让项目学习走进高中化学分组实验教学

李维广

《普通高中化学课程标准（2017年版）》对高中化学教学中的实验及科学探究提出了明确要求，即“初步学会物质检验、分离、提纯和溶液配制等化学实驗基础知识和基本技能”“依据探究目的，设计探究方案，运用化学实验、调查等方法进行实验探究”，同时也列出了18个要求学生必须完成的实验。这18个实验不仅要帮助学生学习化学知识、掌握基本的实验技能，而且也为学生探究化学现象提供了实践的方法和手段，有助于培养学生探究问题的意识、能力和科学态度，训练学生的科学思维。

学生在化学实验中会暴露出许多问题，如实验操作不规范或无序，难以独立完成某一探究实验等。而教师的化学实验教学也存在一些问题，如照搬课本实验，让学生一切都要按教师设计好的实验步骤进行操作；把本应让学生亲自感知和操作的实验仅以视频形式播放，让学生“看”实验，然后在黑板上“教”实验；把让学生应做的实验转化成试题，让学生“想”实验，然后“论”实验。造成这些问题的主要原因有以下几方面：一是教师对实验教学价值的认识不足，觉得实验“挤占”了教学时间；二是学生亲自动手实验的机会不多，没有积累足够的体验；三是学生没有真正参与实验设计与实验准备，对实验教学的准备不足。为此，可以项目学习开展分组实验教学。

化学实验的项目学习，可以问题驱动的方式，让学生结合所学，在查阅资料的基础上，由学生独立或小组合作的方式完成实验的自主设计，通过充分准备后完成相应的实验项目，并将实验成果展示出来，并进行深入反思、评价，以实现知识的建构、内化和应用。这一过程强调学生学习的主动性和合作性，促使他们在问题解决的过程中习得知识和方法。在此，结合高中必修一中的“粗盐提纯”分组实验，介绍如何以项目学习的形式开展分组实验教学。

一、明示目标，引导预习，自主设计

一个实验往往承载着多种教学功能。以学生自主完成的分组实验主要是培养学生的实验技能和能力，使他们养成科学的态度，掌握科学的方法，其核心是提高学生的科学素养。与其他课题的教学相同，实验教学也有具体的教学目标，而项目学习下的实验教学目标应该是从“做什么”“如何做”“做得如何”几个方面对学生进行引导。

如高中“粗盐提纯”实验，目的是除去粗盐中不溶性杂质及可溶性杂质，该实验的项目学习应达到以下几个基本目标。一是根据氯化钠及杂质的溶解性，能选择正确的分离方法、仪器和试剂进行分离，提纯氯化钠；二是能设计正确的除杂操作步骤，并证明杂质已完全除去；三是能正确并独立地进行过滤、蒸发实验操作；四是出示实验所得的精盐产品；五是能对实验中影响精盐产率的因素进行分析。

项目学习下的实验教学要求学生根据实验目的独立或合作完成实验设计、准备、实施、分析和评价，真正把化学知识与方法融于学习活动中，充分体现了学生的自主学习。基于上述目标，可在实验前提出以下问题供学生思考，让他们做好实验准备。

粗盐中往往含有哪些杂质？在实验室现有条件下，你将采用哪些方法或原理进行除杂？若涉及化学反应请写出相应的化学方程式。除去杂质实验时需要用到哪些仪器和试剂？请列出仪器试剂清单。你设计的实验方案中，所用试剂的量及添加顺序对提纯效果及产盐率有何影响？实验中若需过滤操作，你认为操作成败的标志是什么？如果失败应如何补救？去除粗盐中所含不溶性杂质的方法，除了你学的过滤法外，还有其他方法可用吗？实验中若取6g粗盐，则应取多少毫升水？依据是什么？水量的多少对实验有何影响？……

二、在做中学，在学中问，解决问题

以实验为课题的项目学习，目的是让学生自主发现并解决问题。在实验时，要求学生及时记录问题或异常现象，并在实验后的分析中再次进行探究。教师应做到以下几点：一是充分查阅与实验有关的资料，亲自动手做实验，了解实验中可能出现的各种情况，并能够使实验达到预期效果；二是对学生的记录进行检查，并使学生的自评或互评有依据；三是要求学生用认真和实事求是的态度记录并解决问题，鼓励学生在实验过程中根据实际情况改进方案并进行多种尝试。如在“粗盐提纯”的实验中可设计如下环节。

首先提出实验过程中要思考的问题：如何检验精制后产品的纯度？所得氯化钠晶体中会有水存在吗？如何证明你的结论？你在实验过程中发现了什么异常？请如实记录。你将采取何种方法解决这些异常现象？

其次是实验实施：学生按照自主设计的方案开展实验，要注意实验操作的安全性和规范性，记录实验现象及实验数据；教师要对学生的实验过程进行监控、激励和必要的纠正。

最后是结果检验：按照记录的数据检验产品纯度，将所得产品交给教师检验。

三、自评互评，深度反思，构建认知

以项目学习开展的化学实验教学，学生的实验设计可能是不完整的，有问题甚至错误的，这些需要学生通过实践自己发现。要避免实验中的问题，需要在实验前或实验后进行自评互评、进行深度反思，并针对实验的过程和结论，进行再反思、再设计、再实验。如做完“粗盐提纯”实验后还要完成如下几项任务。

一是总结实验。从对仪器的操作使用规范，到实验过程中的相关记录内容等均要形成书面报告。特别要对本次实验获得的知识、方法、思想观点进行归纳总结。

二是分析误差。根据实验数据，对实验过程中哪些步骤可能导致提纯后的氯化钠增加或减少进行分析。

三是评价实验。把不同组的实验产品状态及数据列表进行比较，在此基础上开展自评与互评；总结归纳影响实验的关键因素。教师针对学生的前期实验设计、实验过程中的表现、实验结果的分析处理等进行评分，综合给出实验成绩和评语。

作为新课程倡导的学习方式，项目学习处在学生学习方式转型的焦点视域中，它体现了学生个体身份的确立，能够实现学生自主学习与合作学习，可以促进学生在问题探究和问题解决的过程中提高协作能力。以实验为课题的项目学习贯穿于化学实验的准备、实施和结果处理的全过程。这不仅有利于学生提高实验感知水平和实验操作能力，还有利于培养实验思维，深化对实验课题和实验方案的理解，培育化学学科核心素养，提升对实验活动的设计、决策、评价和概括能力，进一步增强对实验事实、现象与结果的认知、判断、分析和处理能力，实现真正意义上的先学后教与“做中学”。

（责任编辑 郭向和）