基于项目式学习的高中化学实验教学探究

摘要：项目式学习是一种围绕主题设置，以项目探究活动为主要构成的学习模式，强调整体教学的系统性与融合性，能够为学生思维能力、探究能力和动手能力的发展和提升提供极大助力，已被广泛运用于各学段各学科的教学活动中。化学是一门站在原子、分子视角下研究物质基本性质及变化规律的基础自然科学，实验是化学研究的一种主要方式，而在高中阶段的化学教学中，实验教学也尤其受到教师的关注与重视。本文主要围绕基于项目式学习的高中化学实验教学展开，在简单介绍过项目式学习与高中化学实验教学的基础特征以后，分三个环节展开了对项目式学习如何在高中化学实验教学中落实的探究，以期能够为更好地开展项目式实验教学奠定基础。关键词：项目式学习；高中化学；实验教学；探究高中阶段的化学是一门以实验为基础的学科，学生需要学习的知识从实验中来，又回归到实践中去，面对书本上仅以文字、图片或公式表述的抽象化学知识，学生很容易混淆其中一些相似的内容，而实验就能够很好地将这些抽象知识还原成具象的画面，从而给学生留下更深刻的印象，因此实验教学在高中化学课程的教学体系下占据着尤为重要的位置。自新课标与新课改落实以来，教师在课堂上的教学愈发注重对学生思维的开发和能力的提升，实验教学的模式也开始从演示性实验为主转向操作性实验为主，通过项目的形式来引导学生自主完成整个实验步骤就是一种顺应了时代变化的实验教学模式，不仅能够让学生对实验的具体步骤和实验中发生的现象形成更加全面的认知，还能够深化学生对化学研究价值和作用的认知，进而进一步提高学生学习化学的积极性与主动性。一、项目式学习与高中化学实验教学概述社会经济在发展，市场结构在调整，人才需求在变化，对传统教学模式的改革成为一项迫在眉睫、必须要完成的任务，新课标的提出与落实在很大程度上点明了教学改革的方向，先进的教学理念与多元化的教学方式也正式被引入课堂，而项目式学习这种新型的教学模式就是在这种背景下得以推广。但就项目式学习模式与日常教学的融合而言，各学段各学科的教学内容和教学目标都有着自己的特点，具体应当融合哪些内容、怎么融合，教师还需要结合具体的学科来看，高中化学课程的实验教学以实验为主要组成部分，强调对学生实践动手能力的培养，因此项目式学习与高中化学实验教学的融合也应当从实验本身入手，且更加注重对学生参与实验的热情和积极性的调动。（一）项目式学习模式的特点与传统学习模式项目，项目式学习模式更加强调知识体系的自主构建，因此也更具备探究性与创新性，能够为学生学科能力与学科素养的发展提供助力。站在整体视角下看，项目式学习的一般流程可以概括为“确定研究项目—实施项目任务—交流项目成果—评价项目活动”这四个环节，而在开展项目式学习活动的过程中，教师需帮助学生完成学习小组的组建和小组内部的分工，以最大化地发挥小组内每一个组员的作用与价值，在顺利完成项目的同时也实现对学生的全方位锻炼。（二）高中化学实验教学的类型纵观整个高中阶段化学学科的课程教学内容，其中有关实验的部分大体分为两个大类，包括教师演示实验和学生操作实验，其中学生需要自己操作完成的实验又可以分为四种类型，包括化学实验基本操作、物质的制备或合成、物质的分离或提纯和物质的分析。化学课程中的实验是培养学生探究能力与操作能力的重要载体，教材中涉及的实验也都与课标中学生需要掌握的化学知识点有着密切的关联，其中以基本操作为主的实验起到的主要是奠基作用，目的是教会学生如何科学和安全地进行化学实验，而以物质的制备、合成、分离、提纯、检验、鉴别或鉴定为主的实验起到的就是巩固和深化课堂所学知识的作用，在培养学生实验探究能力的同时也能起到巩固和完善化学知识体系的作用[1]。（三）项目式学习与高中化学实验教学的融合从实验的角度出发，项目式学习与高中化学教学的融合就需要站在两个视角下分析，一个是化学实验教学的多维教学目标，包括学生提出化学问题的能力、设计实验方案的能力、进行实验操作的能力、交流实验成果和反思实验过程的能力，这些能力在项目式学习中分别指向确定研究项目、实施项目任务、交流项目成果、评价项目活动这四个环节；另一个视角则是化学实验教学的不同实验内容，具体就包括上文中提到的高中化学实验的不同类型，在系统性与综合性更强的项目式实验活动中，学生进行的实验操作就可能涉及物质制备、合成、分离、提纯、检验、鉴别或鉴定中的多种不同实验类型，而教师就需要在设计和开展项目式实验活动的过程中更注重不同实验内容的搭配或融合。二、基于项目式学习的高中化学实验教学路径项目的基础定义是在既定资源和要求约束下，为实现某种目的而联系起来的一系列临时性工作任务，这些工作任务通常都指向同一个目标，或者说都期望得到某种特定的锻炼，一个完整的项目之中必然包含多个围绕同一主题、同一目标确立的基础任务，项目的参与者以小组为单位，需要通过彼此间的自主探究和合作交流完成这些任务。而项目式学习中的项目主要是以学习为底色，项目的主题要从课程内容中提炼，项目的目标要结合课程标准来看，项目的实施要围绕学生来进行，项目的起点和终点也都需要落脚在学习这个关键词上。具体来讲，基于项目式学习的高中化学实验教学主要分为三个环节，即项目提出到准备环节、项目实施到推进环节、项目总结到评价环节，教师在设计项目式实验教学活动时需要站在多重视角下来进行分析与思考。（一）项目提出到准备环节1.确定项目主题，组建学习小组相较于传统的教学和学习模式，以项目为核心的项目式学习模式更强调学生课堂主体地位的体现，需要学生自己进行操作的实验在比重上大幅提升，那么在项目准备环节，教师首先需要充分考虑课程内容与学生学情，基于课程教学和学生发展的实际需要来确定项目主题。而与此同时，教师还需要在充分考虑实验需要的情况下确定各小组成员的人数，并基于学生平时在化学学习中表现出来的态度、能力与兴趣来确定小组长，然后让学生遵循自己的意愿加入各个小组长的队伍，最后再协助每个小组长完成组员的分工，尽可能地保证每个组员都能发挥自己的作用[2]。2.确定项目目标，布置项目任务目标是教学活动中一个十分重要的构成元素，能够对后续的其他教学活动起到统领作用。基于项目式学习的基本框架与核心理念，教师在规划项目目标时除了需要考虑实验本身的内容以外，还需要考虑学生是否有动力和能力自主完成项目探究和解决项目问题，最终确定好的项目目标除了指向具体的实验内容外，还需要指向实验前的资料搜集和查阅、实验后的小组分析与讨论，以及基于已做实验来对未做实验进行的推演。（二）项目实施到推进环节1.转变师生定位，引导学生自学在项目式学习模式下，教师和学生在课堂上的身份定位发生了极大的变化，尤其是在以化学实验为核心内容的项目式学习活动中。化学实验本身的操作性和实践性就很强，一直以来都是培养学生探究意识、实践能力和合作精神的重要教学载体，基于项目式学习的高中化学实验教学更是放大了化学实验的操作性和实践性，因此在项目的实施到推进环境，教师需要主动引导学生完成课堂身份和定位的转变，鼓励学生在参与项目实验的过程中展开自主的探究与思考，以通过学生在自主探究、思考和解决问题过程中积累的经验来推动学生自主学习能力的提升[3]。事实上，学生在参与项目实验过程中展现出来的主动性直接关系到项目式学习的效果，尤其需要受到教师的关注与重视。2.创设实验情境，调动学生兴趣情境是现代教学模式下能够有效激发学生学习兴趣和提升学生学习沉浸感的教学元素，贴近教学内容或学生生活的实验场景更利于深化项目式高中化学实验学习的效果。对此，教师便需要在实施和推进实验项目时，借助直观的实验现象和信息技术手段来为学生创设适宜的项目式实验情境，进一步推动抽象化学知识的具象化呈现，让学生能够更加直观和清晰地了解到化学知识是怎么从实验中得来的，同时适宜的实验情境也可以说是项目式学习活动的组成部分之一，有利于项目式学习活动的完善。（三）项目总结性评价环节1.打造开放平台，拓展学习空间基于项目式学习的理念和追求，教师在放手让学生通过组内合作完成项目方案的设计、实践和记录以后，还需要为学生打造一个开放式的学习和互动平台，无论学生在小组中的交流和讨论是否得出了准确的结果，各小组学生可以在这个开放式的学习和互动平台上分享自己的收获和想法。同时，项目式学习过程中的成果展示环节也可以在这样的开放平台上进行，每个小组在完成对自己小组项目成果的总结以后需要选出一名代表，然后让这个代表在打破了小组界限的开放式学习平台上分享自己小组的项目成果，而教师和其他小组的学生也都可以在这个拓展出的学习空间中自由地提出自己的疑问，并由正在分享的小组进行解答，这种方式更有利于深化和巩固学生对知识的理解与记忆[4]。2.优化评价模式，给予正向反馈无论是在哪一种教学和学习模式下，评价都是教学活动中尤为重要的环节，项目式学习以学生为主体，强调学生主体地位的最大呈现和主体作用的最大发挥，因此教师在针对学生项目活动中的表现来展开评价时，首先就需要对评价模式进行合理地优化，基于学生在项目中表现出的态度、操作情况、参与程度、合作表现、互动效果和收获到的知识、技能、学习方法来做出综合性的判断，有意识地给予学生正向的反馈信息，客观评价学生在项目式学习活动中的表现，以提升学生参与项目活动的自信和兴趣。三、基于项目式学习的高中化学实验教学实践（一）项目选择相对于初中而言，高中的化学课程覆盖的知识面更广，知识点也更加复杂和抽象，尤其是在高二阶段。教师在引入项目式学习的基本模式来设计与开展实验教学活动时，需要在项目选择上更多地考虑这一阶段学生已有的化学知识基础，并参照这一阶段学生学习化学的需求和期望，选择或设定有意义且具备综合性特征的项目主题，像是结合化学选择性必修3《有机化学基础》教材中第三章的教学内容，教师就可以选择将“乙酸乙酯的制备”确立为项目的主题。（二）项目设计在高中阶段，乙酸乙酯的实验室制备主要用到的药品有浓硫酸、醋酸、乙醇和饱和碳酸钠溶液，那么在项目设计之初，教师就需要先要求学生查阅与这些药品相关的资料，明确这些药品的性质和应用于实验时需要注意的要点。然后，教师还需要设计如下的实验教学目标：1.通过小组讨论和头脑风暴来对乙酸乙酯的制备展开细致分析，并结合已有化学知识来尝试设计制备路线和步骤；2.在方案设计的基础上，通过小组间的合作和监督来安全地完成“乙酸乙酯的制备”实验，并在实验中巩固配制、过滤、洗涤等化学实验的基本操作及相关技巧；3.在实验的基础上，通过小组内的交流讨论和分析总结，合作完成完整实验报告的写作，并结合组内的反思与评价来尝试制订实验的改进方案。（三）项目实施在实施基于项目式学习理念而设计的高中化学实验教学活动的过程中，教师需要尽最大可能地将实验的自主权交到学生手上，自己在课堂上主要起到监督和指导的作用，以保障实验能够安全、有效地进行下去。具体来讲，教师需要将学生的个人意愿和想法纳入项目方案的参考依据中，并在实验基础步骤不变的情况下，充分考虑学生的发展需求，指导各个小组完成个性化项目方案的设计。高中阶段实验时制备乙酸乙酯的操作步骤如下：1.取一支试管，先加入几粒碎瓷片，再加入3ml乙醇，然后一边振荡试管，一边慢慢加入2ml浓硫酸，而后再加入2ml醋酸；2.在试管上塞上带有导管的塞子并固定在铁架台上，导管另一端通道盛有饱和碳酸钠溶液的试管液面上；3.点燃酒精灯，加热加入了乙醇、醋酸和浓硫酸的试管；4.观察饱和酸钠溶液液面上新物质的生成现象；5.取下试管并熄灭酒精灯。（四）项目总结在项目式的实验教学活动中，学生从书本上学习到的化学理论知识在实验中能够得到验证，这就使得知识学习不再只是单纯的理论记忆和机械训练，学生自己设计项目方案，自己结合化学实验完成项目任务或解决项目问题，对化学本身具备的灵活性和多样性特征的认知也会更加全面和准确，这就为学生对化学的整体性和系统性学习提供了助力与动力[5]。结束语综上所述，项目式学习在高中学科教学活动中的推广有着一定的必要性和科学性，尤其是在各种以自然科学为底层框架的理科学科中。实验教学是高中化学