人教版高中化學教材“研究與實踐”欄目的教學策略

《教育部關于做好2025年普通高校招生工作的通知》指出，加強關鍵能力、學科素養和思維品質考查，引導創新能力培養。《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》指出，真實、具體的問題情境是學生化學學科核心素養形成和發展的重要平臺，為學生化學學科核心素養提供了真實的表現機會。[1]73基于人教版高中化學教材中“研究與實踐”欄目內容，開展項目式學習與上述的文件精神、課程理念高度契合。項目式學習以項目撬動學習變革，以任務導向開展學科實踐活動，是思與行的共振式融合，是做與想的聯結式統一，是培養學生解決復雜問題，轉變學習方式，發展學科關鍵能力、核心素養，提升思維品質，培養創新能力的重要載體。

2020年版人教版高中化學教材“研究與實踐”欄目中共設置了17個內容，它能引導學生開展解釋、評估、反思等批判性思維能力的訓練[2]，增強學科實踐，推進學習方式轉變。筆者將“研究與實踐”欄目內容按照探究性項目式學習、制作性項目式學習、調查性項目式學習等3種學科實踐樣態進行分類（如圖1）。基于此，以項目式學習方式進行學科實踐，利用真實情境素材使學生在實踐中解決復雜的實際問題，增進學生對所學知識的綜合應用和遷移創新，使學生從“聽中學”向“做中學”發展，走向基于豐富實踐的探究性、實踐性、綜合性學習。那么，這3種不同類型的項目式學習實施路徑與教學策略是怎樣的呢？本文對此進行具體探究。

一、探究性項目式學習的實施路徑與教學策略

探究性項目式學習是學生對生活、生產實踐的觀察而產生問題，以實驗探究為手段完成的項目式學習，指學生像科學家一樣思考，用已有的學科認識與思路分析解決真實復雜的綜合性問題。在這個過程中，項目組需要展開猜想、設計、實驗、解釋、迭代、升級等學習，包含資料收集、整理、分析、綜合、應用、評價、創造等由低階到高階思維的過程，具有合作性、探究性、創造性等特征。具體的教學路徑與策略如下。

1.基于科學探究，增強解決問題的能力

針對復雜真實問題開展探究性項目式學習，是劣構情境下開展的探究性學習，需要學生查找資料，借用其他學科知識解釋或解決“異常”現象，這樣的學習過程不僅能夠增強學生學習的好奇心，更能增進學生解決問題的能力。比如，對于“檢驗食品中的鐵元素”，學生已經有了 ！ 等離子的性質、相互轉化的認識視角與認識思路，也具備實驗觀、微粒觀、變化觀、分類觀等結構化理解。教師可以引導學生開展“芹菜葉與芹菜莖中的含鐵量高低比較”的項目式學習。

任務導入：鐵元素對人體健康的價值有哪些？生活中常見補鐵劑與常見富含鐵元素的食物有哪些？檢測不同補鐵劑是否變質的實驗方案是什么？從食物中分離出鐵元素的一般過程是怎樣的？為什么生活中人們不吃芹菜葉而吃芹菜莖，是因為芹菜葉中含鐵量比芹菜莖低嗎？

資料收集：芹菜葉和芹菜莖的含鐵量，不同補鐵劑的主要成分，不同補鐵劑采用氫氧化鈉等沉淀劑、硫氰化鉀等絡合劑、高錳酸鉀等氧化劑檢測 的干擾程度，比較芹菜葉與芹菜莖中含鐵量高低的實驗方案。

協作實踐：菠菜與芹菜中鐵元素的分離和鐵元素檢測；未檢測到食物浸出液中鐵元素的原因（葉綠素覆蓋了顯色反應，用量不夠無法顯色，鐵元素浸出量不足）；用酸性高錳酸鉀試劑滴定分析芹菜葉與芹菜莖中鐵元素含量的高低。

成果表達與多元評價：成果報告，科學探究的一般思路，鐵及其化合物之間的相互轉化方法，鐵元素的檢驗方法，離子檢驗的操作方法，滴定方法等。

【設計意圖】從生活中人們常去掉芹菜葉，只吃芹菜莖實踐問題出發，基于學生內驅產生探究性項目。在這個基礎上引發相關聯的鏈式真實問題，學生用學過的知識設計探究活動，解決實際問題，訓練了分析與綜合、比較與分類等思維方式，發展了證據推理、科學探究等學科核心素養[3，并在科學探究過程中創新解決實踐中遇到的“異常”現象，體會科學探究的價值與意義，提高解決問題的能力，發展科學精神與社會責任等核心價值觀。

2.基于證據推理，增進化學學科的價值認識

針對復雜真實問題開展探究性項目式學習，學生需要獲得有邏輯的真實證據支撐，如此不僅能發展證據推理的學科素養，更能增進學科價值認識。比如，對于“大豆資源的開發和利用”項目式學習，學生已經掌握了蛋白質性質，以及生活中常見的蛋白質與用途，還在高一必修2中學習了豆腐的制作。基于此，教師可以引導學生開展基于證據推理的探究性項目式學習。

任務導入：生活中的豆漿、豆腐腦、豆干、豆腐乳一樣嗎？

資料收集：豆中的營養物質及綜合應用，關于大豆的發展歷史，大豆資源的開發和利用。

協作實踐：自制豆漿與其他豆漿保質時間探究（見表1）。

實驗數據顯示，剛剛煮沸過且制作過程中注意了衛生與保潔的自制新鮮豆漿菌落總數明顯偏低。用保鮮膜密封的樣品放入冰箱靜置8小時后的菌落總數是最少的，說明保鮮膜能有效降低菌落生長。路邊攤販的豆漿樣品菌落總數特別高，且在靜置8小時后菌落總數從最初的 2 1 0 C F U / m L 增至7700CFU/mL，暴增近36倍。由此可以得出實驗結論：豆槳不宜久置，盡量一次性喝完，實在喝不完，建議用保鮮膜密封并冷藏，放置時間不要超過4小時。

點撥引導：對照實驗探究方案進行設計。

成果表達與多元評價：成果報告，制作宣傳畫報。

【設計意圖】從大豆到豆制品有哪些知識是與化學學科知識、方法相關聯的？學生用學過的知識，分析豆制品的化學成分及檢驗方法，認識豆制品中的營養物質，開展基于證據推理的實驗探究，學習實驗證據獲取與分析，發展證據推理與模型認知、科學探究與創新意識等學科核心素養。

根據以上探究性項目式學習實踐設計策略，教材中其他4個探究性項目化學習任務設計如下（見表2）。

二、制作性項目式學習的實施路徑與教學策略

制作性項目式學習是以學生自己動手制作為主要學習方式的沉浸式實踐。學生在制作中體驗，在反思中成長，在實踐中運用創造力進行學習。制作性項目式學習強調自主性、具身性、內省性等心理品質發展，指向培養學生的動手操作能力、創新精神與創造能力等特性，具體的實施路徑與教學策略如下。

制作性項目式學習以完成化學品為學習成果，學習過程需要基于化學學科的知識技能，綜合其他學科知識解決化學品制作，發展學生的科學探究與創新意識、科學態度與社會責任等學科核心素養。比如，對于“自制肥皂”，學生已學習了羧酸的衍生物，知道油脂成分以及油脂的皂化反應。

任務導入：不同清洗劑的去污原理是怎樣的？如何利用豬油制作肥皂？

資料收集：工業制皂原理與手工制皂原理（如圖2），工業增強肥皂去污能力的方法與原理，客戶對肥皂性能的需求。

協作實踐：制作皂基，肥皂的不同制作方法，探究不同油脂對于皂化反應的影響因素。

成果表達與多元評價：皂化原理，去污原理，成果報告。

【設計意圖】學習完皂化反應原理后，教師將學生帶人肥皂的制作情景，激發學生的學習主動性，將課本知識升華為實踐應用。工業增強肥皂去污能力的方法與原理是怎樣的？客戶對肥皂性能的需求是什么？這些思考體現出化學獨特的魅力，能夠讓學生感受化學與生活的密切聯系，也激發了學生的探索欲望。

2.基于微觀探析，發展動手操作能力

教師引導學生動手制作身邊的化學品，并對這些化學品蘊含的化學原理進行微觀探析，讓學生增強制作化學品能力的同時改進、改造化學品。比如，對于“暖貼的設計與制作”，學生學習了金屬的防護與腐蝕的相關知識，了解了化學能轉化為電能、熱能的化學原理。

任務導入：暖貼為什么能帶來溫暖？暖貼取暖的化學原理是什么？

資料收集：查看暖貼的成分，尋找相關化學原理。

協作實踐：資料檢索暖貼的成分，找出發熱的原因，設計制作暖貼，拓展研究（用鎂粉、鋁粉、銅粉替代鐵粉制作暖貼，并進行性價比探究），暖貼中鐵含量的探究。

點撥引導：鐵粉、碳粉、氯化鈉的組合，還可以拓展到哪些方面的應用？

成果表達與多元評價：實驗報告；知道原理，匯報成果。

【設計意圖】暖貼制作是貼近學生生活的制作性項目式學習，學生內驅力強，也增進了對化學學科知識本身價值與社會價值的認識。教師引導學生在制作過程中對暖貼的化學原理進行微觀探析，激發學生完成對于暖貼中鐵含量的探究，以及鎂粉、鋁粉、銅粉替代鐵粉的性價比探究活動，使學生深刻體會化學學科的重要價值，培養合作精神、創新意識和實踐能力，實現知、情、意、行的統—[4]

根據以上制作性項目式學習實踐設計策略，教材中其他4個制作性項目式學習任務設計如下（見表3）。

三、調查性項目式學習的實施路徑與教學策略

調查性項目式學習實踐以資料檢索為手段，學生根據任務需要，對資料進行檢索、分類、整理，通過角色代入，站在前人的肩膀上去認識學習內容，體會技術的發展，感悟科學精神與社會責任，并通過對資料的分析及歸納，發展證據與推理、模型與解釋、符號與表征等具有學科特質的思維能力。調查性項目式學習具有檢索性、主動性、內省性等特征，具體的實施路徑與教學策略如下。

1.基于學習內容的結構化理解，檢索人類探究項目內容相關進程

學習內容結構化是內容學習向核心素養發展轉化的關鍵，主要包括知識關聯結構化、認識思路結構化、核心觀念結構化[5。比如，對于“了解純堿的生產歷史”的教學，教師可以根據學生已經學習鈉及其化合物的性質，帶領學生深度認識侯氏制堿法的化學原理，以及與索爾維法進行比較分析。制堿工藝的發展以及堿對于我們的生產生活有什么樣的影響？教師可以引導學生進行結構化理解（如圖3）。具體學習過程如下。

任務導入：純堿在工農業生產中的用途有哪些？人類獲得純堿有哪些途徑？工業制得純堿的化學原理是什么？請從化學方法、化學思想、社會效益、經濟效益等四個角度比較索爾維法制堿與侯氏制堿法工業。

資料收集：人工制堿法的歷史進程，提高工業制堿中氨的利用率的措施，制堿工業原料 的來源途徑，侯德榜改進索爾維法制堿的原因，改進后的利弊，我國當下主要制堿工業在侯氏制堿法工業基礎上的改進。

協作實踐：實驗室模擬侯氏制堿法制備純堿，從歷史和現實的角度分析討論制堿法發展對于生產的意義；如果你從事化工領域，你還有將制堿工藝再升級的考慮嗎？該從哪些角度考慮制堿工藝的再升級呢？

點撥引導：從原料利用率、綠色化學等方面考慮工藝的優化，經濟效益等。

成果表達與多元評價：不同原料來源的制堿方案設計；從多個角度討論工業工藝優化的價值意義，并制作知識海報。

【設計意圖】教師通過多角度的化學學科問題的設置，讓學生進行角色代人。學生在學習過程中體會如何利用綠色化學思想，培養社會責任核心價值觀，同時能夠辨別工藝的優勢，從原料充分利用的角度去學會合理布局工業生產，培養元素觀、轉化觀、守恒觀。如此，滲透了化學在生產中運用的重要性，增進了學生的學科知識結構化理解，發展了學生的科學態度與社會責任等學科核心素養。

2.基于學科知識本原性認識，檢索化學品改善生活、生產和人類的健康

本原性認識是指學生對學科知識及其思維方式與方法的深度理解。比如，對于“了解食品中的有機化合物”的學習，學生已學習了蛋白質、糖類、油脂等營養物質的結構、性質、用途。據此，教師可引導學生從有機結構、性質等學科思維方式認識有機物的用途、營養價值、應用注意事項等學科本原性認識。如食品中的有機化合物在改善人類的健康中扮演怎樣的角色？是否對我們都有益呢？蛋白質、糖類、油脂在人體中的代謝過程是怎樣的？蛋白質、糖類、油脂的結構與人體健康有怎樣的關系？等等。

任務導入：糖類、蛋白質、油脂在改善人類的健康中扮演怎樣的角色？以油脂為例，從油脂的結構分析，為什么不同的食物，在不同溫度下烹飪采用不同的油脂？地溝油的危害有哪些？

資料收集：分析食品包裝袋上的配料表，查詢各種配料的成分、結構、性質，以及對人體的作用；不同油脂的結構比較分析；等等。

協作實踐：當一回廚師，用不同油脂烹飪食物供家人享用；基于你的實踐，給表4中不同的油脂提出使用建議。

點撥引導：用辯證的觀點來看待這些有機化合物在食品中的應用。

成果表達與多元評價：制作手抄報，成果匯報。

（注：表中的數據表示每100克油脂中不同脂肪酸的含量，如“9.1”表示每100克亞麻籽油中飽和脂肪酸的含量為9.1克，以此類推。）

【設計意圖】蛋白質、糖類、油脂對我們的生活有什么樣的意義？教師從生活中的食品配料表出發，讓學生學會觀察、分析生活中的有益與有害物質。同時將理論知識運用到實際中，讓學生學會辯證地看待生活中的問題，增進學科知識的本原性認識。

根據以上調查性項目式學習實踐設計策略，教材中其他3個調查性項目式學習任務設計如下（見表5）。

以上3種項目式學習的教學實踐在學習共同體中創建，研究與實踐的方法、過程、成果等方面雖有所不同，側重點也有所差別，但實施步驟類似，大體上如圖4所示，包括任務導入、資料收集、協作實踐、點撥引導、成果表達、多元評價等6個過程。教師根據3種不同教學實踐的各自特點出發，采用不同的指導方法，能更好地訓練學生證據與推理、模型與解釋、符號與表征等具有學科特質的思維能力，增進學生對學習內容的本原性認識與結構化理解，發展學生的學科核心素養，更好地培養學生的學習專注力與研究力，診斷并發展學生的實踐能力與創新能力。

社會責任 據任務開展項目式 學習，發展證據與 示交流，發展表達 與批判性思維能力任務導人 推理等思維能力成果表達. 協作實踐 中 多元評價資料收集 . 點撥引導 過程性多元評價學生認知發展水平、收集資料，研制項目 教師因材施教，學生 身心體驗程度、深式學習方案，發展信 獲得知識本原性認識、 化應用的能力，診息處理能力，培養分 結構化理解，訓練模 斷并發展學科核心析問題的能力 型與解釋等思維品質 素養

基于學科項目式學習發揮人教版高中化學教材中的“研究與實踐”欄目的教育價值，以真實情境為起點，以解決具有實際意義的問題為歸宿，關注提出問題、分析問題和解決問題，走向具有豐富實踐的整體性學習，建構結構化學習理解，促進學生的認知學習與社會認知發展相結合，提升學生的合作能力和溝通交流能力。這是實現欄目的學科學習價值、教學價值、育人價值和社會價值很好的路徑。當然，在實施項目式學習的過程中，教師還可以根據具體情況，挖掘學科間融合的教學素材，整合多學科相關知識和方法，開展跨學科項目式學習，進一步提升問題情境的真實性、學科知識的綜合性、問題解決的多元性、實施過程的實踐性和項目完成的協作性。

參考文獻：

[1］中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）［M].北京：人民教育出版社，2020.

[2]蘇香妹.促進學生批判性思維能力發展的教材解讀方法［J].中小學課堂教學研究，2023（10）：33-37.

[3]張克龍.化學課堂中指向科學推理能力培養的問題鏈設計策略［J].中小學課堂教學研究，2023（9）：52-56.

[4]歐陽志斌.化學學科實踐的內涵、意義與實施路向[J].中學化學教學參考，2024（34）：1-4.

[5]張克龍.基于學科理解的深度學習化學課堂教學策略[J].中小學課堂教學研究，2022（6）：44-47，52.

（責任編輯：羅小熒）