體視角下看，項目式學習的一般流程可以概括為“確定研究項目—實施項目任務—交流項目成果—評價項目活動”這四個環節，而在開展項目式學習活動的過程中，教師需幫助學生完成學習小組的組建和小組內部的分工，以最大化地發揮小組內每一個組員的作用與價值，在順利完成項目的同時也實現對學生的全方位鍛煉。

（二）高中化學實驗教學的類型

縱觀整個高中階段化學學科的課程教學內容，其中有關實驗的部分大體分為兩個大類，包括教師演示實驗和學生操作實驗，其中學生需要自己操作完成的實驗又可以分為四種類型，包括化學實驗基本操作、物質的制備或合成、物質的分離或提純和物質的分析。化學課程中的實驗是培養學生探究能力與操作能力的重要載體，教材中涉及的實驗也都與課標中學生需要掌握的化學知識點有著密切的關聯，其中以基本操作為主的實驗起到的主要是奠基作用，目的是教會學生如何科學和安全地進行化學實驗，而以物質的制備、合成、分離、提純、檢驗、鑒別或鑒定為主的實驗起到的就是鞏固和深化課堂所學知識的作用，在培養學生實驗探究能力的同時也能起到鞏固和完善化學知識體系的作用[1]。

（三）項目式學習與高中化學實驗教學的融合

從實驗的角度出發，項目式學習與高中化學教學的融合就需要站在兩個視角下分析，一個是化學實驗教學的多維教學目標，包括學生提出化學問題的能力、設計實驗方案的能力、進行實驗操作的能力、交流實驗成果和反思實驗過程的能力，這些能力在項目式學習中分別指向確定研究項目、實施項目任務、交流項目成果、評價項目活動這四個環節；另一個視角則是化學實驗教學的不同實驗內容，具體就包括上文中提到的高中化學實驗的不同類型，在系統性與綜合性更強的項目式實驗活動中，學生進行的實驗操作就可能涉及物質制備、合成、分離、提純、檢驗、鑒別或鑒定中的多種不同實驗類型，而教師就需要在設計和開展項目式實驗活動的過程中更注重不同實驗內容的搭配或融合。

二、基于項目式學習的高中化學實驗教學路徑

項目的基礎定義是在既定資源和要求約束下，為實現某種目的而聯系起來的一系列臨時性工作任務，這些工作任務通常都指向同一個目標，或者說都期望得到某種特定的鍛煉，一個完整的項目之中必然包含多個圍繞同一主題、同一目標確立的基礎任務，項目的參與者以小組為單位，需要通過彼此間的自主探究和合作交流完成這些任務。而項目式學習中的項目主要是以學習為底色，項目的主題要從課程內容中提煉，項目的目標要結合課程標準來看，項目的實施要圍繞學生來進行，項目的起點和終點也都需要落腳在學習這個關鍵詞上。具體來講，基于項目式學習的高中化學實驗教學主要分為三個環節，即項目提出到準備環節、項目實施到推進環節、項目總結到評價環節，教師在設計項目式實驗教學活動時需要站在多重視角下來進行分析與思考。

（一）項目提出到準備環節

1.確定項目主題，組建學習小組

相較于傳統的教學和學習模式，以項目為核心的項目式學習模式更強調學生課堂主體地位的體現，需要學生自己進行操作的實驗在比重上大幅提升，那么在項目準備環節，教師首先需要充分考慮課程內容與學生學情，基于課程教學和學生發展的實際需要來確定項目主題。而與此同時，教師還需要在充分考慮實驗需要的情況下確定各小組成員的人數，并基于學生平時在化學學習中表現出來的態度、能力與興趣來確定小組長，然后讓學生遵循自己的意愿加入各個小組長的隊伍，最后再協助每個小組長完成組員的分工，盡可能地保證每個組員都能發揮自己的作用[2]。

2.確定項目目標，布置項目任務

目標是教學活動中一個十分重要的構成元素，能夠對后續的其他教學活動起到統領作用。基于項目式學習的基本框架與核心理念，教師在規劃項目目標時除了需要考慮實驗本身的內容以外，還需要考慮學生是否有動力和能力自主完成項目探究和解決項目問題，最終確定好的項目目標除了指向具體的實驗內容外，還需要指向實驗前的資料搜集和查閱、實驗后的小組分析與討論，以及基于已做實驗來對未做實驗進行的推演。

（二）項目實施到推進環節

1.轉變師生定位，引導學生自學

在項目式學習模式下，教師和學生在課堂上的身份定位發生了極大的變化，尤其是在以化學實驗為核心內容的項目式學習活動中。化學實驗本身的操作性和實踐性就很強，一直以來都是培養學生探究意識、實踐能力和合作精神的重要教學載體，基于項目式學習的高中化學實驗教學更是放大了化學實驗的操作性和實踐性，因此在項目的實施到推進環境，教師需要主動引導學生完成課堂身份和定位的轉變，鼓勵學生在參與項目實驗的過程中展開自主的探究與思考，以通過學生在自主探究、思考和解決問題過程中積累的經驗來推動學生自主學習能力的提升[3]。事實上，學生在參與項目實驗過程中展現出來的主動性直接關系到項目式學習的效果，尤其需要受到教師的關注與重視。

2.創設實驗情境，調動學生興趣

情境是現代教學模式下能夠有效激發學生學習興趣和提升學生學習沉浸感的教學元素，貼近教學內容或學生生活的實驗場景更利于深化項目式高中化學實驗學習的效果。對此，教師便需要在實施和推進實驗項目時，借助直觀的實驗現象和信息技術手段來為學生創設適宜的項目式實驗情境，進一步推動抽象化學知識的具象化呈現，讓學生能夠更加直觀和清晰地了解到化學知識是怎么從實驗中得來的，同時適宜的實驗情境也可以說是項目式學習活動的組成部分之一，有利于項目式學習活動的完善。

（三）項目總結性評價環節

1.打造開放平臺，拓展學習空間

基于項目式學習的理念和追求，教師在放手讓學生通過組內合作完成項目方案的設計、實踐和記錄以后，還需要為學生打造一個開放式的學習和互動平臺，無論學生在小組中的交流和討論是否得出了準確的結果，各小組學生可以在這個開放式的學習和互動平臺上分享自己的收獲和想法。同時，項目式學習過程中的成果展示環節也可以在這樣的開放平臺上進行，每個小組在完成對自己小組項目成果的總結以后需要選出一名代表，然后讓這個代表在打破了小組界限的開放式學習平臺上分享自己小組的項目成果，而教師和其他小組的學生也都可以在這個拓展出的學習空間中自由地提出自己的疑問，并由正在分享的小組進行解答，這種方式更有利于深化和鞏固學生對知識的理解與記憶[4]。

2.優化評價模式，給予正向反饋

無論是在哪一種教學和學習模式下，評價都是教學活動中尤為重要的環節，項目式學習以學生為主體，強調學生主體地位的最大呈現和主體作用的最大發揮，因此教師在針對學生項目活動中的表現來展開評價時，首先就需要對評價模式進行合理地優化，基于學生在項目中表現出的態度、操作情況、參與程度、合作表現、互動效果和收獲到的知識、技能、學習方法來做出綜合性的判斷，有意識地給予學生正向的反饋信息，客觀評價學生在項目式學習活動中的表現，以提升學生參與項目活動的自信和興趣。

三、基于項目式學習的高中化學實驗教學實踐

（一）項目選擇

相對于初中而言，高中的化學課程覆蓋的知識面更廣，知識點也更加復雜和抽象，尤其是在高二階段。教師在引入項目式學習的基本模式來設計與開展實驗教學活動時，需要在項目選擇上更多地考慮這一階段學生已有的化學知識基礎，并參照這一階段學生學習化學的需求和期望，選擇或設定有意義且具備綜合性特征的項目主題，像是結合化學選擇性必修3《有機化學基礎》教材中第三章的教學內容，教師就可以選擇將“乙酸乙酯的制備”確立為項目的主題。

（二）項目設計

在高中階段，乙酸乙酯的實驗室制備主要用到的藥品有濃硫酸、醋酸、乙醇和飽和碳酸鈉溶液，那么在項目設計之初，教師就需要先要求學生查閱與這些藥品相關的資料，明確這些藥品的性質和應用于實驗時需要注意的要點。然后，教師還需要設計如下的實驗教學目標：

1.通過小組討論和頭腦風暴來對乙酸乙酯的制備展開細致分析，并結合已有化學知識來嘗試設計制備路線和步驟；

2.在方案設計的基礎上，通過小組間的合作和監督來安全地完成“乙酸乙酯的制備”實驗，并在實驗中鞏固配制、過濾、洗滌等化學實驗的基本操作及相關技巧；

3.在實驗的基礎上，通過小組內的交流討論和分析總結，合作完成完整實驗報告的寫作，并結合組內的反思與評價來嘗試制訂實驗的改進方案。

（三）項目實施

在實施基于項目式學習理念而設計的高中化學實驗教學活動的過程中，教師需要盡最大可能地將實驗的自主權交到學生手上，自己在課堂上主要起到監督和指導的作用，以保障實驗能夠安全、有效地進行下去。具體來講，教師需要將學生的個人意愿和想法納入項目方案的參考依據中，并在實驗基礎步驟不變的情況下，充分考慮學生的發展需求，指導各個小組完成個性化項目方案的設計。

高中階段實驗時制備乙酸乙酯的操作步驟如下：1.取一支試管，先加入幾粒碎瓷片，再加入3ml乙醇，然后一邊振蕩試管，一邊慢慢加入2ml濃硫酸，而后再加入2ml醋酸；2.在試管上塞上帶有導管的塞子并固定在鐵架臺上，導管另一端通道盛有飽和碳酸鈉溶液的試管液面上；3.點燃酒精燈，加熱加入了乙醇、醋酸和濃硫酸的試管；4.觀察飽和酸鈉溶液液面上新物質的生成現象；5.取下試管并熄滅酒精燈。

（四）項目總結

在項目式的實驗教學活動中，學生從書本上學習到的化學理論知識在實驗中能夠得到驗證，這就使得知識學習不再只是單純的理論記憶和機械訓練，學生自己設計項目方案，自己結合化學實驗完成項目任務或解決項目問題，對化學本身具備的靈活性和多樣性特征的認知也會更加全面和準確，這就為學生對化學的整體性和系統性學習提供了助力與動力[5]。

結束語

綜上所述，項目式學習在高中學科教學活動中的推廣有著一定的必要性和科學性，尤其是在各種以自然科學為底層框架的理科學科中。實驗教學是高中化學課程教學體系中極為重要的組成部分，能夠為學生對化學知識的學習、理解、記憶和應用產生積極的推動作用，而教師在設計與開展教學活動的過程中要更加注重實驗教學價值的發揮。基于項目式學習的大背景，高中化學教師需要抓住項目與實驗之間的共性，積極且主動地探尋其中蘊藏的教學與學習契機，為學生提供更大的實踐操作空間和更多的實踐操作機會，綜合高中階段學生能力、思維與認知發展的實際規律，在項目式學習模式的基礎框架下，對項目任務做出更加精心的設計，以更好地引導學生參與到以化學實驗為主要構成的學習項目中，深入感悟化學的魅力與學習化學的樂趣。

參考文獻

[1]孫康.基于項目式學習的中學化學實驗教學研究[D].蘇州：蘇州大學，2021.

[2]鄧中梁.探析化學實驗教學項目式學習模式應用路徑[J].數理化學習（教研版），2023（3）：51-53.

[3]陳亮.項目式學習下的高中化學實驗教學[J].數理化解題研究，2023（6）：131-133.

[4]黃旭花.基于項目式學習的高中化學實驗教學研究[J].高考，2022（35）：87-89.

[5]孫康，唐敏，王偉群.項目式學習與化學實驗教學的融合研究[J].化學教與學，2021（17）：82-85，28.