基于大概念的高中化學項目式教學策略

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：0450-9889（2025）23-0122-04

在高中化學教學中，如何設計教學內(nèi)容，讓學生全面、深入地掌握化學知識體系，是教師需要解決的重點問題之一。不少學者深入鉆研高中化學教學設計策略并成果豐碩。王薇提出，大概念猶如基石，能夠助力學生把握化學知識本質(zhì)，項目式教學則讓學生在復雜情境中靈活運用知識，深度理解化學內(nèi)涵，擺脫淺層次記憶[1]。張曉莉、徐佳、李玲等人研究發(fā)現(xiàn)，在高中化學項目式教學中，學生以小組合作應對真實問題，能有效錘煉科學探究、證據(jù)推理能力，提升團隊協(xié)作素養(yǎng)[2]。可見，不管是基于大概念的教學還是項目式教學，都能有效提高教學質(zhì)量，但是現(xiàn)有研究多側重理論探討或單個教學環(huán)節(jié)實踐，在大概念與項目式教學深度融合方面，系統(tǒng)且具實操性的研究不多。在實際教學中，教師面臨大概念提煉偏差、項目式教學實施把控困難、教學評價體系不完善等問題，這些都制約著教學效果的提升，亟待深入研究解決。本研究在項目式教學研究框架下，結合教學實例系統(tǒng)探究基于大概念的高中化學教學策略。

一、基于大概念的高中化學項目式教學的內(nèi)涵

（一）大概念

“大概念”亦稱為“大觀念”“核心概念”，是處于學科中心位置，能夠反映學科本質(zhì)，統(tǒng)攝和整合學科內(nèi)眾多概念，對學科知識的高度提煉和概括，并具有持久價值和知識遷移性的教育理念。例如，在高中化學課程中，元素周期律堪稱典型的大概念，它揭示了“元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增，呈現(xiàn)出周期性變化”的規(guī)律，這一規(guī)律貫穿于整個化學學科，并體現(xiàn)在多個知識模塊中，成為幫助學生深入理解化學世界的核心鑰匙。

（二）項目式教學

項目式教學是以學生為中心的教學方法，以真實問題或任務為項目主題，學生在教師的引導下，通過小組協(xié)作，參與真實、復雜的項目促進知識的建構，他們經(jīng)歷項目規(guī)劃、實施、評價等階段，自主探究完成項目，獲得知識與技能，提升學科核心素養(yǎng)[3]。例如，教師設計并開展主題為“設計一個簡易的家用凈水系統(tǒng)”的項目，學生需綜合運用化學沉淀、過濾、吸附、消毒等知識，同時考慮成本、環(huán)保等現(xiàn)實因素，就如同一位工程師般解決實際問題，在完成項目過程中進一步深化對化學知識的理解。

（三）大概念與項目式教學融合的可行性

基于大概念的高中化學項目式教學，是創(chuàng)新的教學方式。大概念與項目式教學融合，在內(nèi)在邏輯上相輔相成，共同為提高教學質(zhì)量、培養(yǎng)學生化學素養(yǎng)發(fā)揮作用。

一方面，大概念為項目式教學定向?qū)Ш健４蟾拍钤诟咧谢瘜W項目式教學中占據(jù)核心引領地位，能夠為教學精準定向。它高度凝練學科知識，例如像元素周期律這樣的大概念，清晰呈現(xiàn)元素性質(zhì)隨原子序數(shù)變化的規(guī)律。教師開展元素化合物相關項目教學時，可以以此為指引，讓學生依據(jù)元素周期表規(guī)律探究不同化合物的性質(zhì)，緊扣化學學科核心價值，能有效規(guī)避教學內(nèi)容零散與無序的困境。

另一方面，項目式教學為大概念搭建實踐橋梁。項目式教學以真實問題或任務為驅(qū)動力，促使學生在實踐中深入學習。比如在“設計簡易家用凈水系統(tǒng)”項目中，學生需要運用化學沉淀、過濾等知識，這些知識都與“物質(zhì)的性質(zhì)決定用途”這一大概念緊密相關。學生通過實踐操作，能將抽象的大概念與實際應用緊密相連，實現(xiàn)理論向?qū)嵺`的有效轉(zhuǎn)化，加深對大概念的理解。

因此，學生能夠在大概念與項目式教學融合中實現(xiàn)知識與能力進階。以“探索生活中有機化合物的奧秘”項目為例，學生依托“有機化合物的結構決定性質(zhì)\"這一大概念，收集樣本、分析結構、驗證性質(zhì)，將碎片化知識整合，構建知識網(wǎng)絡，實現(xiàn)知識遷移，同時，在實踐過程中培養(yǎng)創(chuàng)新、合作等關鍵能力，從淺層次認知邁向深度理解，提升化學學科核心素養(yǎng)。

二、基于大概念的高中化學項目式教學策略

（一）精準提煉大概念，明確項目結構

教師以大概念為引領開展項目式教學，需深入研讀《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）與教材，梳理化學知識脈絡，挖掘并提煉貫穿化學課程核心知識背后的大概念。隨后，教師應全面考量學生的知識基礎、認知水平和生活實際狀況，從眾多大概念中精心篩選出契合項目式教學理念的核心大概念，并據(jù)此規(guī)劃項目主題。在此基礎上，教師需清晰界定項目式教學的結構，包括項目目標、任務分解、所需資源、實施步驟、評價標準等，以確保項目既具有挑戰(zhàn)性又符合學生的認知水平。

例如，教師開展“有機化合物”相關教學活動時，基于《課程標準》和教材提煉出“有機化合物的結構決定其性質(zhì)”大概念，這一大概念涵蓋官能團、反應類型、分子空間結構及關聯(lián)知識，為項目式教學設計劃定了范疇。教師以大概念為引領，結合學生認知水平與生活實際規(guī)劃項目主題，如“探索生活中有機化合物的奧秘”項目，關聯(lián)生活中常見的有機化合物，包括“塑料袋中的聚乙烯”“藥物中的有效成分”等知識，讓學生在熟悉的情境中探索抽象的化學原理，激發(fā)學生的探究興趣。項目目標設定為兩個：一是深入理解有機化合物的結構如何決定其性質(zhì)；二是通過實驗驗證大概念。項目任務可以分解為收集不同有機化合物樣本、分析結構特征、預測并驗證性質(zhì)、撰寫研究報告。所需資源包括化學試劑、實驗器材、文獻資料。實施步驟涵蓋項目導入、理論學習、實驗操作、數(shù)據(jù)分析、成果展示、評價反饋等環(huán)節(jié)。這樣的項目設計，能夠幫助學生在實踐中加深對“有機化合物的結構決定其性質(zhì)”大概念的理解，提升科學探究能力和團隊協(xié)作能力。

（二）創(chuàng)設真實情境，設計驅(qū)動問題

教師需圍繞選定的大概念，從日常生活、社會熱點、科技前沿等方面捕捉素材，創(chuàng)設有趣且具有挑戰(zhàn)性的問題情境，并將其轉(zhuǎn)化為驅(qū)動性問題[4]。驅(qū)動性問題要具開放性，允許學生從不同維度思考，探尋多種解決方案；還要具有層次性，既要觸及大概念核心，又要考慮學生認知差異，由淺入深，逐步引導學生深入探究；同時更要與化學學科知識緊密關聯(lián)，致力激發(fā)學生解決問題的熱情，促使他們主動投入項目，在解決問題的過程中實現(xiàn)知識的遷移和應用。

例如，教師開展“化學反應與電能”相關教學活動時，提煉出“化學反應中的能量轉(zhuǎn)化”關鍵大概念。以此為基石，教師可巧妙設計“設計并制作一個高效的家用燃料電池”項目，創(chuàng)設貼近學生生活的真實情境的同時精準拋出驅(qū)動性問題：“請同學們認真思考，究竟該如何巧妙借助化學反應生成的電能，切實為家庭供應持久且契合環(huán)保要求的能源。”這樣的問題為學生指明了探究的方向。在此情境下，教師可拓展問題廣度：“在設計家用燃料電池的過程中，需周全考量哪些要素才能確保家用燃料電池兼具高效性與安全性呢？”問題精準指向“化學反應中的能量轉(zhuǎn)化”大概念的核心要點，同時又如一條紐帶般將化學學科大概念與學生日常生活實際緊密聯(lián)系在一起，充分點燃學生的探究激情和攻克問題的決心。首先，學生要深入鉆研化學反應產(chǎn)生電能的內(nèi)在機理，搞清楚能量轉(zhuǎn)化的來龍去脈，這是完成這一項目的基礎。接著，學生要將所學內(nèi)容運用到具體情境之中，思考怎樣完善設計出來的電池，進而實現(xiàn)高效性的目標，這一步能夠鍛煉學生的知識遷移與應用能力。最后，學生要從不同視角評估電池在真實情境使用過程中的安全性及其對環(huán)境的潛在影響，確保整個設計方案萬無一失。在這樣層層遞進的問題的驅(qū)動下，學生經(jīng)歷了一次思維歷練之旅，在一步步解決問題的過程中，持續(xù)不斷地深化對“化學反應中的能量轉(zhuǎn)化\"這一大概念的感悟與理解。與此同時，學生的創(chuàng)新思維在實踐中不斷成長，實踐能力也在動手操作中得到提升，問題解決能力更是在一次次解決問題中獲得強化。

（三）強化過程指導，組織學習活動

在項目式教學啟動階段，教師應引導學生明確大概念指引下的學習目標，拆解項目任務，制訂詳細的學習計劃。在項目實施中，教師考慮學生個體差異，將學生分成若干小組，每個小組共同承擔一個項目任務。小組合作中，學生發(fā)揮各自優(yōu)勢，相互交流、協(xié)作，協(xié)同解決問題。教師化身為學生學習的促進者，引導學生明確學習目標，觀察小組學習進展，適時提供資源或啟發(fā)思路。在項目實施中，教師需充分發(fā)揮學生的自主性，讓他們通過查閱資料、實驗探究、實地調(diào)研等方式獲取知識與技能。此外，教師還可以針對學生探究誤區(qū)組織研討或邀請相關領域?qū)＜摇⒓夹g人員為學生提供專業(yè)指導，促使學生反思改進、拓展視野，從而深化科學探究素養(yǎng)培育。

例如，在開展“分子結構與性質(zhì)”相關教學活動時，教師提煉出“分子結構與性質(zhì)的關系”大概念，設計“探究藥物分子結構對其藥效的影響”主題項目。項目啟動之初，教師精準錨定學習目標—領悟分子結構如何影響其物理性質(zhì)和化學性質(zhì)、關聯(lián)藥物分子的藥效，將學生分成若干小組，每組負責探究一種藥物分子的情況，通過查閱文獻、模擬分子結構，再輔以實驗驗證，剖析分子結構與藥效的關聯(lián)。在項目實施中，教師鼓勵小組分工合作，共同面對挑戰(zhàn)。在小組探究陷入困境時，教師提供專業(yè)化學軟件，如Gaussian、ChemDraw，輔助學生模擬分子結構、預測性質(zhì)，拓寬研究思路。同時，教師邀請藥理學專家或醫(yī)藥企業(yè)技術人員舉辦講座或開設工作坊，分享藥物研發(fā)流程、分子結構對藥效影響的實際案例，增強學生的實踐認知，促進理論與實踐的融合。在項目收尾階段，各小組匯報項目成果，分享探究過程。匯報后，教師和學生共同討論，評價各小組研究進程，指出亮點與不足，提出改進建議。這樣的過程指導與學習活動組織，讓學生深化對“分子結構與性質(zhì)的關系”大概念的理解，提升科學探究、團隊協(xié)作、問題解決等多方面的能力。

（四）豐富項目展示，促進個性發(fā)展

在大概念引領下的高中化學項目式教學中，豐富項目展示環(huán)節(jié)意義非凡。它不僅為學生提供了一個全面展示學習成果的平臺，而且是激發(fā)學生個性、發(fā)展學生創(chuàng)新思維的重要途徑。教師要引導學生突破傳統(tǒng)單一報告的形式，采用多種方式進行展示：口頭表達能力強的學生，可以通過課堂演講，生動講述項目關鍵成果與探索過程，傳遞化學探究的魅力；有藝術特長或多媒體制作能力的學生，可制作精美海報、動畫視頻，將抽象的化學知識具象化，憑借視覺沖擊讓項目成果深入人心[5]。

教師應根據(jù)項目主題，合理選擇適配的展示場景。例如，針對“探究不同催化劑對化學反應速率的影響”這類側重實驗探究的項目，教師可組織學生在實驗室實地演示，現(xiàn)場講解操作流程、現(xiàn)象和原理，便于其他學生觀察實驗細節(jié)；而針對“利用化學知識設計環(huán)保型家居清潔用品”這種聚焦生活應用的項目，教師可讓學生在教室展示自制清潔用品的清潔效果，闡釋背后的化學原理，促進理論與實踐的緊密結合。

在項目展示過程中，教師要充分尊重學生的個性化表達，無論是展示風格的選擇，還是內(nèi)容側重點的把握，都給予學生足夠的自主空間，即使學生在展示中出現(xiàn)些許小失誤，教師也應以鼓勵為主，引導他們從不足中汲取經(jīng)驗教訓，讓每一次展示都成為學生成長、個性發(fā)展的寶貴契機。

（五）完善教學評價，反饋學習實效

完善的教學評價體系就像一面明鏡，能夠清晰映照出學生在項目式學習中的真實表現(xiàn)與對大概念的理解軌跡。教師設計評價指標時應兼顧多個維度，除了考查學生對大概念知識、實驗技能的掌握程度，還要增加對學生創(chuàng)新思維、合作能力、問題解決能力和學習態(tài)度的考查。例如，在評價學生的創(chuàng)新思維時，可以觀察他們在實施大概念理念下的項目式學習中是否提出新穎獨到的見解、是否嘗試運用新的方法或技術解決問題；對于合作能力的評估，則可以聚焦小組分工是否合理、成員間溝通是否順暢、協(xié)作是否高效等方面展開。

教師組織評價活動時，應確保評價貫穿項目始終。從項目啟動階段的規(guī)劃制訂，到實施過程中的難點攻克和資源利用，再到收尾階段的成果展示，教師都應持續(xù)關注并適時進行評價。教師在項目啟動之初，需評估學生的研究目標設定是否明確、任務分解是否合理；在項目實施過程中，通過課堂觀察、小組交流評估和批改學習日志等手段，及時發(fā)現(xiàn)學生存在的問題并給予針對性的指導，同時記錄學生的改進情況作為評價依據(jù)；項目結束后，應綜合考量學生的最終成果及其在整個學習過程中的表現(xiàn)，給出全面且客觀的評價。

教師應重視評價主體多元化的重要性，除開展教師評價外，還引入學生自評與互評機制。學生自評能促使他們深刻反思自身在項自中的成長與不足，如“我在項目中的知識儲備是否得到提升”“面對困難時，我的心態(tài)調(diào)整和解決問題的能力如何”；互評環(huán)節(jié)則有利于學生相互學習、共同進步，他們得以從不同角度評價小組同伴，如“他在實驗操作中展現(xiàn)出的嚴謹性值得我學習，而我在團隊溝通方面或許可以給他一些建議”。通過多主體、全過程、多維度的評價，為教學調(diào)整與學生后續(xù)發(fā)展提供精準且科學的依據(jù)。

（六）引導總結知識，拓展遷移知識

為將核心概念提煉為關鍵知識，在高中化學項目式教學接近尾聲之際，教師應引導學生進行知識總結并提升知識遷移能力。教師可組織學生以小組為單位回顧整個項目歷程，梳理項目涉及的化學知識體系。以教學大概念“分子結構與性質(zhì)關系”為例，教師引領學生思考在“探究新型高分子材料性能”項目中，如何運用分子結構理論解釋材料的物理、化學特性，以及如何基于這些特性優(yōu)化材料設計。通過這樣的回顧與梳理，學生能夠?qū)⒘闵⒌闹R串聯(lián)成線、編織成網(wǎng)，構建起更為系統(tǒng)完善的知識框架[6]。

教師還應引導學生拓展并遷移知識。以教學“化學反應中的能量轉(zhuǎn)化”為例，學生完成“設計小型太陽能熱水器”項目后，教師鼓勵學生思考太陽能轉(zhuǎn)化原理在新能源汽車能量回收系統(tǒng)等領域的應用，讓學生認識到知識之間是相互關聯(lián)的，從而實現(xiàn)在不同情境中靈活運用有關知識，提升知識運用能力。為激發(fā)學生的探索欲，提升其知識遷移能力，教師還可提供拓展閱讀資料、科研實例或生活中的化學問題，例如，向?qū)W生介紹新型化學電池在航空航天領域的應用，讓他們剖析原理，并站在科研人員的角度思考技術改進方案。

這些舉措能夠幫助學生在課外實踐中鞏固所學知識，提升靈活運用知識和解決實際問題的能力，為其未來深入鉆研化學和應對生活中的化學挑戰(zhàn)奠定堅實基礎，從而助力學生的長遠發(fā)展。

以學科大概念為指引設計項目式教學方案，不僅能有效整合相關知識點，提升學科知識的邏輯性和系統(tǒng)性，還能激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的化學思維能力，具有顯著的可操作性和推廣價值[]。例如，在“有機化合物”的教學實踐中，教師以“有機化合物結構決定其性質(zhì)\"這一大概念為核心開展了“探索生活中有機化合物的奧秘”項目式教學。學生積極參與，主動收集樣本并分析其結構和性質(zhì)，教學效果顯著一單元測試中有機化學相關知識的平均成績提高了 15% ，超過 80% 的學生在學習興趣調(diào)查中表示對有機化學的學習興趣顯著增加。這充分彰顯了該方案在知識整合、興趣激發(fā)及思維培養(yǎng)方面的價值，具有推廣意義。在后續(xù)的教學實踐中，高中化學教師應繼續(xù)深入探索大概念與項目式學習的創(chuàng)新實踐策略，深化學生對化學在生產(chǎn)生活中作用的認識，發(fā)展學生的化學學科核心素養(yǎng)。

參考文獻

[1王薇.大概念統(tǒng)領下的項目式教學在中學化學的應用研究：以K市S中學為例[D].喀什：喀什大學，2024.

[2]李朝章.指向大概念的高中跨學科項目式學習：海上求淡水[J].化學教與學，2024（23）： ^24-28+ 66.

[3]張曉莉，徐佳，李玲，等.大概念視域下高中化學項目式教學設計與實踐：化學反應與電能[J].化學教育（中英文），2023，44（19）：127-129.

[4]張潔.項目式學習在高中有機化學教學中的設計研究[D].合肥：合肥師范學院，2024.

[5]邱能妹.聚焦學科核心素養(yǎng)，談高中化學項目式教學的策略[J].時代教育：中旬，2021（26）：132-133.

[6]成紅麗.大概念視域下“化學反應與電能”項目式教學設計[J].中學化學教學參考，2024（2）：51-53.

[7]謝鴻雁.大概念統(tǒng)領下的“化學反應原理”項目式學習[J].教育，2024（31）：32-34.

（責編劉小璦）