高中化學項目式教學校本課程的實施及教育價值

林秋霞

（福清市宏路中學，福建 福清 350300）

新課程改革以來，校本課程的開發與教學倍受各級教育行政部門、學校、教師的重視。為了實現培育學生核心素養的課程目標，作者所在學校的化學教研組在學校創建優質課程體系的背景下，依據《普通高中課程方案（2017 年版2020 年修訂）》和《普通高中化學課程標準（2017 年版2020 年修訂）》，開發了《化學研究的先驅》《課外實驗的設計與開展》《環境質量的分析與報告》等校本課程并對其教學方式進行研究。

校本課程具有獨特的育人價值功能，但育人效果受到教學方式的影響。傳統采用的“講座”“視聽”“自學”等教學方式，難以有效促進學生核心素養發展。據此，研究團隊對作者所在學校的化學校本課程進行基于項目式教學重構設計與探索。實踐表明，項目式教學能更好地發揮校本課程的育人價值功能。

一、基于“化學史研究”的項目式教學，培育學生科學精神

縱觀整個化學史，人類探索自然、追求真理、鍥而不舍的科學精神在化學家身上得到充分的體現。化學史作為科學精神最集中的載體，在化學校本課程中將其與項目式教學相結合，對培育學生的科學精神具有重要的意義。

研究團隊基于校本課程《化學研究的先驅》開展項目式教學，依托史料情境設計系列需要完成的項目。如“人類對原子結構的探秘”教學，為了讓學生能列舉事實說明化學對人類文明的偉大貢獻，培育學生科學探索的信念和勇氣，先讓學生收集“人類對原子結構的認識”的發展史料并撰寫研究報告；然后各小組提交研究報告并在課堂上進行展示與研討。通過學習小組的課堂展示活動，完整呈現了學生收集資料、探尋路徑和獲取成果的過程。這一活動中，通過“驅動式學習—小組合作探究—成果展示交流—小組、師生互動—評出最佳成果”，讓學生體會原子結構的認識過程：從湯姆生發現電子到查德威克證實中子的存在，眾多科學家們通過大量經典實驗，歷盡千辛萬苦，不斷收集數據，分析數據，開展實驗，運用科學方法，調整研究方案，進行模型解釋，逐步揭開了原子的內部結構。為了認識原子結構，科學家們通過成百上千次的探索和試驗，經歷各種失敗和挫折，獲得了豐富成果。科學家們堅忍不拔、嘔心瀝血、矢志不渝，為后人積累了大量的基礎研究數據。現在人們已經可以獲得電子、質子、中子較為準確的數據，甚至可以結合實驗所得的數據，粗略計算一個重氫原子中的中子數。［1］通過“化學史研究”的項目式教學，可以讓學生切實體味科學家們在探尋未知領域的智慧、信念和勇氣，引領學生學習科學家在實驗探索中表現出的不怕困難、不懼失敗、鍥而不舍的科學精神。這種基于“以史為鑒”的項目式的學習活動，不僅能充分調動學生思考的積極性，還能開發學生的學習潛能，深化對科學精神的認知。

二、基于“定性實驗設計與開展”的項目式教學，激發學生化學學習興趣

教育心理學認為，學習興趣是一個人的認識傾向與情緒狀態，是推動人們求知的一種內驅力。教學實踐發現，學生若興趣于某一學科，就會創造條件、克服困難對這一學科進行持續不斷地鉆研，產生明顯的學習效益。在《課外實驗的設計與開展》校本課程中實施項目式教學能有效激發學生學習化學的興趣，實現化學校本課程的育人價值。

研究團隊對《課外實驗的設計與開展》的校本課程設計包括兩方面內容：一是定性實驗的設計與開展,二是定量實驗的設計與開展。在“定性實驗的設計與開展”的教學中，教師首先創設真實的問題情境，明確學生需要完成的實驗項目及意義，引導學生制定實驗方案進行實驗設計。實驗方案經過小組討論、教師確定后，再到實驗室完成實驗，如制作水果電池、空瓶噴泉、海帶中提取碘等實驗。

在實驗時，學生五人一組，利用學校實驗室開放時間，一周一次，進行“定性實驗的設計與開展”項目學習，學生對象主要是高一二年級學生。經過自主探究，效果良好，激發了學生的化學學習興趣，高考選考化學的學生逐年增加。下面以“海帶提碘”實驗為例，說明“定性實驗的設計與開展”的教學。

首先，通過課前查閱資料，學生了解海水中含有豐富的化學資源，認識化學科學發展對利用自然資源的重要意義：海水中雖然含有豐富的碘元素，但由于海水中碘的濃度很低，工業上不采用從海水中直接提取碘的方式，而是從海洋中許多具有富碘能力的海藻植物中提取碘，比如海帶就是著名的“采碘能手”。從海帶中提取碘是目前工業上獲取碘的重要途徑，教師要求學習小組就收集到的資料進行整理與分析。［2］

其次，課中進行學習交流。學習小組派代表說明碘及其化合物的用途，如作食品添加劑、消毒劑、防腐劑、催化劑、人工降雨等；其他小組補充，如碘可以作為放射性治療輔助劑、制作染料、制造膠片等。接著讓學習小組設計“海帶提碘”的實驗方案。其中一個學習小組提交的實驗方案如圖1：

其他小組對上述方案進行了討論與評價，一致認為是這一個簡約、可行的實驗方案。

最后，分組實驗結束后，教師還要引導學生對實驗問題進行討論，提高學生對實驗原理的認識，如教師可以適時追問第⑤步驟用雙氧水好，還是用氯水好？請說明理由。經過再次討論，學生認為選擇雙氧水做氧化劑比較好，因為它的還原產物是H2O，對環境無污染，符合綠色化學的思想。

學生經歷收集資料、實驗設計、互動交流、動手操作、成果展示等過程，完成了學習項目，獲得了實驗成果，感受到了項目學習帶來的樂趣，因此對化學學習產生了濃厚的興趣。

三、基于“定量實驗設計與開展”的項目式教學，促進學生深度學習

化學原理是指化學科學的基本規律，對它的理解與掌握不僅有助于學生加工、吸收化學知識，而且提供了認識化學世界的思路與方法，在中學化學中，它主要包括化學反應、物質的組成與結構、物質制備（實驗裝置、實驗操作）等原理。

“定量實驗設計與開展”的教學，能促進學生深度理解化學原理。如“水泥中鈣元素的測定”教學：首先，引導學生梳理中學化學常用的定量分析方法，如質量法、氣體法、滴定法等。其次，布置學生設計實驗“測定水泥中CaSiO3含量”，設計的實驗方案需經學習小組討論、老師審核后方可進入實驗室進行實驗。最后，實驗完成后，需對實驗中的反應原理、裝置原理、操作原理進行思考與總結，并對實驗進行綜合評價。

反應原理、裝置原理和操作原理是定量實驗的理論基礎。開展定量實驗的過程中，將完成項目任務作為目標、“實測量”作為實驗的核心、“精準”作為準繩，從而讓三種原理有機融合，實現對化學原理的融會貫通。在實驗評價時，讓學生充分表達對實驗設計合理性的看法，如對實驗過程中滴入幾滴硝酸的合理性的思考，引導學生認識硝酸可以將樣品中可能存在的Fe2+氧化為Fe3+的同時，也產生了對環境不友好的氮氧化物，造成了環境問題；若用雙氧水代替，更符合綠色化學思想。這種認識不僅是深度理解化學原理，更是達到了培育學生核心素養的目標。

基于“定量實驗設計與開展”的項目式教學，不僅可以促進學生對化學原理的深度學習，還可以培養學生的定量思維。學生在動手操作過程中體會到了學習的意義和價值，獲得成功的體驗，形成了良好的內驅力。

四、基于“身邊環境問題分析探究”的項目式教學，培育學生理性思維能力

“證據推理”是學生核心素養的重要組成部分，而有效的“證據推理”需要學生具有較強的理性思維能力。理性思維是一種有方向、有依據的邏輯思維，它突出了學科素養的思維特質，能對事物或問題進行合乎規律的分析與綜合、抽象與概括，是有效認識研究對象本質特征、構成要素及其相互關系的關鍵能力。

在人類文明進步的歷程中，化學科學的發展起到了積極的作用，同時對周圍的環境產生了不良影響。在《環境質量的分析與報告》校本課程中開展項目式教學，有利于培育學生的理性思維能力，促進學生對化學知識的思辨性理解。例如，高三復習教學中發現，學生對離子推斷的基本原則：肯定原則、互斥原則、電中性原則、進出原則等理解具有一定困難，對離子推斷題有畏難情緒，并且對環境中霧霾的形成過程也不甚了解。基于學情，研究團隊通過開展《霧霾中的無機鹽成分探究》項目教學來解決學生學習中存在的這些問題。首先，介紹大氣顆粒物水溶性離子的檢驗方法，如常見陽離子、常見陰離子的檢驗方法。其次，依托現實生活中常見的空氣質量問題情境，要求學生設計實驗進行“校園周邊可溶性離子的檢驗”，實驗方案經討論、確定后，到實驗室進行分組實驗，并結合查閱的資料對實驗現象進行分組討論與推理。

在分組討論環節，學生認識到，活化氧可以快速氧化二氧化硫，且炭黑是大氣中二氧化硫轉化為三氧化硫的催化劑，也會加速大氣顆粒物硫酸鹽的形成，加速霧霾的形成，及時消除大氣顆粒污染物的方法是控制污染源，如機動車尾氣和燃煤污染等；在推理環節，從離子共存和檢驗時加入試劑的視角，推理“無機鹽成分”，理解離子推斷的基本原則。這種對周圍環境問題的思考，促進了學生對化學反應原理的認識，而對化學反應原理的認識，又引發了學生對周圍環境問題的辯證思考，這樣的教學過程是對學生理性思維能力有效的培育。

五、結語

化學項目式教學課堂是多元化且真實的課堂，促進學生達成“有章可循，有法可依”地解決問題的目的，且解決問題過程中培養、發展學生學科核心素養。［3］在校本課程中開展項目式教學不僅需要對本學科知識、研究方法進行重構整合，還需要進行跨學科視角的知識與方法的重構整合，在校本課程的項目化實施中，要引導學生動手（學科實踐）、動腦（思考），動口（表達），努力使學生實現知識、方法與素養之間有意義的建構。項目式教學是素養導向的校本課程開發和實施的重要路徑，它貼近學生的認知發展要求，是推進校本課程育人價值落地的有效教學方式。