核心素養下高中化學項目式教學設計與實踐

隨著新課改的不斷深化，核心素養成為教育領域的重要議題，在高中化學教學中，核心素養培養成為教育改革的重要方向。項目式學習作為一種強調實踐與合作、注重學生自主探究的教學方法，能夠培養學生的綜合素養，在教育界引起了極大的關注，但在核心素養的框架下，其在高中化學教學中的實踐應用研究還有待加強。本文立足核心素養培養目標，分析項目式教學法在高中化學教學中應用的策略。

一、核心素養下高中化學項目式教學的作用

（一）深化學生對化學概念的理解，使知識更加具體和實用

核心素養下，項目式教學對提升學生的化學認知具有顯著的影響。以《氧化還原反應》項目式教學為例。深度參與該項目，學生不僅深化了對氧化還原反應概念的理解，還將這一抽象的概念具體而實用地運用于實際操作中。例如，學生通過觀察金屬與非金屬的反應過程，在實際操作中感受到了電子的轉移與物質的氧化還原過程，使化學知識不再停留在書本上，而是真實地應用到解決實際問題上。

在項目式學習活動中，學生需要分析實驗數據，觀察反應現象，從而更加深刻地理解氧化還原反應的本質。通過解決實際問題，如判斷金屬活動性、預測反應產物，學生在項目中將理論知識與實際問題相結合，使學科知識得到實際應用。這種深度學習不僅增強了學生對氧化還原反應概念的理解，還使學生在解決實際問題中運用所學知識，提升學生的知識應用能力，促進學生核心素養的發展。這一例子突顯了項目式學習法在高中化學教學中的積極作用，為未來教學提供了有益的借鑒。

（二）提高實驗技能，加深學生對化學實驗原理的理解

核心素養下，項目式教學有助于促進學生實驗技能的提升，使其對化學實驗原理形成更深層次的理解。以《氧化還原反應》項目式教學為例。學生積極參與實驗設計與操作，不僅培養了實驗技能，還深入理解了氧化還原反應的實驗原理。例如，在實驗中，學生需要精確配制反應溶液、掌握合適的實驗條件，以觀察氧化還原反應的細節。這不僅要求學生具備良好的實驗技能，還要求學生深入理解實驗操作的原理。實際操控實驗儀器，學生逐步理解了電子轉移、離子生成等實驗現象的本質，進一步鞏固了氧化還原反應的理論知識。項目中的實驗操作使學生更加直觀地感受到氧化還原反應的發生，促使學生深入思考實驗現象與理論知識間的關聯。學生的實驗技能得到了有效鍛煉，對化學實驗原理的理解也更為深刻。

（三）培養協作能力，提升學生的學習效果

核心素養下，以《氧化還原反應》為例的項目式學習不僅對學生的化學認知產生顯著影響，還在提高學生的實驗技能方面取得了令人矚目的成果。通過該項目，學生參與了一系列實驗操作，如觀察反應現象、測定反應速率等，不僅提高了應用實驗技能的熟練度，還深化了對化學實驗原理的理解。以觀察金屬與非金屬反應為例，學生在實際操作中掌握了實驗步驟、儀器使用等實驗技能，并通過數據記錄和分析，更加深入地理解了氧化還原反應的實驗原理。這種實踐性學習，不僅使學生在操作中獲得了技能提升，也促使學生更好地理解實驗背后的化學原理，為提高其實驗設計能力和實踐能力奠定了堅實基礎。這一項目例證了核心素養下項目式學習法在提升學生實驗技能和理論理解水平方面的顯著效果，為今后的化學教育提供了有益啟示。

二、核心素養下高中化學項目式教學設計與實踐——以《過氧化氫氧化性、還原性的研究》為例

（一）項目實施的目標

1.深化對氧化還原反應概念的理解。

核心素養下的項目式教學中，項目實施的首要目標是確定項目任務，通常是教師立項，提出一個或多個項目任務，學生參與討論，最終確定項目的目標和任務。例如，在項目中，學生討論過氧化氫氧化性、還原性的研究目標和任務，并制定相應的項目計劃。有了項目計劃，學生要考慮如何實現項目計劃，教師可以予以指導建議。

比如，針對如何驗證過氧化氫具有還原性，教師可以利用過氧化氫與高錳酸鉀的反應來進行實驗驗證，引導學生討論在酸性、堿性、中性環境下過氧化氫與高錳酸鉀的反應會不會不同，提高學生考慮問題的全面性。并且，給出實施該計劃的建議，具體可以采用小組合作的方式分析反應機制、拆分任務步驟、觀察實驗現象、記錄對比實驗現象等，從而在實踐中加深對這一重要概念的理解。

通過實際操作，學生將理論知識轉化為實際經驗，使氧化還原反應這一抽象的概念變得更加具體和實用。此外，項目設計還應當促進學生對氧化還原反應概念的深層次理解，引導學生分析對比實驗、觀察反應現象，使學生能夠認識到反應條件也能對氧化還原反應造成影響。項目任務不僅提升了學生對概念的認知和理解，還培養了學生的主動探究精神，為其未來更深層次的化學學習打下了堅實基礎。

2.提高學生的實驗設計能力和操作技能。

核心素養下，項目式教學旨在提高學生的實驗設計能力和操作技能，讓學生積極參與實驗設計的過程，如確定實驗步驟、選擇適當的實驗條件等。通過這樣的實踐，學生不僅在理論上理解氧化還原反應，還通過參與實驗設計的過程，提升了對實驗的系統性思考能力和規劃能力。在具體實驗操作中，學生觀察反應過程，獨立設計實驗步驟，操作實驗儀器，收集實驗數據。在觀察雙氧水與高錳酸鉀的反應中，學生參與的實驗不僅是一次化學現象的直接觀察，還是一次對比較、分類、類比、歸納等多種科學整理方法的學習，更是一項深度參與的實踐活動。在這個過程中，學生需要準確觀測反應速度、仔細觀察反應的細節等。這種實驗操作不僅提升了學生的實驗技能，讓學生熟練掌握了實驗儀器的使用方法，還提高了學生對實驗數據的準確記錄能力和分析能力。同時，對反應過程的仔細觀察，使學生能夠捕捉到反應的關鍵細節，如氣泡的產生、顏色的變化等，進一步深化了學生對化學反應原理的理解。

3.提高學生的合作能力。

通過該項目，學生在團隊中合作完成實驗設計、數據收集以及結果分析等任務，增強了自身的協作意識和團隊協作能力。在實際操作中，為了觀察和記錄不同環境下過氧化氫與高錳酸鉀的實驗現象和反應時間，學生需要互相協商、分工明確，共同完成實驗任務。這樣的團隊協作不僅使學生更好地理解了氧化還原反應的實質，還鍛煉了學生溝通與協作的技能。在共同面對實驗中出現的問題、解決難題的過程中，學生逐漸認識到團隊協作的重要性，增強了團隊凝聚力。同時，項目的目標設定使學生在共同完成任務的過程中感受到團隊合作的力量，激發出更積極的學習動力。學生在團隊中發揮各自的特長，共同完成實驗，不僅提升了自身的學習水平，也鍛煉了團隊合作能力，使核心素養下的高中化學項目式教學更高效。

（二）項目化實施過程

1.項目選擇與設計階段。

核心素養下，在項目式教學的項目選擇與設計階段的具體策劃中，首先，教師要從高中化學新課程標準和學科知識體系出發，明確項目的整體目標，如提高學生對氧化還原反應的理解程度和實驗操作技能。

其次，根據學生的學科基礎和學習能力，選擇與教材相關的氧化還原反應實驗作為項目的主要內容。在具體實驗的選擇中，教師可以設計多個項目任務，如過氧化氫性質的預測、驗證過氧化氫具有還原性、驗證過氧化氫具有氧化性等，確保項目既包含基礎知識點又具有一定的深度和挑戰性。通過這些實驗，學生能夠理解氧化還原反應中電子轉移的過程，進一步深化化學概念理解。

最后，項目設計還應該考慮到學生的實際情況和興趣所在，使項目更具啟發性。教師可以引導學生自主選擇研究方向，如模仿驗證過氧化氫還原性的實驗設計、選擇合適的試劑設計過氧化氫氧化性的實驗方案、提出個性化的實驗問題等，從而激發學生主動學習和深入研究的興趣。通過項目選擇與設計階段的有效結合，教師能夠在《氧化還原反應》教學中創設出更加具有挑戰性和實踐性的學習環境，有效促進學生核心素養的全面發展。

2.組建團隊與角色分工階段。

核心素養下的項目式教學中，組建團隊與角色分工階段起著至關重要的作用，特別是在實驗的具體步驟和化學符號的運用方面。組建小組時，教師可以根據學生的學科知識水平和實驗經驗合理分配不同的角色。在小組交流項目分工時，教師可以讓學生根據自己的特點，主動承擔自己擅長的任務，如操作者、觀察者、計時者、記錄者。這種團隊合作不僅使學生在實驗中能夠充分發揮各自的專業知識，還培養了學生在團隊中分工合作的能力。在角色分工中，學生還需要運用化學符號和公式準確地描述反應過程。例如，學生可以使用化學符號表示過氧化氫與酸性高錳酸鉀反應、過氧化氫在酸性環境下與銅或鋅反應的化學方程式，強化對氧化還原反應的理解。通過這一階段的團隊合作和角色分工，學生既能夠深入理解氧化還原反應的實質，又能夠在實際操作中熟練應用化學符號和方程式。這為核心素養下的高中化學項目式教學注入了更具實踐性的元素。

3.實驗過程。

核心素養下的項目式教學中，實驗過程是項目實施的關鍵環節。在該實驗中，首先，教師要選擇合適的實驗材料作為實驗對象，保證實驗現象的可觀測性，如還原劑準備鋅、鎂、鐵、銅等，氧化劑準備高錳酸鉀及鹽酸、硫酸等。其次，在實驗前的準備階段，教師需要強調安全操作，增強學生的安全意識。例如，在驗證過氧化氫還原性時，學生需要將高錳酸鉀、稀硫酸分別放置于不同試管中，這具有一定的危險，而教師的溫馨提醒既是一種學科素養也是一份關愛。同時，試劑用量要有精準把控，教師作為項目的總負責人，一定要把化學反應控制在安全范圍內，準備好應急方案，做好處理突發事件的預防工作。

在驗證過氧化氫氧化性的實驗過程中，學生使用金屬與過氧化氫發生反應，當用銅與酸化的過氧化氫反應時，可以觀察到引人注目的反應現象：銅的表面逐漸產生氣泡，并且溶液出現漂亮的翡翠綠色。這和銅離子在水中為藍色不符。這時，教師應該提前做好準備，解釋這一現象。原因是銅離子原本的藍色與生成的另一種黃色的四氯合銅離子疊加產生了綠色。

實驗過程中，學生的任務不僅是觀察變化，還要仔細記錄實驗現象。例如，學生要記錄下銅與酸化的過氧化氫反應的溶液顏色為綠色，而我們以前觀察到的銅離子為藍色。學生對此產生疑問，激發出探索興趣，也為后續的分析結果提供重要依據。通過實驗，學生不僅能夠深入理解氧化還原反應的本質，還能夠通過有趣的實驗現象引發思考。這種實驗過程不僅是理論知識的具體實踐，還是培養學生科學思維和實踐能力的重要途徑。

4.收集實驗數據與分析結果階段。

核心素養下的項目式教學中，收集實驗數據與分析結果階段是項目化實施的重要環節。在過氧化氫與高錳酸鉀反應的實驗過程中，學生需要精確收集和記錄多方面的實驗數據，以深入了解過氧化氫與高錳酸鉀的反應機制。同時，學生需要模仿驗證過氧化氫還原性的方法，嘗試用不同金屬與過氧化氫反應，驗證過氧化氫的氧化性，從而通過類比、演繹、分析等科學的方法，比較不同實驗組的數據差異，提高實驗設計能力。在這一過程中，學生不僅深入了解了氧化還原反應的具體原理，還提升了自身的處理實驗數據能力和解讀試驗結果的能力。這種以具體數據為基礎的實驗設計，有助于學生將理論知識與實際實驗相結合，形成對化學現象的全面認識。

三、結語

通過實踐與總結我們不難發現，學生在項目中不僅是化學知識的消化者，還是知識的創造者和應用者。項目式學習不僅深化了學生對化學概念的理解，還讓學生在實驗技能、協作能力和創造性思維等方面取得顯著進步。這為后續的高中化學教學提供了新的思路和策略，強調了學科知識與核心素養的有效融合，為培養具有綜合素養的學生提供了有效途徑。核心素養下的項目式學習中，學生在解決實際問題的過程中培養了跨學科的思維能力，更好地理解了化學與現實世界的關聯。這一研究為核心素養下項目式教學法的實際應用提供了有益的經驗，也在教育改革的進程中為教育者提供了有力的支持。在未來，我們期待將這一成功實踐推廣到更多學科領域，促進學生全面發展，培養更具創新力和應變力的新一代學生。