高中化學實驗教學應用項目式學習模式的思考與實踐

在高中化學教學中，實驗教學是幫助學生理解抽象化學概念、培養科學思維與實踐能力的重要途徑。然而，傳統的實驗教學多以教師演示、學生模仿為主，學生處于一種被動接受的狀態，缺乏主動探索與深度思考。項目式學習作為一種以學生為中心的教學模式，主張引導學生在真實情境中發揮主觀能動性，協作探究以解決問題，這與高中化學實驗教學的理念高度契合[]。教師需把握項目式學習與實驗教學之間的關系，引導學生在項目式學習中參與化學實驗，使學生產生更強的代入感、參與感、獲得感。

一、項目式學習的特征

（一）驅動性

驅動性是項目式學習的顯著特征之一。驅動性如同發動機，為學生的學習提供源源不斷的動力。驅動性主要源于真實且富有挑戰性的問題情境，這些問題往往與現實生活、社會熱點或學科前沿緊密相連，能有效激發學生的好奇心與求知欲。在項目式學習中，學生不再是被動的知識接收者，而是主動的問題解決者。為了找到答案、解決問題，學生需要積極調配已有的知識儲備，主動探索未知領域，推動學習進程。

（二）協作性

協作性是項目式學習不可或缺的要素。項目式學習為學生搭建了一個多元互動的平臺，在項目推進過程中，學生以小組為單位共同完成任務，每個成員都有其特定的角色與職責，需相互配合、相互支持。這種協作不僅體現在任務分工上，更貫穿于問題討論、方案設計、實驗操作、成果展示等各個環節中。同時，協作學習能促進學生之間的知識共享與互補，使學生形成強大的學習合力，攻克項目中的難題[2]

（三）開放性

開放性是項目式學習區別于傳統教學模式的關鍵所在。項目式學習為學生創新思維的培養與實踐能力的發展提供了廣闊的空間。從學習內容看，項目式學習不局限于教材既定知識，而是鼓勵學生圍繞核心問題廣泛涉獵相關領域，自主探索新知識、新方法。在學習方式上，學生擁有充分的自主選擇權，可根據自身的興趣與特長，靈活采用調查研究、實驗探究等方式進行學習。在成果展示上，學生可用報告、模型、演示文稿、視頻等多種形式展示項目成果，充分展現個性與創造力。

二、基于項目式學習開展高中化學實驗教學的必要性

（一）有利于搭建知行合一橋梁

傳統高中化學實驗教學常出現知識與行動“兩張皮”的現象，學生雖然掌握大量化學概念、原理，卻難以將其應用于實際操作與問題解決之中。項目式學習以真實項目為載體，將抽象的化學知識嵌入具體情境中，學生在項目推進過程中，需運用所學知識規劃實驗步驟、選擇實驗儀器、處理實驗數據，實現“做中學”。這一過程促使知識從理論走向實踐，讓知識在行動中得以檢驗、深化、拓展。

（二）有利于激發深度學習動力

在傳統的高中化學實驗教學中，學生多處于被動接受的狀態，缺乏主動探索的熱情與動力，學習停留在淺層記憶層面。項目式學習則以學生內在需求為出發點，通過設置具有挑戰性、趣味性的項目任務，讓學生不斷挖掘知識內涵，探尋解決問題的辦法。學生在自主探索中會遇到各種難題，這會促使他們查閱資料、請教他人，不斷提高學習深度與廣度。這種由內在興趣與挑戰驅動的學習，有利于學生全身心投入其中，激發學生的深度學習動力，實現從“要我學”到“我要學”的轉變。

（三）有利于培養學生團隊精神

在現代社會中，團隊協作能力不可或缺。項目式學習通常以小組為單位進行，在項目推進過程中，學生需要共同制訂計劃、分配任務、討論問題、解決問題，這能有效鍛煉學生的溝通能力、協調能力以及包容能力。在與小組成員的密切合作中，學生需傾聽他人意見、尊重他人想法、發揮各自優勢，共同為實現項目目標而努力[3]。這不僅能提高學生的合作意識與能力，更能讓他們在合作中學會分享和擔當，為未來融入社會、適應團隊合作的工作環境創造有利條件。

三、基于項目式學習開展高中化學實驗教學的具體策略

（一）錨定主題，確定目標

錨定主題是基于項目式學習開展高中化學實驗教學的基本前提，主題需緊密貼合課程標準與學生認知水平。教師應深入剖析化學知識體系，如圍繞化合物性質、化學反應原理等核心模塊，挖掘其中兼具探究性與實踐性的內容作為主題。在確定主題的基礎上，教師要設定兼顧明確性與層次性的目標。明確性體現在目標清晰指向學生需掌握的化學知識、技能以及應形成的科學態度與價值觀；層次性則強調區分基本目標、提高目標與創新目標，不同目標有著不同定位，如基礎目標確保全體學生達到課程標準要求，提高目標助力學有余力者深化理解，創新目標鼓勵部分學生突破常規思維。精準錨定主題與確定目標，才能為后續實驗教學指明方向[4]

以人教版高中化學必修一第三章實驗活動2“鐵及其化合物的性質”為例，在項目式實驗教學中，主題應錨定鐵元素不同價態化合物間的轉化及性質探究。在目標設定上，在明確性方面，要求學生掌握鐵單質、氧化亞鐵、氧化鐵、四氧化三鐵、氫氧化亞鐵、氫氧化鐵以及亞鐵鹽、鐵鹽的基本性質，熟練進行相關物質的制備、鑒別實驗操作，形成嚴謹求實的科學態度。在層次性方面，基礎目標確保全體學生能完成鐵的氧化物與酸反應、氫氧化亞鐵與氫氧化鐵的制備等常規實驗，準確記錄現象并書寫化學方程式；提高目標要求學有余力者探究不同條件對鐵及其化合物轉化反應速率的影響，如溫度、濃度等；創新目標鼓勵部分學生嘗試設計利用鐵及其化合物制備新型材料或處理環境問題的簡易方案。

在后續教學過程中，教師要引導學生以小組為單位，依據拆解任務自主設計實驗流程、選擇儀器材料、開展實驗探究，記錄并分析數據，最終通過評價交流分享實驗成果，使學生實現知識、能力與素養的全面提高。

（二）劃分小組，預習項目

教師首先需要全面評估學生學情，結合學生化學知識基礎、發展潛力、性格特點等要素，將學生劃分為4一6人的小組，確保組內成員優勢互補，組間實力相對均衡。在項目預習階段，教師可精心設計預習導引單，內容涵蓋鐵元素常見化合價、不同價態鐵離子轉化涉及的氧化還原原理、制備氫氧化亞鐵需隔絕氧氣等關鍵點。同時，教師要引導學生自主查閱資料，了解鐵及其化合物在工業生產、實際生活中的應用案例；通過觀看微課視頻，熟悉實驗儀器的使用方法與注意事項。學生通過自主探索，可初步構建鐵及其化合物性質的知識框架，明確預習中的困惑點。以合理分組與有效預習為依托，學生在后續實驗中能更快地進入狀態，主動探索鐵及其化合物轉化的奧秘，為深度學習奠定基礎。

（三）設計任務，拆解項目

設計任務是項目式學習的核心，任務需緊密圍繞主題與目標，能激發學生主動探究欲望。任務要體現綜合性，融合化學知識與跨學科內容，培養學生綜合運用知識的能力；任務要具備開放性，充許學生從不同角度思考，并選用合適的方法解決實際問題。而拆解項目則是將大的項目任務細化為一個個具體且可操作的小任務，明確每個小任務完成的時間節點、成果要求與所負責任，拆解后的任務需形成清晰的任務鏈，以引導學生逐步深入項目核心，使學生在完成小任務的過程中積累知識、提升技能，逐步實現項目目標[5]

如“鐵元素不同價態化合物的轉化與性質探究”這一主題任務緊扣知識掌握、技能提升與素養培養目標。任務綜合性體現在將化學知識與物理、數學等學科融合，如利用氧化還原反應原理計算不同價態鐵化合物轉化的電子轉移數目，結合數學函數分析反應速率與濃度的關系；開放性則體現在允許學生從生活視角切入，思考如何利用鐵及其化合物的性質解決鐵制品防銹、污水處理中的鐵鹽凈水等問題。

在項目拆解過程中，教師可將大的項目任務細化為多個小任務。如任務一為用2天時間自主查閱資料，總結鐵單質、鐵的常見氧化物的物理性質并形成報告；任務二為3天內小組合作設計實驗方案，探究鐵的氧化物與酸反應的差異，完成實驗記錄與現象分析；任務三為2天內完成氫氧化亞鐵、氫氧化鐵的制備實驗，思考隔絕空氣的方法并改進裝置。各任務之間密切相關，形成任務鏈，學生可以在逐步完成任務的過程中積累知識、提升實驗技能，實現從知識理解到實踐運用的跨越。

（四）實驗探究，實施項目

在實驗探究期間，學生需依據拆解后的任務自主設計實驗方案，從實驗原理推導、實驗儀器選擇到實驗步驟規劃，均要自主思考、合作協商。在實驗過程中，學生需要嚴謹操作，仔細觀察，如實記錄實驗現象與數據，面對實驗中的突發狀況與異常數據，要冷靜分析，嘗試調整實驗方案[6]。教師在其中扮演著引導者與支持者的角色，適時給予學生提示與指導，鼓勵其大膽嘗試、勇于創新，進一步深化對化學本質的理解。

在“鐵及其化合物的性質”項目式實驗教學實施階段，學生需依據前期拆解的任務開啟自主探究。針對“鐵元素不同價態化合物的轉化與性質探究”主題，小組需圍繞任務“鐵的氧化物與酸反應”自主設計實驗方案。從推導氧化亞鐵、氧化鐵、四氧化三鐵分別與稀硫酸反應的原理，到選擇合適的試管、膠頭滴管等儀器，再到規劃先加哪種試劑、何時震蕩等步驟，小組成員要充分討論、各抒己見。在實驗過程中，學生要嚴謹操作并詳細記錄。當出現反應速度異常緩慢時，學生應冷靜分析，推測可能是鐵元素價態復雜、反應歷程多樣導致，據此嘗試通過加熱、增大酸濃度等方式調整實驗方案。此時，教師應適時引導，提示學生從氧化還原反應本質分析異常，鼓勵學生創新思路。學生在不斷的嘗試中，能深化對鐵及其化合物的性質的理解，逐步掌握實驗探究的方法，提升自身的科學思維與實踐能力。

（五）評價交流，分享成果

評價交流貫穿于項目式學習始終，在項目式學習中尤為重要。評價方式應多元化，涵蓋學生自評、小組互評與教師評價，從知識掌握、技能運用、團隊協作、創新思維等多個維度全面評估學生表現。成果分享環節則能為學生提供回顧反思、總結提升、展示交流的平臺，各小組以報告、演示文稿、實驗視頻等多種形式呈現項目成果，分享項目實施過程中的經驗收獲、遇到的困難與解決方法。在交流過程中，學生可相互學習、相互啟發，拓寬思維視野。在學生交流的基礎上，教師要對項目進行總結與升華，引導學生將項目學習中的所見所聞、所思所感，遷移到其他知識的學習與生活之中，實現化學素養的全面提高。

在“鐵及其化合物的性質”項目實驗教學的收尾階段，評價交流與成果分享則成了“跑完最后一公里”的關鍵。學生通過自評回顧自己在探究鐵的氧化物、氫氧化物及鐵鹽、亞鐵鹽性質過程中的知識理解程度，如是否掌握不同價態鐵離子轉化原理，并反思實驗操作，如滴定、過濾等操作是否規范熟練。小組互評則聚焦于團隊協作，評價成員在討論實驗方案、分工完成實驗任務時的配合度與貢獻度。教師評價則從學生知識、技能、思維等維度進行綜合考量，如學生對實驗對象的分析是否深入，能否運用化學知識解釋異常數據等。在成果分享會上，各小組可通過報告、演示文稿呈現探究成果，如用流程圖呈現不同價態鐵化合物的轉化路徑，播放自制的實驗視頻呈現制備氫氧化亞鐵的關鍵操作等。在此基礎上，教師做最后的總結與升華，引導學生將鐵及其化合物的性質知識遷移到金屬腐蝕防護、污水處理等實際問題的解決中，由此使學生形成學以致用的意識，提高知識遷移能力。

總之，開展基于項目式學習的高中化學實驗教學，不僅是順應教育教學改革創新趨勢的必然選擇，也是搭建知行合一橋梁、激發學生深度學習動力、培養學生團隊精神的重要舉措。因此，教師應通過錨定主題、劃分小組、設計任務、實驗探究以及評價交流等策略，促使學生掌握化學知識，在實踐能力、創新思維、團隊協作等方面得到提升，為培養適應時代發展的創新型、綜合型化學人才貢獻智慧和力量。

[參考文獻]

[1］陳令芳.項目式學習在高中化學中的應用：“電解池”實驗探索[J].化學教與學，2024（21）：10-12.

[2］管銀冰.基于項目式學習的高中化學實驗教學探究［J].高考，2024（5）：130-132.

[3］張峰.基于深度學習的高中化學項目式教學的應用研究［J］.學周刊，2023（17）：85-87.

[4」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.

[5］張曉丹.如何在高中化學教學中應用項目式學習模式的思考［J］.天天愛科學（教學研究），2022（10）：98-100.

[6］馬志忠.淺談項目式學習在高中化學教學中的實踐［J].中學課程輔導，2022（21）：6-8.