基于项目式学习的高中化学实验教学研究

黄旭花

摘 要：在高中化学学科的实验教学活动中，不同的自主学习模式的应用效果存在一定差异，其中项目式学习模式是有效激发高中生化学实验探究兴趣的关键教学手段。在分组开展项目式学习活动的过程中，不同层次高中生需要明确实验目的和宏观微观探究思路，协同构建化学实验知识体系。本文将着重研究基于项目式学习的高中化学实验教学策略。

关键词：高中化学；实验教学；项目式学习

在高中化学课堂中，实验教学活动需要贯穿全程，因此可以对常见化学试剂进行合理分类和保管，对物质分离提纯实验、溶液配制计算实验、气体实验室制法实验、酸碱中和滴定实验等学习任务进行系统化建构。项目式学习模式可以激发高中生的化学实验探究兴趣，协助高中生理解化学实验分析方法和宏观微观物质的转化平衡原理。

一、项目式学习的基本内涵

项目式学习模式能够凸显高中生在化学课堂中的教学主体地位，并通过实践探究、开放思考等多种教学形式，着重培养高中生的学科思维以及核心素养能力。项目式学习模式更侧重于启迪学生的学科思维和知识体系建构，因此在设计化学实验微项目的过程中，需要从学科教学活动的创新设计和预习准备环节入手，将化学实验目标与实验流程进行系统化分析[1]。在开展不同阶段项目式学习活动过程中，小组合作学习目标的针对性较强，可以将化学实验中疑难点直观展现在学生面前，引导高中生从实验探究环节中完善化学宏观和微观辨析思路。项目式学习模式的应用重点在于提升高中生的化学学科实践应用技能水平，并在协同设计小组项目的过程中，凸显不同层次学生的思维差异和个体化学习特征，将自主学习和实验探究过程中的学科知识获得感转换成科学探究思维观念。高中化学教师需要选用科学的分组方法，对分工协作过程和结果进行客观评价，协助高中生从不同难度系数的化学实验项目中收获更多基础知识和科学研究技能[2]。

二、高中化学实验教学的重难点

（一）宏观辨识与微观辨析

在高中化学课堂中，通过宏观辨识以及微观辨析，高中生能够从化学学科的角度认知和理解各类化学物质之间的内在联系，从宏观层面对常见化学物质进行合理分类，从微观层面上辨析化学物質的内部组成结构、性质存在的差异[3]。宏观辨识与微观辨析，是双向论证化学实验设计方案的关键，因此高中生需要具备一定的化学物质性质推理分析能力，在特定反应条件下不同化学物质之间的反应原理以及变化趋势都可以被限定在某个领域之中。例如：氧化还原类反应，高中生可以从反应前后的物质性质入手，对反应物进行量化分析，对氧化物、还原物以及被氧化被还原之间的关系进行辩证性分析。宏观辨识与微观辨析，是协助高中生设计化学实验的关键学科思维能力，可以佐证化学此门科学的实验研究价值。宏观辨识与微观辨析过程，都需要建立在高中化学实验的系统化教学模式基础之上，并对实验设计过程进行合情推理，协助高中生从实验过程中发现某些物质的不同性质特征，避免受到传统验证性实验操作模式的思维限制[4]。

（二）变化与平衡

在高中化学实验教学活动中，变化与平衡观念的渗透效果主要依赖于实验教学情境，因此高中化学教师需要合理运用微项目等具体实验教学模式，协助高中生在分组完成实验目标的过程中，理解与掌握化学反应的基本原理、有机物无机物的各项性质等内容[5]。变化与平衡，需要贯穿高中化学实验教学的全过程，因此需要对化学变化的本质、限度等核心教学目标进行直观展示，师生需要在生活化以及问题教学情境中，动态化分析化学反应过程以及基本原理。变化与平衡能够体现在化学实验过程之中，但是需要通过各类化学反应以及基本物质性质解决各类生活实际问题。不同类型物质的运动和变化趋势，与特定化学反应条件有关，因此高中生需要从具体化学反应原理中，多视角解读各类实际问题的创新解决思路。很多微型化学实验探究类实验项目，都可以在一定限度条件下动态化调整反应物质的含量比例，但是高中生需要在化学教师的有效引导之下，逐步理解和掌握化学物质的各项性质在变化过程中的探究分析规律。

（三）证据推理与模型认知

证据推理与模型认知，是高中学生必备的学科核心素养。在高中化学学科的实验教学活动中，严谨的思维逻辑主要来源于证据推理以及模型认知环节，因此需要对化学物质的基本组成结构以及性质变化进行合理假设，并通过严谨的推理分析方法，论证观点结论与证据之间的内在逻辑关系，还需要对特定模型在化学现象中的应用过程进行逻辑推理与分析。证据推理与模型认知，需要通过生动直观的实验教学模式，协助高中生理解化学现象和本质之间的差异，可以从物质类别、元素价态以及化学性质等多个层面进行推理分析。不同化学模型中的物质性质和基本反应原理，都可以被抽象到逻辑推理环节之中，但是需要对特定观点和假设的合理性进行反向验证和分析。通过系统化的高中化学实验分析模式，高中生可以在实验教学情境中发现证据推理的基本规律，并从学科思维逻辑层面上辨析化学反应模型和物质性质之间的内在关联性。

三、高中化学实验教学存在的不足

（一）以验证性实验为主

在高中化学实验教学活动中，很多教师仍然以验证性实验教学方式为主，并不能积极引导学生从多个角度分析化学反应以及现象本质之间存在的差异，因此不能合理融入学科核心素养以及项目式学习等新型教学模式。验证性实验会直接限制高中生的化学技术知识的认知和理解，也容易形成思维瓶颈，因此不能够充分凸显学生的教学主体地位，使学生更容易陷入知识误区以及学习瓶颈。高中化学学科的知识体系相对复杂，传统的验证性实验并不能客观解读化学物质的性质和变化原理，容易降低学生的化学学习兴趣，对多种化学实验器材以及实验材料的综合利用率较低。以验证性实验为主的高中化学实验课堂并不能合理运用多媒体教学资源，在进行实验演示、直观操作过程中，很多学生的学习兴趣并不浓厚，课堂参与积极性不高，普遍认为化学实验非常抽象，对验证性实验与生活实验之间的有效衔接产生了负面影响。

（二）教学模式单一

在高中化学实验课堂中，教学模式单一是直接影响教学质量的主要原因，也会对高中生的学科核心素养能力产生负面影响。很多高中生在理解和掌握化学学科的宏观以及微观基础知识过程中，需要通过严谨的推理与逻辑分析方法，验证化学实验的合理性，若教学模式比较单一则会直接限制其想象力以及实验创新设计能力。被动的化学实验探究学习环境以及模式，并不能凸显出高中生的教学主体地位，导致在实验演示以及现象分析等教学环节中师生之间的配合度不足，因此很多验证性实验的分析结论普遍存在固化问题，难以提高高中生的化学现象分析能力。教学模式会集中体现在教学情境实施环节之中，高中化学教师与学生之间的互动频次相对较低，难以激发高中生的实验学习兴趣，容易混淆部分化学基础知识以及实验分析原理，因此学生的证据推理以及模型认知能力并未得到有效提升。当前大部分高中化学教师的实验教学观念滞后，不能大胆应用新型教学方法，因此高中生的实验探究水平存在较大差异。

（三）不重视思维启迪和反思总结

在高中学校化学实验课堂中，部分化学教师不重视思维启迪以及学生的反思总结过程，因此实验教学模式的创新效果难以达到预期目标，还会对高中生的化学物质分类以及组成结构性质理解产生负面影响。科学合理的思维启迪以及反思总结模式能够起到凸显学生教学主体地位的作用，但是很多高中化学实验教师与理论课教师之间的配合力度不足，难以形成正向反馈评价机制，在实验演示以及跟踪指导环节中学生的主体性特征并不显著，因此不能够启发学生从微观和宏观两个层面进行辩证分析，还会对学科核心素养能力的培养质量产生一定影响。高中化学教师不重视学生的思维启迪以及反思总结环节，因此很难在实验教学活动中形成思维闭环，对高中生的证据推理以及模型认知能力产生的负面影响，还会对有机化合物、无机化合物等不同化学物质的性质分类结果、高中生化学知识体系构建产生消极影响。

四、基于项目式学习的高中化学实验教学策略

（一）构建问题情境，引导学生设计实验

在高中化学实验课中，师生需要共同引入项目式学习模式，并积极构建问题情境，引导学生从不同的角度创新设计验证性实验或者探究型实验，从宏观和微观两个层面上，分析各类实验问题以及现象本质等相关内容。以苏教版高一必修第1册教材为例，在创新设计物质分类等相关专题实验过程中，需要对物质的物理计量方法以及化学计量方法进行对比，引导高中生深入思考物质的化学计量方法是否能够与宏观层面上的物质组成结构相对应，尤其在引入摩尔等化学计量单位过程中，很多高中生很容易混淆计量方法与标准物质，需要通过更加严谨的问题验证以及逻辑推理方法进行实验设计。在构建化学实验问题情境的过程中，师生需要通过多媒体课件以及教学资源，将化学实验与基础知识体系之间的关联性进行辩证分析，从宏观意义层面上深入探究实验问题与现象之间的内在关联。很多化学物质以及化学反应都需要在统一的计量标准基础上，因此高中生需要在化学实验教师的有效指导下，对常见化学物质问题进行深入探究以及验证分析。

（二）贴合生活实际，激发开放性实验思维

在构建高中化学实验的项目式学习模式过程中，教师需要配合学生接触到的生活实际问题，激发高中生的开放性实验思维能力以及学习兴趣，并通过系统化的高中化学实验知识体系建构方式，引导鼓励高中生对于化学实验进行科学探究。以苏教版高一必修第1册教材为例，在对“海水中的化学物质”进行实验探究的过程中，应不仅限于氯元素和钠元素，还可以在课前导入以及预习环节中渗透地球海洋中的化学元素排行，逐步激发高中生实验探究的学习兴趣，并结合学生能够接触到的海洋生物构建问题式教学情境。在激发高中生开放性实验思维的过程中，还需要渗透海洋化学资源与生物资源之间的关联性，协助高中生辩证性分析海洋化学物质与生物体是否存在共生等独特关系，并从具体案例和生活实际问题中发现推理证据，高中生在阐述实验观点的过程中能够逐步强化实验探究思维的逻辑严谨性。

（三）加强师生互动，凸显学习主体

在高中化学实验的项目式学习模式中，加强师生互动是凸显学生主体地位的关键，因此高中化学实验教师需要协助学生完成不同类型实验项目，从多个角度激发高中生的实验探究学习兴趣。以苏教版高一必修第2册教材为例，在对化学反应与能量变化专题进行实验探究的过程中，需要合理渗透变化与平衡观念，对化学反应的本质以及不同现象进行合情推理，协助高中生对不同化学物质在具体反应条件下的热量变化趋势进行建模分析。在进行师生互动的过程中，教师需要引导不同学习小组开展实验设计和项目活动过程中存在的问题进行集中研讨，才能够凸显学生的教学主体地位，对某些化学反应速率以及限制条件进行合情推理、证据分析。很多高中生能够从具体化学反应中发现吸热或者放热的宏观现象，还可以结合氧化还原反应中不同物质的化学性质变化趋势，详细阐述实验观点和结论的合理性。加强师生互动是凸显高中生学习主体地位的关键，但是需要完善项目式学习模式与化学实验的衔接方式。

（四）合情推理，引发学生自主思考

在项目式学习模式中，高中化学教师需要与学生共同完成合情推理目标，并在设定多种实验问题的过程中，引发学生自主思考以及小组内部交流。以苏教版高一必修第2册教材为例，在对含氮化工原料进行实验验证分析的过程中，师生需要对化工行业领域内的无机化合物成分以及性质进行实验推理分析，对氮元素的固定以及变化转移原理进行合情推理。高中生需要在化学实验教师的有效指导之下收集更多实验证据和案例材料，对各类实验论点进行反向推理分析，才能逐步形成完整的证据推理逻辑，高中生在进行自主思考以及小组内部交流的过程中，能够发现含氮化合物在不同化工工藝中的应用价值以及资源利用率等相关规律。合情推理是引发高中生对化学实验进行自主思考的关键，因此高中化学实验教师还需要着重培养学生的质疑精神以及创新实验设计思维。

（五）反思总结，给予正向反馈

在协同构建项目式学习模式过程中，高中化学实验教师还需要通过系统化以及分层次的反思总结环节，给予学生正向反馈信息，鼓励学生积极参与到实验项目以及学习任务之中。以苏教版高二选择性必修第1册教材为例，化学实验教师需要合理布置水溶液中的离子反应类实验等具体项目，不同层次学生可以选做其中2～3个项目，但是需要将实验报告以及展示结果进行全面记录，并在实验总结环节中发现水溶液离子反应的基本规律以及现象本质。在盐类水解实验项目中，部分高中生会将氧化还原反应与生活常见的化学反应现象对应，并在实验教师的引导下从微观层面分析，盐类水解反应中的物质变化规律以及能量转换原理。高中化学实验教师需要通过学生的反思总结，客观评价高中生对某些实验的证据推理分析能力，并给予正向反馈结果。

结束语

在高中化学实验教学活动中，项目式学习模式能够凸显高中生的教学主体地位，因此高中化学实验教师需要合理创设教学情境，从实际问题中发现化学实验的创新设计思路，协助高中生构建化学实验知识体系和思维模式。

参考文献

[1]贝姣宏.基于真题分析的高中化学实验教学研究[J].吉林省教育学院学报，2022，38（12）：116-119.

[2]黄恭福，邹海龙，胡萍，等.基于学科育人的高中化学实验教学研究与实践[J].化学教学，2022（9）：64-69.

[3]巨发青.高中化学实验教学的优化策略探析[J].国家通用语言文字教学与研究，2022（8）：98-100.

[4]王康宁.“启发—探究”式教学在高中化学实验教学中的应用[J].国家通用语言文字教学与研究，2022（1）：80-82.

[5]张志睿.高中化学实验教学中微项目学习的应用[J].化工管理，2021（35）：63-64.