微項目學習下高中化學實驗教學設計探究

劉清鳳

摘 要：化學作為一門由實驗與理論相結(jié)合的自然類科目，如果說理論知識的學習是學生形成理性認知的主要過程，那么實驗教學則是他們形成感性認知的重要途徑。為了提高課堂教學有效性，大多數(shù)教師利用微項目優(yōu)化實驗教學活動，并取得了不錯的效果。本文針對微項目學習下如何進行高中化學實驗教學設計進行探討，并給出一些可行性建議。

關(guān)鍵詞：微項目學習；高中化學；實驗教學

微項目學習是項目式學習下衍生而出的一種新型學習模式，相對于項目式學習，占用時間比較少，且能夠在短時間吸引學生注意力，使學生全身心投入學習中，改善他們的學習效果。作為高中化學教師，應當結(jié)合微項目學習，優(yōu)化實驗教學活動，引導學生自主學習，結(jié)合小組合作學習，一起完成實驗探究，輔助他們更好地理解理論知識，形成完善的知識體系。

一、選擇微項目主題，調(diào)動學生學習興趣

在高中化學課程教學中，要想在微項目學習下優(yōu)化實驗教學設計，教師的首要任務是精心設計微項目主題，可以以固有的教材內(nèi)容為基本依托，基于課程標準、教學內(nèi)容和學生認知水平等綜合因素的考慮，選擇合適的微項目主題。微項目主題可以是當前社會的熱點問題，也可以是與工業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的主題，或者是與學生日常生活密切相關(guān)的問題。同時要考慮微項目主題是否涵蓋了化學學科核心知識，是否承載學科思想和學科思維的培養(yǎng)，是否能夠發(fā)展學生的核心素養(yǎng)，是否真實且有意義，是否能調(diào)動學生學習興趣，是否具有可操作性等[1]。

比如：在開展“醇和酚的性質(zhì)”教學時，以“抗疫消毒劑乙醇”作為微項目主題，利用貼近學生實際的話題，能夠充分調(diào)動學生積極性，讓學生感受化學學科價值。在開展“硫的氧化物”教學時，設計“酸雨”作為微項目主題，基于真實情境精心規(guī)劃，用好化學學科思想及科學方法，調(diào)動學生的參與意識，并培養(yǎng)學生應用化學知識解決實際問題的能力。在開展“鐵的多樣性”教學時，以“生活中常見的補鐵口服液中鐵元素價態(tài)探究”為微項目主題，貼近學生的生活實際，讓學生在真實的學習情境中開展自主探究活動，結(jié)合鐵在自然界和生活中的存在、用途、物理性質(zhì)等，引導學生主動探索，保持高昂的學習熱情，樹立學生學習自信心。在“氧化還原反應的應用”的教學活動中，教師選擇“科學使用含氯消毒劑”為微項目主題，幫助學生進一步理解氧化還原的原理，以及培養(yǎng)學生利用氧化還原反應解決問題的能力。在開展“粗硅的提純及其原理”教學時，選取“芯片所需硅材料純化”這一社會熱點問題作為微項目主題，引導學生利用分離提純基本思路和氧化還原核心知識應用于粗硅提純的真實情境中，將所學知識結(jié)構(gòu)化和外顯化，形成解決問題的思路和模型，激發(fā)學生學習熱情，讓學生感受到化學材料在高科技中的重要應用[2]。

二、設計微項目問題，培養(yǎng)學生自主探究能力

在微項目學習下的高中化學實驗教學中，教師應以理解本節(jié)課的教學目標為基礎(chǔ)，為學生打造一個滿足實際學習需求，且具有挑戰(zhàn)性、探究性與趣味性的微項目學習探究環(huán)境，吸引他們快速進入到實驗探究中。高中化學教師可圍繞具體微項目精心設計一些問題，組織學生認真思考、交流與討論，使其在問題驅(qū)動下進行實驗學習，提高他們的參與度[3]。

在開展“氧化還原反應的應用”教學時，教師選擇“科學使用含氯消毒劑”為微項目主題，并帶領(lǐng)學生將微項目拆解為幾個具體學習的基本問題。問題1：84消毒液中的有效成分是什么？教師組織學生對84消毒液的產(chǎn)品說明進行解讀，通過讓學生閱讀產(chǎn)品說明，完成相應的探究任務。問題2：84消毒液中的有效成分是次氯酸鈉，可能有著什么樣的性質(zhì)？學生通過設計實驗，驗證對次氯酸鈉性質(zhì)的猜測。在實驗設計時，要求學生做好實驗方案的設計，按照步驟實施，記錄實驗現(xiàn)象，做好實驗結(jié)論總結(jié)。問題3：在產(chǎn)品說明中，哪些注意事項能夠使用次氯酸鈉的性質(zhì)解釋？問題4：在使用84消毒液時，不能夠和潔廁劑等酸性產(chǎn)品共同使用，其原因是什么？問題5：在84消毒液中，起到消毒作用的是次氯酸，那么這里的次氯酸是怎樣生成的？通過這樣的基本問題設計，引導學生開展深入探究活動，讓學生了解，在含氯消毒劑使用時，需要認真閱讀產(chǎn)品說明，科學使用，避免不當使用，造成嚴重的后果。通過這樣的活動，引出接下來的項目活動——消毒劑使用問題的探究。在活動中，教師向?qū)W生展示2016年巴西里約熱內(nèi)盧奧運會期間，室外泳池水變綠的新聞，引導學生對含氯消毒劑沒有發(fā)揮作用的原因進行探究，在加入過氧化氫后，發(fā)生什么樣的反應。讓學生設計實驗方案，開展實驗探究活動。在實驗的基礎(chǔ)上，讓學生思考問題：在選擇和使用消毒劑時，應當注意哪些問題？如果你作為游泳館的負責人，你會如何解決水變綠的問題，并說明理由。

三、規(guī)劃微項目課時，保證學生學習質(zhì)量

微項目學習是微型化的項目式學習，是從項目式學習的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，它擁有和項目式學習相同的特點：以學生為主體、真實情境、小組合作完成、以作品的形式呈現(xiàn)成果、獲取更多知識，培養(yǎng)學生綜合能力等。相對項目式學習，它用時較短，一般通過1—2學時完成[4]。但微項目學習內(nèi)容相對豐富，由于課堂時間有限，作為教師，需要做好課時規(guī)劃，保證微項目學習效率的同時，確保實驗的完整[5]。

在高中化學教學過程中，教師扮演著資源提供者與組織者的角色，在利用微項目學習進行實驗教學設計時，教師必須在上課前設置好課前、課中、課后的教學任務以及學生學習任務，進一步劃分教學內(nèi)容，以微項目的形式呈現(xiàn)出來，突出實驗的基本過程。同時，高中化學教師為學生提供相應的微項目學習指導，使其通過微項目進行實驗學習活動，深刻理解化學知識的本質(zhì)，并突破難點與疑點的障礙[6]。教師可以把分工合作、查閱資料等自主性任務留到課前完成，重要的實驗探究內(nèi)容留在課堂進行，定量定性的評價總結(jié)工作留在課后完成。

舉個例子，在魯科版高一化學必修第一冊“硫的轉(zhuǎn)化”教學中，教師可以課前布置任務讓學生查閱我國古代煉丹的原理。通過觀看火山噴發(fā)的視頻，了解煉丹中要使用到兩種重要的化學物質(zhì)——水銀和硫黃，在火山口出現(xiàn)的黃色物質(zhì)是硫單質(zhì)，了解在日常生活中硫黃的廣泛用途。由于課時限制，教師也可以提前準備好線上教學資源。通過幾個基本問題帶領(lǐng)學生在課堂上一起研究硫的性質(zhì)。硫元素有哪些常見化合價？從化合價角度分析，硫的化學性質(zhì)是什么？如何利用實驗進行驗證和推測？指導學生先自主思考、提測與提出猜想，再合作交流，共同設計實驗方案，并評價各個實驗方案，各個實驗方案即為各個微項目。由于硫在實驗中會產(chǎn)生廢氣或廢渣，容易污染環(huán)境，教師可以播放事先準備好的線上教學資源，以視頻形式展示各個實驗，如：取三個培養(yǎng)皿，均加入少量的硫粉，之后，向其中分別加入等量的水、酒精和二氧化碳，對其溶解情況進行觀察分析；取一支試管，加入少量的硫粉，利用酒精燈加熱到熔化；將硫粉研磨后，與鐵粉按照一定的比例均勻混合，鐵粉稍微過量，將混合粉末在石棉網(wǎng)上堆成“S”狀，使用灼熱的玻璃棒接觸其中一端，當混合物呈現(xiàn)紅熱時，將玻璃棒移開。要求學生認真觀察發(fā)生的現(xiàn)象，使其結(jié)合實驗討論與歸納硫的物理與化學性質(zhì)，讓他們把硫與氯氣相比，比較誰的氧化性更強，分析和交流判斷依據(jù)。

在本節(jié)課教學中，教師充分借助課前課后、線上線下相結(jié)合的優(yōu)勢，轉(zhuǎn)變化學實驗的呈現(xiàn)形式，創(chuàng)新微項目的學習方式，學生通過課上與課下相結(jié)合的方式研究硫的相關(guān)性質(zhì)，使其在小組成員的積極帶動下全身心投入實驗探究中，依托直觀化的實驗過程與現(xiàn)象深化他們對實驗原理的認識，提高理論知識的學習效率，從而更好地認識硫單質(zhì)，了解硫的主要性質(zhì)。

四、關(guān)注微項目實施，引導學生自主設計

微項目學習是一種以學習者為中心的學習模式，是在真實情境中展開的，以學生小組作為單位完成某種學習任務。微項目學習下的高中化學實驗教學，教師應該將課堂的主體地位還給學生，培養(yǎng)學生自主能動性，教師作為協(xié)助者幫助鼓勵學生完成微項目學習[7]。

在微項目學習下的高中化學實驗教學中，教師應轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學模式，布置好微項目學習任務以后，盡量為學生提供充裕的思考時間與空間，慢慢引導他們解決問題并親身參與設計、操作實驗。

在高中化學教學實踐中，教師在微項目學習下進行實驗教學設計時，應彰顯出學生的主體地位，除為他們提供充足的學習時間與空間外，還要關(guān)注整個微項目學習過程。具體來說，高中化學教師需指導學生親身參與整個微項目的學習，使其通過獨立思考與合作探究一起設計、操作與完成實驗，增強他們的學習體驗，加深對知識的理解，訓練思維能力[8]。

以魯科版高二化學選擇性必修1“化學反應的速率”教學為例，教師先結(jié)合教科書上的例子說明一個化學反應的利用價值，指出：想要對化學反應進行有效控制，必須要了解化學反應是如何進行的，并能定量分析影響化學反應速率的因素。由此明確本節(jié)課中微項目學習的主題，由各個小組設想影響化學反應速率的因素有哪些？學生可能提出濃度、溫度、壓強、催化劑和化學反應計量等，使其按照本組的猜想自主設計實驗進行驗證，展示本組成果。如小組1：取兩支一樣的試管，在試管中分別倒入5毫升的雙氧水溶液，并在其中一支試管中加入適量的二氧化錳粉末當作催化劑，驗證催化劑是否能夠?qū)瘜W反應速率參數(shù)影響，發(fā)現(xiàn)加入二氧化錳粉末的試管中雙氧水快速分解，并產(chǎn)生大量氣泡，而另外一支試管中的反應現(xiàn)象不是特別明顯，產(chǎn)生氣泡的速度較慢，量也較少，由此證明催化劑是影響化學反應速率的一個因素；小組2：取兩支相同的試管，分別加入濃度不一樣的雙氧水溶液，并加入等量的氯化鐵溶液，發(fā)現(xiàn)濃度較髙的雙氧水溶液分解速率較快，且有大量氣泡生成，另外一支試管中的現(xiàn)象不夠明顯，由此證明，反應物濃度是影響化學反應速率的一個因素。

對于本節(jié)課教學，通過微項目學習設計實驗教學，引導學生在小組內(nèi)自行設計實驗，對自己提出的猜想進行驗證，順利得到影響化學反應速率的幾個因素，使其親身經(jīng)歷整個微項目的學習，參與實驗的各個環(huán)節(jié)，由此增強自身的化學學習體驗，極力發(fā)揮出個人主觀能動性，讓學生在相互討論與合作中一起完成微項目學習任務，促進預期教學目標的實現(xiàn)。

在這節(jié)課的教學中，教師關(guān)注微項目的具體實施，將實驗操作的主動權(quán)交給學生，自己則從旁指導、點撥與協(xié)助。當他們遇到問題或疑惑時，要及時提供相應的幫助，確保實驗操作的順利進行。對學生在實施微項目過程中出現(xiàn)與教學目標偏離太遠的想法和操作，教師要及時把他們引導到正確的學習軌道中，保證微項目學習的效果和教學的完整性。

五、總結(jié)微項目成果，培養(yǎng)學生綜合能力

學生在分組合作微項目學習過程中，不同學生對知識掌握程度及學生各方面能力都存在著差異，在微項目活動開展過程中，鼓勵學生表達自己的想法，合作學習，促進學生思維碰撞，鍛煉學生的溝通和協(xié)作能力。

微項目學習完成后，每個小組都應該有相應的作品形成，教師要組織學生對形成成果進行展示，并對微項目學習做總結(jié)評價。在小組成員成果展示并進行總結(jié)匯報時，組內(nèi)成員可以反思本小組不足的地方?？梢詫で蠼處熀推渌瑢W的建議和幫助，通過師生之間的交流，結(jié)合生生之間的評價，加強對學生探究能力的培養(yǎng)。通過不斷反思、歸納總結(jié)，提高學生綜合能力，在自主學習的過程中實現(xiàn)能力的全面發(fā)展、知識體系的不斷構(gòu)建和綜合素養(yǎng)的不斷提升。

最后通過形成性和終結(jié)性兩種評價方式對學生微項目學習進行評價。其中形成性評價主要包括以下幾個方面：微項目學習中，學生的主動性與參與積極性，活動設計是否合理以及學習成果展示等。終結(jié)性評價則是對項目成果和總結(jié)做出評價。

結(jié)束語

總而言之，在微項目學習下的高中化學實驗教學中，教師應當對原先的實驗教學模式加以改進與創(chuàng)新，把教學內(nèi)容做微型化處理，劃分成若干個小項目，能夠在一定程度上降低學習難度，同時可以關(guān)注學生在實驗中的每一步操作與流程，及時指出他們的錯誤與暴露出的問題，加強實驗技能的培訓，使其習得更多的實驗操作技巧，最終促進理論知識的掌握。相信在教師和學生的不斷探究中，將微項目學習引入高中化學實驗教學中，教學效果會大大提升。

參考文獻

[1]陳愛香.高中化學實驗教學培養(yǎng)學生科學探究能力的研究[D].鄭州：河南大學，2014.

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[8]李陽蘭.微項目化學習應用于高中化學實驗教學的研究[J].科普童話·新課堂（中），2021（11）：98.