初探以定量分析為主題的項目式學習活動設計

陳浩

摘要：《新課標》中提出要鼓勵開展項目式學習活動，引導學生初步掌握科學探究的一般過程與方法。定量分析在化學研究中是不可或缺的方法，探索設計定量分析為主題的這一類項目式學習活動，以促進學生能夠在活動中體驗化學學科探究的過程并習得探究的關鍵方法和技能。

關鍵詞：項目式學習活動;定量分析

1什么是項目式學習活動

《普通高中化學課程標準2017年版2020年修訂》（下文簡稱為《新課標》）中提及：“鼓勵針對一個學術問題在教師（導師）的指導下開展項目研究”和“鼓勵開展主題性實踐活動和項目式學習活動”。項目式學習活動可以總結為一種通過對真實的、復雜的問題進行探究，以小組合作的方式進行項目實施，學生在參與過程中實現綜合發展的教學模式。

2以定量分析為主題的項目式學習活動

依據《新課標》編寫的各版本的新教材中都有項目式學習活動的欄目，雖然欄目名稱有所不同，比如人教版化學必修教材中叫“研究與實踐”、上科版化學必修教材中叫“項目學習活動”、魯科版化學必修教材中叫“微項目”。

不同版本的新教材各有側重，選擇了不同的研究項目，但活動主題都是貼近學生真實生活的化學問題或是化學學科發展歷程、研究的重要方法。筆者統計出上科版化學必修第一冊和第二冊教材共有4個項目學習活動，其中3個是以定量分析為主題的項目式學習活動，占比75%，可見定量實驗是活動中重要的一類實驗。在必修課程階段開展以定量分析為主題的項目式學習活動就是給學生打下研究的基礎，才能在后續選擇性必修和選修課程階段進行更復雜、更綜合的項目研究。

用項目式學習活動進行定量實驗教學與傳統課堂教學是有區別的，筆者通過研讀《新課標》、文獻和各版本的新教材，結合定量實驗的特點，提出以定量分析為主題的項目式學習活動的流程如圖1所示。

3設計案例

3.1立項階段

筆者以《如何測定硫酸銅晶體中結晶水的含量》進行設計作為案例介紹。首先根據學情制定本次活動的目標：①解釋實驗原理;②設計并描述實驗步驟;③完成實驗操作;④能對實驗數據準確的計算，并分析產生實驗偏差的原因;⑤初步形成定量探究意識，形成嚴謹求實、勇于實踐的科學態度。

學生是項目式學習活動的主體，通過自身主動學習后，再解決一系列的相關問題或完成一些相關任務，最終達成活動目標。而教師則是“扮演”促進學生學習的鼓勵者、學生解決問題必要信息的提供者和咨詢者、活動的指導者等角色。為了幫助學生明確任務和定位角色，筆者設計了一份項目介紹書，其中包含的主要內容有：①項目的名稱和簡介;②所需課時;③參考分工的任務：查閱資料、設計實驗方案、實驗操作、數據記錄與處理、報告撰寫、匯報交流等;④項目組人數;⑤活動評價方案的簡介等。學生閱讀項目介紹書后自行分組。

3.2項目進行階段

項目式學習活動必須高效利用有限的課堂時間，加之適當利用學生課外時間。本次活動的課時安排如表3-1所示。

筆者提供學生檢索的資料：高中教材中的資料庫、中學化學實驗手冊、數據庫等。摘錄一些高校教材中部分篇幅作為閱讀資料，比如《分析化學》第9章中的重量分析法定義和主要的三種方法（沉淀法、氣化法和電解法），學生閱讀學習后就能自行選出用氣化法。

學生在課前初步設計出實驗方案為稱量→加熱→冷卻→稱量，優化成最終的實驗方案是本次活動的核心，因此將其設計在第1課時，該環節的教學設計見表3-2。

完成設計實驗方案后，學生在第2課時進實驗室操作。但此時學生還沒有掌握必要的實驗操作技能，比如用坩堝灼燒固體、使用干燥器的操作等。筆者將實驗室安全教育和相關實驗操作教學的視頻推送給學生，在實驗課前觀看和學習。并且用作業題的方式檢測學習成果，確保學生在進實驗室前有安全意識和基礎的操作技能，并在實驗課上加強操作的指導和巡視。

3.3結項階段

對于大多數高一學生來說，他們沒有撰寫過項目報告經歷。因此筆者在他們起筆撰寫前給予項目報告的框架。該框架主要包含①項目名稱、②研究目標、③活動中遇到的問題和解決方式、④實驗報告、⑤活動反思和收獲等。并且鼓勵他們在反思實驗偏差的基礎上，提出更深層次或有創新意識的問題，比如怎樣可以進一步提高實驗的精確度？能否利用其他性質換一種定量方法來測定？沉淀法、分光光度法可行嗎？

在該活動中，筆者更希望學生掌握重量分析法這種方法，而不是只是完成一個實驗。因此作業中讓學生設計食用小蘇打中碳酸氫鈉含量的測定，以檢驗學生能否將重量分析法用于其他樣品的分析中。

項目報告和作業交流展示的形式可以是多樣的，筆者讓學生來做一個“微報告”，由教師和學生一起參與“微答辯”。

3.4項目式學習活動的評價

項目式學習活動的評價應該注重多元化、動態化、將終結性評價與過程性評價相結合。筆者設計了《如何測定硫酸銅晶體中結晶水的含量》的項目評價方式，見表3-3。

4總結與反思

傳統的定量實驗教學中，教師先上理論課，將整個實驗方案講授的清清楚楚，然后再是學生實驗。學生在理論課上被動接受知識，在實驗課中按部就班的操作，缺乏思考和探究。通過本次項目式學習活動促進了學生學習方式轉變，化被動為主動，完成項目的過程中學習定量分析方法，掌握操作技能，認識科學探究過程，體會、認識定量分析對化學科學的重要價值，初步形成嚴謹求實、勇于實踐的科學態度。

《新課標》倡導“教、學、評”一體化，教師該怎么教項目？學生在活動中怎么學？怎么評價學生？怎樣讓項目組內不同的學生化學學科核心素養在活動中得到不同程度的發展？這些都還需要在實踐中進一步探索。

參考文獻：

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