核心素養視域下高中化學教學中項目式學習應用探究

在核心素養指引下的實際教學中，教師講解理論知識之余重點培養學生的實踐操作能力。項目式學習的落實要求教師根據學生的真實學情和課程主要內容確定項目主題，以此為依據提出針對性、啟發性的思考問題，引導學生在合作交流中高效完成項目。這樣不僅能夠增強學生的邏輯思維，而且有利于培養學生的問題求解能力，使其逐漸形成科學探究的精神品質，實現化學素養的全面提高。

一、項目式學習概念

項目式學習產生于20世紀初期美國教育改革運動中。在那個時代，實用主義教育觀甚囂塵上，教育者開始重新審視傳統教育知識傳授和實際應用相分離的現象。在這種情況下產生了項目式學習，其目的是突破學科界限，使學生能夠通過完成有實際意義的項目來積極主動地獲取知識、應用知識和解決現實中的問題。項目式學習就其本質而言，強調學生是主體，學生通過教師指導，獨立地制定項目目標、計劃項目步驟、搜集數據、執行項目以及展示和評估結果。它把學習過程放置在一個現實而又復雜的場景之中，使學生不再成為被動地接受知識的容器，而成為主動探索者。項目推進的過程中學生需要結合多學科知識鍛煉批判性思維、問題解決能力、團隊協作能力以及溝通能力等一系列關鍵素養。項目式學習是通過使學生深入地參與到項目的各個環節中去，從而達到自主建構知識和提高能力的目的，是區別于傳統課堂講授式的一種重要教育方式[1]。

二、高中化學教學中項目式學習應用優勢

（一）契合化學實驗特性

化學實驗在高中化學中占有重要地位，它具有探索性、操作性和創新性等特點。項目式學習與上述特點高度一致，在項目任務的推動下，促進學生像科學家那樣積極主動地設計實驗方案，操作實驗儀器，對實驗現象進行觀察和對實驗結果加以分析。在這一過程中學生不再被動地接受知識，而是在實踐活動中不斷地探究未知的事物，對實驗的原理和方法有了深入了解，動手操作能力和創新思維得到了發展，它可以大大提高學生學習化學的興趣和參與度，讓他們通過項目實踐真正獲得化學實驗技能[2]。

（二）助力化學概念掌握

高中化學中的概念比較抽象和繁雜，在傳統的教學方式中學生難以理解和記憶。項目式學習把抽象的概念納入具體的任務中，設置真實而富有挑戰的項目情境，學生需要借助化學概念來解決工程中的現實問題，需要通過不斷的練習和思考使抽象的概念具象化，并對概念的內涵和外延有不一樣的認識。該學習方式既加深了學生對概念的印象，更能夠使學生體會到概念之間的邏輯關系，建立起系統的化學知識體系，從而達到對化學概念深入理解和靈活應用的目的。

（三）強化計算應用能力

化學計算作為化學學習中的關鍵能力之一，涵蓋了化學方程式的計算、物質的量計算以及其他類型的計算。項目式學習的載體是實際項目，它包含了許多需要借助化學計算來求解的題目。學生在項目推進時，需要根據項目的要求進行數據分析，選擇適當的計算方法，把化學知識和數學運算密切結合起來。經過反復練習，可以使學生熟練地掌握各種化學計算技巧，提高計算的準確性和速度，也可以使他們深切感受到化學計算對解決實際問題的意義，加強對化學計算應用能力的培養，為后續化學及其相關科目的學習打下堅實基礎。

三、核心素養視域下高中化學教學中項目式學習的應用策略

（一）借助實驗項目，培育宏觀辨識與微觀探析素養

高中化學教學要想有效地培養學生宏觀辨識和微觀探析的素養，實驗項目的輔助是一種有效途徑。教師可以從精心設計實驗項目入手，指導學生在進行實驗操作時，對物質宏觀現象進行仔細觀察，同時發掘隱藏于這些現象后面的微觀本質[3]。

以“鐵及其化合物的性質”這一實驗項目為背景，教師提前為學生準備氯化亞鐵和氯化鐵的溶液，并讓他們觀察這些溶液的顏色，其中氯化亞鐵溶液的顏色為淺綠色，氯化鐵溶液顏色偏黃，可以讓學生從宏觀上初步識別物質。然后，將氫氧化鈉溶液滴加到氯化亞鐵溶液中，學生可以觀察到有白色沉淀產生，之后沉淀很快變成灰綠色并最終變成紅褐色。這時，教師指導學生微觀上分析是由于亞鐵離子首先和氫氧根離子相結合產生了氫氧化亞鐵的白色沉淀，氫氧化亞鐵具有不穩定性的特點，很容易在空氣中氧的作用下發生氧化并發生一系列微觀電子的復雜轉移，最后轉變為氫氧化鐵紅棕色沉淀。另一實驗將鐵粉加到氯化鐵溶液里，學生發現溶液的顏色漸漸變淡，這種宏觀現象的背后是微觀上三價鐵離子獲得電子還原成亞鐵離子的過程。教師也可以進一步擴展，讓學生討論不同氧化劑氧化亞鐵離子時的作用，例如單獨添加過氧化氫溶液和酸性高錳酸鉀溶液，觀察溶液的顏色變化和反應激烈程度等宏觀現象，并指導學生在微觀上分析各種氧化劑氧化性的強弱和電子轉移難易。通過該系列實驗項目的開展，學生不斷建立起宏觀現象和微觀本質的聯系，逐漸提高宏觀辨識和微觀探析的素養。

（二）設置平衡項目，深化變化觀念與平衡思想素養

高中化學教學中，提升學生變化觀念和平衡思想素養是極其關鍵的，而平衡項目的建立可以有力地實現這一目的。教師可通過設置具體的化學平衡情境項目來指導學生對化學反應動態變化過程進行深入了解。

比如，針對“化學平衡移動原理”相關內容，教師可設計“探究二氧化氮與四氧化二氮的平衡體系”項目。在項目實施之前，教師帶領學生一起編制盛有二氧化氮和四氧化二氮混合氣體連通器，供學生在常溫下觀察氣體顏色。接下來，將連通器的一端浸入熱水，而另一端則浸入冷水。學生可以清晰地觀察到，熱水的一端氣體顏色加深，而冷水的一端氣體顏色則變得更淺。教師指導學生根據化學平衡運動原理分析二氧化氮變成四氧化二氮是放熱反應提高了溫度使平衡往逆反應運動，產生較多紅褐色二氧化氮，因而氣體顏色加深；當溫度下降時，平衡會向正反應的方向偏移，從而產生更多的無色四氧化二氮，導致氣體的顏色變得更淺。然后，教師進一步指導學生去思考，如果改變壓力，這個平衡系統會發生什么變化。可通過對連通器體積進行壓縮或者擴張來模擬壓強的改變，從而使學生能夠觀察到氣體的顏色改變。壓縮體積加大壓強后，氣體顏色先加深后變淺但較原顏色加深，是由于壓強加大，平衡朝著產生四氧化二氮方向偏移，氣體的顏色是淺的，但二氧化氮的濃度仍然大于原來的濃度，因為它的體積變小了，因此最后的顏色也較原來的顏色更深。通過如此深入探討平衡體系在各種情況下的變化，可以使學生深刻理解化學平衡移動的原理，提升變化觀念和平衡思想素養，學習用動態平衡的觀點來分析、解決化學問題。

（三）運用案例項目，強化證據推理與模型認知素養

加強高中化學教學中學生證據推理和模型認知素養是關鍵[4。教師可借助豐富且典型的案例項目，引導學生從實際問題出發，挖掘其中蘊含的化學原理與規律。教師在實際課堂操作時，通過呈現真實情境中的化學現象使學生搜集有關資料，并利用現有知識分析推理，努力建構解釋模型。學生在解剖和歸納不同實例的基礎上，逐步學會根據證據合理推理并建構化學模型，以促進這兩大核心素養的發展。

以“鐵及其化合物”教學為例，在教學時教師可以介紹一種在生活中普遍存在的現象一一鐵制品銹蝕。講清案例之后，教師指導學生通過觀察生銹鐵制品顏色、紋理等外觀變化來搜集這些直觀的證據。然后，引出一個疑問：鐵是怎么生銹的？生銹時的化學反應是什么？請學生分小組調閱材料，以理解鐵生銹產生的條件和所涉化學原理。在這一過程中學生可能發現鐵生銹和氧氣、水有一定的關系，這時教師再進一步引導學生反思：怎樣用實驗來證實這一結論呢？學生設計了這樣一個實驗：在干燥空氣、水和潮濕空氣里分別放置鐵釘，觀察鐵釘在各種環境中的銹蝕情況。學生從實驗現象分析中得出鐵生銹要有氧氣與水參與這一事實。基于此，教師指導學生建立鐵生銹化學模型，利用化學方程式來表達鐵和氧氣以及水之間所進行的反應。此后，教師又介紹了工業中預防鐵生銹的辦法，比如涂漆和鍍鋅，并請學生用化學原理的觀點來分析這幾種辦法的效果。學生在深度挖掘案例中，既獲得鐵及其化合物方面的知識，又學會根據證據推理建構化學模型，提升證據推理和模型認知素養。

（四）開發探究項目，厚植科學探究與創新意識素養

在高中化學教學當中，探究項目的開展對于厚植學生的科學探究和創新意識素養有著十分重要的作用。教師在教學中要積極發掘教材和生活材料，精心設計有探究價值的方案。教師在課堂實踐過程中通過創設問題情境來激發學生好奇心和探究欲望，誘導他們獨立地提出問題和進行假設。在探索過程中鼓勵他們嘗試各種方法和思維，啟發他們的創新意識，讓他們懂得科學探究不是固定不變的，它是一個富有挑戰和創新精神的過程[5]。

以“探究不同價態含硫物質的轉化”為例開發探究項目時，教師先設問：硫元素具有多個價態，各種價態含硫物質是怎樣在特定條件下互相轉化的？誘發學生的思維，提出假設。學生可能會在原有知識的基礎上假定低價態硫可以氧化成高價態硫、高價態硫又可以還原成低價態硫。其次，教師指導學生進行實驗方案設計。學生進行分組討論，以確定最適合的含硫成分，例如硫化氫、二氧化硫、濃硫酸等，并確定了相應的氧化劑和還原劑。學生在實驗裝置設計中充分發揮創新思維的作用，思考怎樣使物質發生轉化和怎樣對產物進行檢測。學生在做實驗時，認真細致地操作，細心觀察實驗現象并記錄資料。如向裝有二氧化硫的集氣瓶內通入硫化氫后，發現產生黃色固體，此現象證明低價態硫和高價態硫存在氧化還原反應。學生在實驗后通過實驗數據分析得到了含硫物質在不同價態下的轉化條件及規律。通過貫穿于探究的全過程，不僅使學生對化學知識有深刻的認識，而且在自主探究和創新設計的同時，也厚植科學探究和創新意識素養。

（五）創新實踐項目，塑造科學態度與社會責任素養

高中化學教學為了有效地培養學生科學態度和社會責任素養，可以通過創新實踐項目來輔助教師對生活和社會當中的化學素材進行深入發掘。課堂不能囿于課本知識的講授，而應該引導學生把化學知識和實際緊密聯系起來。通過有實際意義的實踐項目設計，使學生從切身體會中認識到化學在社會發展中的重要性，進而引發學生對化學學科深層次的思考，培養他們嚴謹的科學態度和對社會環境負責的精神。

以“環境保護與綠色化學”這一主題為例，教師可以設計“校園綠色化學活動”的方案。首先，指導學生全面調查校園內部環境狀況，主要有垃圾產生量、分類情況和水電能源消耗。學生分小組采取行動，制訂詳盡的數據收集計劃并應用化學知識對垃圾成分進行分析，討論不同垃圾降解的原理。在能源調查中，學生借助專業工具對校園不同地區水電消耗情況進行了測量并繪制能耗分布圖。然后，根據調查結果需要學生應用化學原理給出創新性綠色解決方案。例如，對于垃圾處理來說，可以設計出一套化學降解裝置來使用微生物以及特定的化學試劑來加快有機垃圾分解；針對水電能源浪費的情況，可以從化學反應中能量轉化的角度設計一種節能提示裝置，在室內采光較好或者沒有人的情況下，電器設備會自動停機。教師在工程實施時，應指導學生充分考慮到計劃的可行性、經濟性和環境影響等。學生需要對計劃進行持續優化，并和學校后勤部門進行交流和合作，把一些計劃落到實處。通過這個項目，學生不但深入了解了綠色化學這一概念，而且在實際教學中養成科學的態度，意識到自己有責任為校園環境的改善做出貢獻，把化學知識落實到行動上，助力綠色校園創建。

結束語

總之，項目式學習對于核心素養導向下的高中化學教學具有顯著優勢。通過精心設計的項目，使學生在實踐中對化學知識有了深刻認識，切實提高了核心素養。在實際應用效果方面，極大地提升了學生學習積極性，鍛煉了他們的問題解決能力與創新思維。但項目式學習在實施過程中還面臨著項目設計是否合理、教師引導是否準確等挑戰。在今后的工作中，需要進一步優化項目式學習實施策略、強化教師培訓、提高教師項目設計和指導能力等。與此同時，不斷探索項目式學習和高中化學教學深度融合之路，以期能夠更好地為培養學生核心素養服務，從而為其未來發展打下扎實基礎。

參考文獻

[1]簡興禹.核心素養下高中化學教學中項目式學習的應用探究[J].高考，2024（33）：110-112.

[2]馬艷紅.核心素養下高中化學教學中項目式學習的應用[J].亞太教育，2024（13）：48-51.

[3]孫維江.核心素養下高中化學教學中項目式學習的應用研究[J].高考，2024（9）：97-99.

[4]孫艷玲.核心素養下高中化學教學中項目式學習的應用研究Ⅲ].安徽教育科研，2024（6）：45-47.

[5]唐國田.核心素養下高中化學教學中項目式學習的應用探究].中學教學參考，2023（20）：77-79.