高中化學(xué)微項目學(xué)習(xí)中學(xué)生科學(xué)探究能力培養(yǎng)的策略研究

在新高考和課程改革的雙重背景下，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力成為高中化學(xué)教師關(guān)注的一個重點。培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力也是提升學(xué)科核心素養(yǎng)的重要目標(biāo)。在當(dāng)前的高中化學(xué)教學(xué)中，很多學(xué)生缺乏主動探索與實踐操作的機會，導(dǎo)致學(xué)生的科學(xué)探究能力難以發(fā)展。微項目學(xué)習(xí)以真實問題為導(dǎo)向，使學(xué)生以自主探究、合作學(xué)習(xí)的方式，在完成項目的過程中，得以有科學(xué)探究能力發(fā)展的更多可能性。因此在高中化學(xué)教學(xué)中，教師可以結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計合理的微項目，以科學(xué)、可行的微項目學(xué)習(xí)策略體系，使學(xué)生在主動參與的過程中，獲得更加真實的化學(xué)學(xué)習(xí)體驗，逐步得到科學(xué)探究能力的發(fā)展。

一、高中化學(xué)微項目學(xué)習(xí)中學(xué)生科學(xué)探究能力培養(yǎng)的意義

（一）深化知識理解，筑牢探究根基

在高中化學(xué)微項目學(xué)習(xí)中，學(xué)生需要運用所學(xué)到的知識分析并解決實際問題，這一過程是對化學(xué)知識進行深度加工的過程。化學(xué)知識體系龐大且比較抽象，僅依靠教師講解、學(xué)生記憶，學(xué)生很難理解其本質(zhì)。而在微項目學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生能開展基于實踐的知識運用，在實踐中調(diào)動已有生活經(jīng)驗與化學(xué)知識，在實踐中發(fā)現(xiàn)知識點之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，形成系統(tǒng)的知識網(wǎng)絡(luò)，逐步提升探究能力[]。這一過程使學(xué)生成為主動探索、建構(gòu)知識的主人，不僅能夠加深學(xué)生對化學(xué)概念的深刻理解與記憶，而且能為他們開展科學(xué)探究活動奠定堅實的知識基礎(chǔ)，確保科學(xué)探究有理有據(jù)。

（二）提升實踐技能，強化探究能力

化學(xué)微項目學(xué)習(xí)為學(xué)生提供了豐富的實踐機會，對提升學(xué)生的實踐與探究能力有重要意義。在化學(xué)微項目學(xué)習(xí)中，學(xué)生需要對項目的整體流程與各個環(huán)節(jié)進行設(shè)計與把控，需要從數(shù)據(jù)處理與分析中得出結(jié)論，讓項目呈現(xiàn)更好的結(jié)果。通過這一系列的微項目學(xué)習(xí)活動，能幫助學(xué)生不斷積累學(xué)習(xí)與實踐經(jīng)驗，能更獨立、高效地開展科學(xué)探究活動，逐步提高實驗操作的規(guī)范性、準(zhǔn)確性與創(chuàng)新性，在以后面對復(fù)雜的化學(xué)問題時，能以敏銳的觀察力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒瀾B(tài)度和所學(xué)技能開展深入探究，充分強化學(xué)生的探究能力。

（三）激發(fā)創(chuàng)新思維，發(fā)展學(xué)科素養(yǎng)

高中微項目學(xué)習(xí)具有探究性、自主性和開放性，學(xué)生有廣闊的創(chuàng)新空間。在學(xué)生開展微項目學(xué)習(xí)的過程中，他們需要打破思維定式，嘗試從不同角度思考問題，提出更獨特的、具有創(chuàng)新性的解決方案。在探究過程中也需要學(xué)生大膽質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新，在不斷挑戰(zhàn)自我、改善創(chuàng)新的過程中，形成良好的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力。同時這也聯(lián)動了學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)，促進學(xué)生科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)知等化學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展，實現(xiàn)了知識學(xué)習(xí)、探究能力與素養(yǎng)發(fā)展的有機統(tǒng)一。

二、高中化學(xué)微項目學(xué)習(xí)中學(xué)生科學(xué)探究能力培養(yǎng)的策略

（一）設(shè)計科學(xué)可行項目，觸發(fā)探究動機

設(shè)計微項目是高中化學(xué)微項目學(xué)習(xí)開展的首要步驟。在微項目開展中，學(xué)生的知識儲備、認(rèn)知水平和思維能力是教師需要考慮的因素。教師既要研究化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)和教材，以化學(xué)學(xué)科核心知識為核心要點，又要結(jié)合高中生已有的知識水平、學(xué)習(xí)能力與實際教學(xué)條件，設(shè)計合理的微項目，確保微項目符合化學(xué)學(xué)科原理與探究邏輯，確保微項目在實驗材料、操作難易程度、時間成本等方面與學(xué)生的實際能力、教學(xué)資源相適配，并且創(chuàng)設(shè)探究情境，吸引學(xué)生的關(guān)注，觸發(fā)學(xué)生的內(nèi)在探究動機，促使學(xué)生更主動地參與知識探索與微項目學(xué)習(xí)中，為學(xué)生探究能力的培養(yǎng)奠定心理基礎(chǔ)[2]。

在魯科版高中化學(xué)必修二《化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化》一課教學(xué)中，教師先研究教材和課程標(biāo)準(zhǔn)，并充分考量學(xué)生的知識儲備和教學(xué)實際。一方面微項目學(xué)習(xí)應(yīng)聚焦教材中原電池原理和氧化還原反應(yīng)等核心知識點，另一方面要評估微項目操作的可行性。據(jù)此，教師設(shè)計了“水果電池的制作與探究”微項目。將水果電池的制作作為探究載體，能確保微項目緊扣學(xué)科本質(zhì)，選擇學(xué)生日常常見的水果作為電解質(zhì)溶液，將鋅片、銅片作為電極材料，以靈敏電流計檢測電流。這些材料和儀器在生活中或者實驗室中容易獲取，操作難度適中。在課堂教學(xué)中，教師用多媒體展示有趣的電池應(yīng)用實例，如玩具車電池、電子手表、帶有開關(guān)鍵的小花燈等，展示藝術(shù)家將水果電池融入裝置藝術(shù)的創(chuàng)意項目。同時教師提出問題：結(jié)合所學(xué)知識，分析這些物體的電池工作原理，水果為什么能產(chǎn)生電能？以此問題情境激發(fā)學(xué)生對電池工作原理的好奇心，激起學(xué)生的探究欲望。隨之教師引出本次的項目主題“水果電池的制作與探究”，同時教師為學(xué)生介紹水果電池在不同領(lǐng)域的潛在應(yīng)用，使學(xué)生認(rèn)識到這一微項目所體現(xiàn)的現(xiàn)實意義，更主動地參與到本次的微項目探究與制作中。

（二）分解項目任務(wù)梯度，搭建探究支架

分解項目任務(wù)梯度是指將微項目拆解成多個具有邏輯相關(guān)、難度遞進的小任務(wù)，逐步引導(dǎo)學(xué)生完成探究過程。分解項目任務(wù)梯度能降低學(xué)生的探究難度，避免學(xué)生因任務(wù)比較復(fù)雜而產(chǎn)生畏難情緒，使學(xué)生更容易上手開展項目學(xué)習(xí)活動，同時又能促使學(xué)生逐步深入思考，逐步構(gòu)建完整的知識體系，持續(xù)發(fā)展邏輯思維與探究能力。因此，在高中化學(xué)微項目學(xué)習(xí)中，教師可以將微項目細化為具體的任務(wù)，明確各個任務(wù)的要求和目標(biāo)，以及各個任務(wù)之間的邏輯關(guān)系，合理規(guī)劃任務(wù)的難度與順序，并為學(xué)生提供指導(dǎo)和幫助，助力學(xué)生在項目實施中逐步實現(xiàn)探究目標(biāo)。

在高中化學(xué)“水果電池的制作與探究”微項目中，教師將其拆解為四個任務(wù)：

任務(wù)一：材料的收集與準(zhǔn)備。要求學(xué)生收集多種類水果，如葡萄、蘋果、檸檬、香蕉等，以及導(dǎo)線、兩種不同種類的金屬棒和小燈泡等實驗材料。準(zhǔn)備好檢測工具，旨在確保微項目材料齊全，培養(yǎng)學(xué)生實驗規(guī)劃能力。

任務(wù)二：水果電池制作。設(shè)計水果電池實踐方案，動手組裝水果電池，觀察并記錄檢流計示數(shù)的變化，旨在初步驗證水果電池的可行性。

任務(wù)三：數(shù)據(jù)分析。要求學(xué)生觀察小燈泡的亮度，記錄不同水果電池使小燈泡發(fā)光的時間，分析數(shù)據(jù)，比較不同水果電池的發(fā)電效果有何差異。以此發(fā)展學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力和邏輯思維能力。

任務(wù)四：優(yōu)化改進。要求學(xué)生根據(jù)前面的實驗結(jié)果，嘗試探索提升電池性能的方法，以此提升學(xué)生的創(chuàng)新思維與探究能力。

每個小任務(wù)有具體的操作內(nèi)容和目標(biāo)，且層層推進，使學(xué)生從基礎(chǔ)操作逐步過渡到深度實踐探究中，學(xué)習(xí)難度不僅有所降低，同時讓學(xué)生在實踐中逐步構(gòu)建起“原電池原理一水果電池實驗設(shè)計一實驗操作一數(shù)據(jù)分析一創(chuàng)新應(yīng)用”的知識學(xué)習(xí)體系，使學(xué)生的探究思維與能力得以有持續(xù)、漸進的發(fā)展。

（三）提供多樣學(xué)習(xí)資源，支撐探究開展

學(xué)生在微項目探究學(xué)習(xí)中，除了自身所具備的知識與能力之外，也需要借助外部學(xué)習(xí)資源作為探究活動開展的支撐條件。多樣化的學(xué)習(xí)資源包括教材、化學(xué)實驗儀器、網(wǎng)絡(luò)資源等，這些資源能夠為學(xué)生的探究活動提供必要的支持，拓寬學(xué)生的知識視野，滿足不同學(xué)生對化學(xué)學(xué)習(xí)的需求，能幫助學(xué)生更好地理解化學(xué)概念和原理，同時也為他們解決問題提供多元思路[3]。因此，在高中化學(xué)微項目學(xué)習(xí)開展中，教師可以結(jié)合實際，為學(xué)生篩選并整合優(yōu)質(zhì)的、多樣化的學(xué)習(xí)資源，供學(xué)生根據(jù)需要自主選擇，助力學(xué)生掌握自主學(xué)習(xí)的能力，確保學(xué)生有充分的信息支持，順利開展項目探究活動。

在高中化學(xué)“水果電池的制作與探究”微項目中，教師為學(xué)生提供了豐富多樣的學(xué)習(xí)資源。在書籍資源方面，除了教材中所述的原電池原理知識外，教師補充了“趣味化學(xué)實驗—水果電池專題”的閱讀材料，為學(xué)生的電極材料選擇、電解質(zhì)濃度調(diào)節(jié)提供理論依據(jù)。在實驗儀器資源方面，為學(xué)生提供電極材料、精密電流計、導(dǎo)線、小燈泡，并且提供生活材料，如鐵釘、鋁箔、常見的水果等。在網(wǎng)絡(luò)資源方面，教師篩選并整合了一些優(yōu)質(zhì)的水果電池科普視頻，推薦一些化學(xué)科普網(wǎng)站，上傳到班級共享學(xué)習(xí)平臺，供學(xué)生課內(nèi)課外觀看學(xué)習(xí)，進一步深入了解電池原理，了解電池最新的前沿研究成果。教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的需求、根據(jù)微項目學(xué)習(xí)的開展，自主選擇。通過這些多樣化學(xué)習(xí)資源的供給，不僅讓學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)、微項目學(xué)習(xí)有了更多的途徑，又為學(xué)生拓寬知識視野、開展創(chuàng)新性的探究提供了有力支撐。

（四）組織小組交流協(xié)作，拓展探究思路

小組協(xié)作是微項目開展的重要形式。每位學(xué)生在化學(xué)知識基礎(chǔ)、思維和學(xué)習(xí)能力等方面都具有差異，將不同特點的學(xué)生分在一組，能使他們在充分發(fā)揮自己優(yōu)勢的同時，相互學(xué)習(xí)和幫助，更好地發(fā)揮自己的潛力。同時在小組交流協(xié)作中，學(xué)生能相互分享自己的探究思路和方法，共同探討在探究過程中所遇到的問題，使學(xué)生能突破個人認(rèn)知局限，發(fā)現(xiàn)問題解決的新視角和新方案，利于學(xué)生團隊協(xié)作能力、批判性思維和溝通能力的良好發(fā)展。因此在高中化學(xué)微項目學(xué)習(xí)過程中，教師可通過異質(zhì)分組的方式，使組內(nèi)每位成員可以優(yōu)勢互補，鼓勵學(xué)生圍繞核心問題開展深度探討。同時教師要適時介入其中，把控學(xué)生討論的方向，促使每位學(xué)生在小組協(xié)作中、在微項目學(xué)習(xí)中相互學(xué)習(xí)、共同進步，得到探究思路的拓展與能力的發(fā)展[4]。

在高中化學(xué)“水果電池的制作與探究”微項目中，教師依據(jù)班級學(xué)生在化學(xué)知識基礎(chǔ)、思維能力、實驗操作能力和性格特點等方面的差異，將學(xué)生劃分成 4～6 人的微項目小組，確保組內(nèi)各個成員優(yōu)勢互補，并且引導(dǎo)各個小組進行合理分工，有的負(fù)責(zé)材料的收集與整理，有的負(fù)責(zé)主導(dǎo)實驗的操作，有的負(fù)責(zé)觀察和記錄數(shù)據(jù)，有的負(fù)責(zé)微項目的總結(jié)與匯報，大家一同分析數(shù)據(jù)并提出優(yōu)化方案。當(dāng)有的小組發(fā)現(xiàn)水果電池電壓不穩(wěn)定時，大家積極思考，各抒己見，有的學(xué)生認(rèn)為是水果本身水分慢慢蒸發(fā)導(dǎo)致了酸度發(fā)生變化，提出及時、定期更換水果，有的學(xué)生則認(rèn)為是水果與金屬片接觸不良，建議將金屬片打磨細致再用。教師認(rèn)真觀察學(xué)生的探究過程和狀態(tài)，適時介入其中，認(rèn)真聽學(xué)生的探討和意見，并且引導(dǎo)學(xué)生從水果種類、環(huán)境溫度、電極材料等多個角度思考，既把控好學(xué)生討論的方向，又激發(fā)了學(xué)生的批判性思維，促使學(xué)生在多元的思維碰撞中逐步突破固有認(rèn)知和思維模式，進一步拓展探究思路與深度。同時教師把握好本次微項目學(xué)習(xí)的時間，及時提醒學(xué)生把握好實驗進度，助力學(xué)生能順利完成各項小任務(wù)，完成微項目學(xué)習(xí)活動。

（五）實施多元評價反饋，強化探究成效

多元評價反饋是微項目學(xué)習(xí)中不可缺少的一部分。多元評價反饋是以多維度、多主體的評價方式，對學(xué)生在化學(xué)微項目學(xué)習(xí)中的各種表現(xiàn)進行全面評估，以全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和成果，以此為教師優(yōu)化教學(xué)提供依據(jù)，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)自身的學(xué)習(xí)優(yōu)點和不足，調(diào)整學(xué)習(xí)策略。因此在高中化學(xué)微項目學(xué)習(xí)結(jié)束后，教師既要予以學(xué)生微項目展示的機會和相互交流的機會，又要制定清晰的評價標(biāo)準(zhǔn)，以明確的評價內(nèi)容和方式，對本次的微項目學(xué)習(xí)進行評估。同時在評價中要注重過程性評價，以評價反饋促進學(xué)生優(yōu)化化學(xué)學(xué)習(xí)方法，促進學(xué)生在后續(xù)微項目學(xué)習(xí)中不斷提升科學(xué)探究能力，發(fā)展化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)[5]

在高中化學(xué)“水果電池的制作與探究”微項目學(xué)習(xí)結(jié)束后，教師組織學(xué)生以小組形式，展示本組的微項目學(xué)習(xí)結(jié)果，包括本組制作的水果電池，介紹制作過程、遇到的問題、探究結(jié)論和創(chuàng)新應(yīng)用點。教師從知識、技能、實驗過程、探究方法等方面進行多維度的評價，占比 40% ，成果性評價占比20% ，組內(nèi)互評占比 10% ，小組間互評占比 10% ，微項目創(chuàng)新性評價占比 20% 。評價主體包括學(xué)生自評、小組互評、組內(nèi)互評和教師點評。學(xué)生對照評價標(biāo)準(zhǔn)反思并分析微項目學(xué)習(xí)中的優(yōu)點和不足，撰寫反思日記；小組互評以交叉打分并予以書面建議的方式進行；組內(nèi)互評以協(xié)作評價，對成員的溝通能力、協(xié)作能力、微項目貢獻度等方面進行量化打分；教師點評則結(jié)合學(xué)生的微項目學(xué)習(xí)的全過程與結(jié)果，進行個性化評價與反饋，既要表揚具有創(chuàng)新性的小組或個人，表揚實驗操作規(guī)范的小組和探究能力強的個人，又要針對班級學(xué)生出現(xiàn)的共性問題，如變量意識控制薄弱，進行專項講解。通過本次多元化的評價反饋，能推動學(xué)生在以后的化學(xué)微項目學(xué)習(xí)中改進學(xué)習(xí)問題，持續(xù)保持探究熱情，不斷提升探究能力，強化探究成效與化學(xué)素養(yǎng)。

結(jié)束語

總而言之，在高中化學(xué)教學(xué)中開展微項目學(xué)習(xí)，為學(xué)生搭建了自主實踐探究的平臺，對提升學(xué)生的科學(xué)探究能力、推動學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)發(fā)展具有重要作用。同時教師也應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力是一項長期且復(fù)雜的過程，教師應(yīng)當(dāng)依據(jù)化學(xué)教學(xué)實際情況，不斷探索、完善微項目學(xué)習(xí)的設(shè)計與實施策略，持續(xù)完善培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的方法，促進高中化學(xué)教學(xué)水平與高中生的科學(xué)探究能力得到切實提升。

參考文獻

[1]周晉國.基于核心素養(yǎng)的高中化學(xué)微項目教學(xué)模式探究[J].教學(xué)管理與教育研究，2023(20):96-98.

[2]趙曉艷.核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的高中化學(xué)微項目深度教學(xué)實踐與探索[].試題與研究，2024(8)：77-79.

[3]顧煒劍.高中化學(xué)微項目化教學(xué)實踐探索Ⅲ]高考，2024(34):123-125.

[4]廖燕梅.高中化學(xué)課堂微項目教學(xué)模式的應(yīng)用探究[J].數(shù)理化解題研究，2024(12):116-118.

[5]趙明星.高中化學(xué)“微項目任務(wù)式課堂教學(xué)模式”教學(xué)探索[].數(shù)理化解題研究，2024(15):134-136.

本文系2024年度省基礎(chǔ)教育課程教學(xué)研究課題“基于學(xué)習(xí)進階的高中化學(xué)微項目學(xué)習(xí)的實踐研究\" （課題編號：MJYKT2024-206）的研究成果。