基于高中化學實驗的項目化學習與物理學科融合教學

王晶

摘 要：在新課程改革的背景下，需要教師具備先進的教育思想，加強各學科之間的有效結合，發展學生綜合運用知識解決實際問題的能力，推動學生核心素養的提升。文章以“電解質的電離”相關知識點教學為例，對如何借助項目化學習的方式來實現高中化學實驗和物理學科的有效融合展開了敘述，以期為教師展開綜合性的教學提供思路，讓學生在跨學科實踐中獲得綜合素質上的提升。

關鍵詞：高中化學；項目化學習；物理；實驗；跨學科

在現實生活中，學生遇到的實際問題往往包含了多方面的知識，需要學生運用跨學科的思想去解決問題。在以往的高中化學教學中，存在忽視學生實際需求的問題，教師在教學中很少引導學生展開跨學科的學習，導致學生思考問題的角度變得十分狹窄。對此，教師有必要積極探索有效的跨學科教學方式，借助跨學科教學來擴展學生的視野，讓學生能夠真正掌握解決問題的方法。而通過在實驗教學中實施項目化學習的手段，則有助于落實這一目標。借助項目化學習的方式，能夠自然而然地將化學和物理學科聯系在一起，讓學生獲得用物理來解決化學問題的經歷，使學生的綜合素質得到提升[1]。

一、項目化學習的內涵

項目化學習是指教師通過引導學生通過跨學科的概念和驅動性的問題來實現對真實問題的解決，讓學生在解決實際問題的過程中獲得知識和方法。項目化學習具有以下的特征：

一是綜合性，需要學生擺脫以單一學科為本位的思想，注重將自己的已有問題解決經驗整合在一起，懂得如何去解決一個完整的問題，因此項目化學習是落實跨學科實踐的主要路徑。

二是實踐性，項目化學習需要學生使用實踐性的方式來真正解決問題，包括展開調查、數據分析、交流討論等，并且在實踐中制作出可供展示的作品。

三是自主性，在項目化學習活動中，需要遵循以學生為本的思想觀念，注重讓學生經歷完整的問題解決過程，包括發現問題、提出設想、猜想假設、實踐探索等。

項目化學習的實施改變了學生過去以記憶結論、大量做題為主的學習方式，能夠有效地挖掘出學生的綜合素質，使學生實現從“學會”到“會學”的轉變，取得更好的教學效果[2]。

二、基于高中化學實驗的項目化學習與物理學科融合策略

（一）借助情境創設，激活假設猜想

項目化學習依托真實的情境，教師要注重借助情境創設的手段來激活學生的問題解決意識，促使學生調動自己的生活經驗展開探究，引起學生對解決問題手段或者結果的假設猜想。

例如，在“電解質的電離”相關知識點教學中，教師創設如下的情境，引導學生展開對問題的探究。

首先，在上課之前，教師給學生布置一項學習任務，讓學生繪制出氯化鈉在水中行為的微觀示意圖。通過這一任務的展開，能夠促進學生的思考，使學生在猜想假設中產生學習的動機。

接著，使用多媒體向學生展示一段視頻，學生可以在視頻當中看到一個小實驗，知道當人在出汗的時候更容易遇到觸電的問題。如此，可以將化學課堂和學生的現實生活聯系在一起，增強課堂的親和力，同時也讓學生對其中蘊含的化學現象充滿期待，有助于提升學生的課堂參與程度。

接下來，教師向學生提出驅動性問題：為什么會出現這種現象？引出電解質以及電解質的電離這兩個知識點，讓學生思考如何將抽象的知識和直觀的生活現象聯系在一起，驅動學生去解決問題。

在學生對生活中真實存在的問題產生了足夠的好奇心之后，教師再引導學生去交流討論教師在上課之前布置的學習任務。在這個任務的探索中，學生的觀點可以分成兩種，一種是認為氯化鈉在溶于水的過程中是不會發生變化的，另一種則是認為氯化鈉會分成氯離子和鈉離子。

之后，通過引導學生對兩種可能的結果進行分析，引出了這次要解決的實際問題：氯化鈉溶于水時會發生怎樣的行為？

最后，教師再引導學生進行進一步思考：人在出汗的時候更容易觸電，而我們都知道人的汗液當中是含有鹽的成分的，那么這種現象和我們今天要研究的氯化鈉溶于水的行為之間是否有聯系？就讓我們來一探究竟吧！如此，讓學生將要研究的內容和真實的情境聯系在了一起，為學生的項目實踐奠定下良好的基礎。

總之，教師要重視對情境創設手段的使用，讓學生進入到解決真實問題的狀態中來，積極主動地進行思考，提升學生在項目中的參與程度，并且也借助真實的情境來使學生的問題思考方式變得更加多樣化。在情境創設中，教師可以使用問題、演示實驗、媒體資料等多種手段，增添課堂的趣味性，讓學生可以更快地進入到知識探究的狀態中來[3]。

（二）引導方案設計，促進實踐規劃

項目化學習需要學生去經歷完整的問題解決過程，因此在學生實踐的過程中，教師不能直接告訴學生如何去做，而是要給學生創造充足的自主空間，讓學生借助掌握到的知識和方法來自主設計實踐方案，提高學生解決問題的水平。由于高中學生自主解決問題的能力還不高，教師在這個過程中也可以適當參與進去，給予學生指導，提高學生設計方案的效率。

例如，在“電解質的電離”相關知識點的項目化學習中，需要學生將化學實驗和物理結合在一起，使用各種物理工具來檢驗不同物質在溶于水之后發生的變化，記錄下實驗現象，根據對實驗結果的分析，總結出電解質的電離現象。在完成了情境創設之后，教師向學生介紹了實驗工具的使用方法，以CL-傳感器的使用為例，這一傳感器可以測定溶液中的氯離子濃度，但是無法測量按照一定規律緊密排列所形成的物質中的離子濃度，也向學生介紹了微型導電實驗器、PH傳感器等工具的使用方法。接下來，教師組織學生展開交流討論的活動，讓學生在小組內進行討論，思考如何借助物理工具來展開推理，讓各個小組獨立去設計實驗方案，并且思考實驗現象對應的原理[4]。

通過引導學生展開充足的交流討論，讓學生思考解決問題的方法，最終師生共同制訂了如下的實踐方案：

任務1：使用CL-傳感器來驗證氯化鈉溶于水的行為，分析氯化鈉在哪些狀態下會解離出氯離子和鈉離子，了解哪種狀態下的氯化鈉可以導電，思考其中的原因。

任務2：使用微型導電實驗器來展開多個小實驗，了解不同溶液的導電性，記錄實驗現象，分析為何不同溶液的導電性存在差異。在實驗中，主要為學生提供了醋酸、氫氧化鈉溶液、蔗糖溶液、氯化鋇溶液、氨水溶液等實驗材料，學生可以在教師的允許下，去探索更多的材料。

任務3：使用PH傳感器來測定不同溶液的氫離子濃度，基于對溶液PH的了解，分析為何不同溶液的導電能力存在差異。在這一任務中，學生主要對濃度為0.1mol/L的鹽酸和醋酸進行了對比研究。

如此，通過讓學生基于掌握到的知識和方法來自主設計實踐方案，不僅可以提升學生的學習興趣，而且能夠使學生解決問題的素質得到增強，讓學生可以更好地掌握完整解決問題的方法，學會對信息進行適合的篩選和整合，取得更好的項目化學習效果。

（三）促進實驗探究，自主驗證猜想

在學生設計出了實踐方案之后，教師要給學生創造充足的空間，讓學生在實踐當中去驗證自己的想法，加深學生對結論的認識。教師在這個過程中也要適當地發揮出自身的引導作用，對學生進行必要的觀察，幫助學生更好地參與到實踐中去，提升學生的項目實踐質量，讓學生掌握更多有效的問題解決方法。

例如，在學生探索物質導電性的過程中，教師發現部分學生在實踐中缺乏良好的記錄意識，有的學生只是在進行枯燥的觀察，得到大概的結論，但是不會去做記錄，對實驗現象的解釋比較模糊，缺乏嚴謹的實驗精神。對此，教師讓學生去展開更多的實驗操作，讓學生去對比不同濃度的溶液導電性，讓學生意識到只有做好實驗記錄，才可以得到更加完整的結論，并且讓學生去思考是否所有的物質溶于水都可以發生電離、是哪些因素導致了燈泡亮度的差異等問題，使學生進一步沉浸在實驗當中，促使學生多思考、多實踐，強化學生的探究意識。有的學生在實驗中出現了不懂得如何使用實驗物理器材的問題，在使用方法上出現了問題，因此，教師使用微課等手段，幫助學生快速了解操作方法，使學生能夠獲得更加完整的問題解決經歷[5]。

總之，教師要重視起學生的實踐過程，讓學生能夠在實踐當中對問題解決的方法、問題的結論產生正確理解。在對學生進行過程指導時，教師也要關注學生之間的差異性，注重給學生提供適合自己的學習技巧，讓教學滿足學生的個性化需求。

（四）引導過程討論，促進深度學習

在學生獲得了充足的實踐體驗之后，教師要及時引導學生對學習的過程進行交流討論，讓學生分享自己解決問題的方法、得到的結果、產生的疑惑，促進學生的深度學習。

例如，在“電解質的電離”相關知識點項目化學習中，關鍵在于引導學生展開充足的證據推理活動，讓學生能夠基于物理裝置得到的信息，對化學現象展開充分推理，使學生在完整的科學探究中掌握電離的過程。因此在學生根據設計好的方案進行充分的實踐之后，教師引導學生去討論如下的問題：

問題1：如何根據傳感器給出的數據來判斷氯化鈉溶于水的過程？通過對傳感器的使用，可以建立起怎樣的氯化鈉溶于水過程模型？

問題2：為何一些溶液具有導電的能力？是否所有的物質在溶于水之后都可以形成具有導電性的溶液？

問題3：通過對PH傳感器的使用，你可以借助哪些證據來判斷物質在水溶液中的電離情況？

在提出了上述問題之后，首先讓學生在小組內進行討論，之后再隨機邀請學生做出回答，進一步引起學生之間的思維碰撞，讓學生在交流討論中學會充分運用獲得的數據去解決問題，使學生對問題的認識水平得到提升。

如此，借助對實踐過程的充分討論，可以讓學生去分享自己的經歷，并且借助他人的經驗來發現自己在實踐中存在的問題，提升學生的實驗探究質量，讓學生對實驗中獲得的數據產生更多的理解。

（五）基于成果展示，實現過程評價

在項目化學習活動中，教師要重視起學生對學習成果的展示，讓學生在成果的展示中對自己的學習過程進行歸納整理，并且促進學生的自主評價，使學生去建立起更加適合自己的問題解決模式，提升學生的核心素養水平。教師在這個過程中也要適當地對學生進行評價，客觀指出學生學習上的進步和需要改進的地方，幫助學生實現進步。

例如，在“電解質的電離”相關知識點項目化學習中，在學生完成了項目實踐之后，教師讓各個小組去輪流展示學習成果，包括在實驗中制作出的表格、獲得的實驗結論，同時也鼓勵學生分享對于各種物理器材用法的了解以及對電離知識用法的認識。之后，教師再從學生的合作學習表現、在實踐中的態度、對于證據的歸納總結能力等方面來進行評價，也鼓勵學生展開自主反思，分析自己在項目實踐中存在的不足，促使學生完善自己的學習方式。在完成評價之后，再根據對學情的認識，給學生提供適合的課后輔導，充分發揮出教學評價的價值。

三、基于高中化學實驗的項目化學習與物理學科融合效果分析

（一）促進學生學以致用

項目化學習是一種很有效的跨學科學習手段，以項目化學習的方式將化學實驗和物理融合在一起，可以讓學生解決問題的能力獲得極大的提升，促使學生實現學以致用。如在本次的項目化學習中，學生依托一個生活化的情境來展開探究，帶著對生活的質疑參與到方案的設計和實施中去，讓學生體會到了化學知識學習的價值。并且在本次的實踐中，也讓學生掌握了解決方案設計與實施的方法，進一步鍛煉了學生解決問題的本領，讓學生懂得如何更加高效地使用自己掌握到的知識。

（二）激發學生的學習興趣

在以往的高中化學教學中，教師經常會將教學局限在學生對結論的獲取上，通過讓學生死記硬背概念和公式、讓學生大量做題等教學方式，導致學生對化學學習產生了厭煩的情緒。而項目化學習可以將化學學科和學生的現實生活密切聯系在一起，使學生的學習自主性、創造性得到增強，充分改善學生對化學學習的認識，使學生在深入探究中感受到化學學習的樂趣，培養學生良好的化學學習興趣。在項目化學習中，學生和教師之間的關系也得到了明顯的改善，讓學生真正成為學習的主人，能夠主動提出自己的困惑和見解，進一步強化了學生的學習動機。

（三）發展學生的學習能力

借助項目化學習的方式，能夠使學生實現從被動到主動的轉變，使學生經歷知識形成的完整過程，使學生的學習能力獲得明顯提升。同時，由于項目化學習可以更好地滿足學生興趣的需要，也能夠使學生思考問題的方式變得更加靈活，提高學生問題探究的水平，使學生的學習能力得到進一步的發展。

結束語

利用項目化學習的方式來實現高中化學實驗和物理學科的有效融合，能夠有效地挖掘出學生解決問題的潛能，促進學生的綜合素質獲得提升，有助于實現對學生核心素養的培養。因此教師要重視對教學資源的整合，從學生的學習需要出發，組織學生展開多樣化的項目學習活動，讓學生可以將化學和物理的知識有效結合在一起去解決問題，使學生真正掌握解決問題的有效方法，提高高中化學教學的質量，讓學生在真實問題的解決中建立起更加完善的認知框架。

參考文獻

[1]孟會燕，朱芳，劉叢叢.核心素養視域下高中化學教學中項目化教學的應用[J].高考，2023（19）：147-149.

[2]李逸.核心素養視域下高中化學項目化學習研究[D].揚州：揚州大學，2023.

[3]高麗.跨學科教學理念下高中化學教學情境創設例談[J].化學教與學，2023（10）：12-15.

[4]王旭博.高中化學與多學科交叉融合的教學研究[D].牡丹江：牡丹江師范學院，2023.

[5]柳聰慧，徐穎，王宏社，等.新高考背景下高中化學與物理交叉教學研究：以“原電池”為例[J].云南化工，2022，49（12）：137-139，156.