基于高中化學(xué)實驗的項目化學(xué)習(xí)與物理學(xué)科融合教學(xué)

王晶

摘 要：在新課程改革的背景下，需要教師具備先進的教育思想，加強各學(xué)科之間的有效結(jié)合，發(fā)展學(xué)生綜合運用知識解決實際問題的能力，推動學(xué)生核心素養(yǎng)的提升。文章以“電解質(zhì)的電離”相關(guān)知識點教學(xué)為例，對如何借助項目化學(xué)習(xí)的方式來實現(xiàn)高中化學(xué)實驗和物理學(xué)科的有效融合展開了敘述，以期為教師展開綜合性的教學(xué)提供思路，讓學(xué)生在跨學(xué)科實踐中獲得綜合素質(zhì)上的提升。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；項目化學(xué)習(xí)；物理；實驗；跨學(xué)科

在現(xiàn)實生活中，學(xué)生遇到的實際問題往往包含了多方面的知識，需要學(xué)生運用跨學(xué)科的思想去解決問題。在以往的高中化學(xué)教學(xué)中，存在忽視學(xué)生實際需求的問題，教師在教學(xué)中很少引導(dǎo)學(xué)生展開跨學(xué)科的學(xué)習(xí)，導(dǎo)致學(xué)生思考問題的角度變得十分狹窄。對此，教師有必要積極探索有效的跨學(xué)科教學(xué)方式，借助跨學(xué)科教學(xué)來擴展學(xué)生的視野，讓學(xué)生能夠真正掌握解決問題的方法。而通過在實驗教學(xué)中實施項目化學(xué)習(xí)的手段，則有助于落實這一目標。借助項目化學(xué)習(xí)的方式，能夠自然而然地將化學(xué)和物理學(xué)科聯(lián)系在一起，讓學(xué)生獲得用物理來解決化學(xué)問題的經(jīng)歷，使學(xué)生的綜合素質(zhì)得到提升[1]。

一、項目化學(xué)習(xí)的內(nèi)涵

項目化學(xué)習(xí)是指教師通過引導(dǎo)學(xué)生通過跨學(xué)科的概念和驅(qū)動性的問題來實現(xiàn)對真實問題的解決，讓學(xué)生在解決實際問題的過程中獲得知識和方法。項目化學(xué)習(xí)具有以下的特征：

一是綜合性，需要學(xué)生擺脫以單一學(xué)科為本位的思想，注重將自己的已有問題解決經(jīng)驗整合在一起，懂得如何去解決一個完整的問題，因此項目化學(xué)習(xí)是落實跨學(xué)科實踐的主要路徑。

二是實踐性，項目化學(xué)習(xí)需要學(xué)生使用實踐性的方式來真正解決問題，包括展開調(diào)查、數(shù)據(jù)分析、交流討論等，并且在實踐中制作出可供展示的作品。

三是自主性，在項目化學(xué)習(xí)活動中，需要遵循以學(xué)生為本的思想觀念，注重讓學(xué)生經(jīng)歷完整的問題解決過程，包括發(fā)現(xiàn)問題、提出設(shè)想、猜想假設(shè)、實踐探索等。

項目化學(xué)習(xí)的實施改變了學(xué)生過去以記憶結(jié)論、大量做題為主的學(xué)習(xí)方式，能夠有效地挖掘出學(xué)生的綜合素質(zhì)，使學(xué)生實現(xiàn)從“學(xué)會”到“會學(xué)”的轉(zhuǎn)變，取得更好的教學(xué)效果[2]。

二、基于高中化學(xué)實驗的項目化學(xué)習(xí)與物理學(xué)科融合策略

（一）借助情境創(chuàng)設(shè)，激活假設(shè)猜想

項目化學(xué)習(xí)依托真實的情境，教師要注重借助情境創(chuàng)設(shè)的手段來激活學(xué)生的問題解決意識，促使學(xué)生調(diào)動自己的生活經(jīng)驗展開探究，引起學(xué)生對解決問題手段或者結(jié)果的假設(shè)猜想。

例如，在“電解質(zhì)的電離”相關(guān)知識點教學(xué)中，教師創(chuàng)設(shè)如下的情境，引導(dǎo)學(xué)生展開對問題的探究。

首先，在上課之前，教師給學(xué)生布置一項學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生繪制出氯化鈉在水中行為的微觀示意圖。通過這一任務(wù)的展開，能夠促進學(xué)生的思考，使學(xué)生在猜想假設(shè)中產(chǎn)生學(xué)習(xí)的動機。

接著，使用多媒體向?qū)W生展示一段視頻，學(xué)生可以在視頻當(dāng)中看到一個小實驗，知道當(dāng)人在出汗的時候更容易遇到觸電的問題。如此，可以將化學(xué)課堂和學(xué)生的現(xiàn)實生活聯(lián)系在一起，增強課堂的親和力，同時也讓學(xué)生對其中蘊含的化學(xué)現(xiàn)象充滿期待，有助于提升學(xué)生的課堂參與程度。

接下來，教師向?qū)W生提出驅(qū)動性問題：為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象？引出電解質(zhì)以及電解質(zhì)的電離這兩個知識點，讓學(xué)生思考如何將抽象的知識和直觀的生活現(xiàn)象聯(lián)系在一起，驅(qū)動學(xué)生去解決問題。

在學(xué)生對生活中真實存在的問題產(chǎn)生了足夠的好奇心之后，教師再引導(dǎo)學(xué)生去交流討論教師在上課之前布置的學(xué)習(xí)任務(wù)。在這個任務(wù)的探索中，學(xué)生的觀點可以分成兩種，一種是認為氯化鈉在溶于水的過程中是不會發(fā)生變化的，另一種則是認為氯化鈉會分成氯離子和鈉離子。

之后，通過引導(dǎo)學(xué)生對兩種可能的結(jié)果進行分析，引出了這次要解決的實際問題：氯化鈉溶于水時會發(fā)生怎樣的行為？

最后，教師再引導(dǎo)學(xué)生進行進一步思考：人在出汗的時候更容易觸電，而我們都知道人的汗液當(dāng)中是含有鹽的成分的，那么這種現(xiàn)象和我們今天要研究的氯化鈉溶于水的行為之間是否有聯(lián)系？就讓我們來一探究竟吧！如此，讓學(xué)生將要研究的內(nèi)容和真實的情境聯(lián)系在了一起，為學(xué)生的項目實踐奠定下良好的基礎(chǔ)。

總之，教師要重視對情境創(chuàng)設(shè)手段的使用，讓學(xué)生進入到解決真實問題的狀態(tài)中來，積極主動地進行思考，提升學(xué)生在項目中的參與程度，并且也借助真實的情境來使學(xué)生的問題思考方式變得更加多樣化。在情境創(chuàng)設(shè)中，教師可以使用問題、演示實驗、媒體資料等多種手段，增添課堂的趣味性，讓學(xué)生可以更快地進入到知識探究的狀態(tài)中來[3]。

（二）引導(dǎo)方案設(shè)計，促進實踐規(guī)劃

項目化學(xué)習(xí)需要學(xué)生去經(jīng)歷完整的問題解決過程，因此在學(xué)生實踐的過程中，教師不能直接告訴學(xué)生如何去做，而是要給學(xué)生創(chuàng)造充足的自主空間，讓學(xué)生借助掌握到的知識和方法來自主設(shè)計實踐方案，提高學(xué)生解決問題的水平。由于高中學(xué)生自主解決問題的能力還不高，教師在這個過程中也可以適當(dāng)參與進去，給予學(xué)生指導(dǎo)，提高學(xué)生設(shè)計方案的效率。

例如，在“電解質(zhì)的電離”相關(guān)知識點的項目化學(xué)習(xí)中，需要學(xué)生將化學(xué)實驗和物理結(jié)合在一起，使用各種物理工具來檢驗不同物質(zhì)在溶于水之后發(fā)生的變化，記錄下實驗現(xiàn)象，根據(jù)對實驗結(jié)果的分析，總結(jié)出電解質(zhì)的電離現(xiàn)象。在完成了情境創(chuàng)設(shè)之后，教師向?qū)W生介紹了實驗工具的使用方法，以CL-傳感器的使用為例，這一傳感器可以測定溶液中的氯離子濃度，但是無法測量按照一定規(guī)律緊密排列所形成的物質(zhì)中的離子濃度，也向?qū)W生介紹了微型導(dǎo)電實驗器、PH傳感器等工具的使用方法。接下來，教師組織學(xué)生展開交流討論的活動，讓學(xué)生在小組內(nèi)進行討論，思考如何借助物理工具來展開推理，讓各個小組獨立去設(shè)計實驗方案，并且思考實驗現(xiàn)象對應(yīng)的原理[4]。

通過引導(dǎo)學(xué)生展開充足的交流討論，讓學(xué)生思考解決問題的方法，最終師生共同制訂了如下的實踐方案：

任務(wù)1：使用CL-傳感器來驗證氯化鈉溶于水的行為，分析氯化鈉在哪些狀態(tài)下會解離出氯離子和鈉離子，了解哪種狀態(tài)下的氯化鈉可以導(dǎo)電，思考其中的原因。

任務(wù)2：使用微型導(dǎo)電實驗器來展開多個小實驗，了解不同溶液的導(dǎo)電性，記錄實驗現(xiàn)象，分析為何不同溶液的導(dǎo)電性存在差異。在實驗中，主要為學(xué)生提供了醋酸、氫氧化鈉溶液、蔗糖溶液、氯化鋇溶液、氨水溶液等實驗材料，學(xué)生可以在教師的允許下，去探索更多的材料。

任務(wù)3：使用PH傳感器來測定不同溶液的氫離子濃度，基于對溶液PH的了解，分析為何不同溶液的導(dǎo)電能力存在差異。在這一任務(wù)中，學(xué)生主要對濃度為0.1mol/L的鹽酸和醋酸進行了對比研究。

如此，通過讓學(xué)生基于掌握到的知識和方法來自主設(shè)計實踐方案，不僅可以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且能夠使學(xué)生解決問題的素質(zhì)得到增強，讓學(xué)生可以更好地掌握完整解決問題的方法，學(xué)會對信息進行適合的篩選和整合，取得更好的項目化學(xué)習(xí)效果。

（三）促進實驗探究，自主驗證猜想

在學(xué)生設(shè)計出了實踐方案之后，教師要給學(xué)生創(chuàng)造充足的空間，讓學(xué)生在實踐當(dāng)中去驗證自己的想法，加深學(xué)生對結(jié)論的認識。教師在這個過程中也要適當(dāng)?shù)匕l(fā)揮出自身的引導(dǎo)作用，對學(xué)生進行必要的觀察，幫助學(xué)生更好地參與到實踐中去，提升學(xué)生的項目實踐質(zhì)量，讓學(xué)生掌握更多有效的問題解決方法。

例如，在學(xué)生探索物質(zhì)導(dǎo)電性的過程中，教師發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生在實踐中缺乏良好的記錄意識，有的學(xué)生只是在進行枯燥的觀察，得到大概的結(jié)論，但是不會去做記錄，對實驗現(xiàn)象的解釋比較模糊，缺乏嚴謹?shù)膶嶒灳?。對此，教師讓學(xué)生去展開更多的實驗操作，讓學(xué)生去對比不同濃度的溶液導(dǎo)電性，讓學(xué)生意識到只有做好實驗記錄，才可以得到更加完整的結(jié)論，并且讓學(xué)生去思考是否所有的物質(zhì)溶于水都可以發(fā)生電離、是哪些因素導(dǎo)致了燈泡亮度的差異等問題，使學(xué)生進一步沉浸在實驗當(dāng)中，促使學(xué)生多思考、多實踐，強化學(xué)生的探究意識。有的學(xué)生在實驗中出現(xiàn)了不懂得如何使用實驗物理器材的問題，在使用方法上出現(xiàn)了問題，因此，教師使用微課等手段，幫助學(xué)生快速了解操作方法，使學(xué)生能夠獲得更加完整的問題解決經(jīng)歷[5]。

總之，教師要重視起學(xué)生的實踐過程，讓學(xué)生能夠在實踐當(dāng)中對問題解決的方法、問題的結(jié)論產(chǎn)生正確理解。在對學(xué)生進行過程指導(dǎo)時，教師也要關(guān)注學(xué)生之間的差異性，注重給學(xué)生提供適合自己的學(xué)習(xí)技巧，讓教學(xué)滿足學(xué)生的個性化需求。

（四）引導(dǎo)過程討論，促進深度學(xué)習(xí)

在學(xué)生獲得了充足的實踐體驗之后，教師要及時引導(dǎo)學(xué)生對學(xué)習(xí)的過程進行交流討論，讓學(xué)生分享自己解決問題的方法、得到的結(jié)果、產(chǎn)生的疑惑，促進學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。

例如，在“電解質(zhì)的電離”相關(guān)知識點項目化學(xué)習(xí)中，關(guān)鍵在于引導(dǎo)學(xué)生展開充足的證據(jù)推理活動，讓學(xué)生能夠基于物理裝置得到的信息，對化學(xué)現(xiàn)象展開充分推理，使學(xué)生在完整的科學(xué)探究中掌握電離的過程。因此在學(xué)生根據(jù)設(shè)計好的方案進行充分的實踐之后，教師引導(dǎo)學(xué)生去討論如下的問題：

問題1：如何根據(jù)傳感器給出的數(shù)據(jù)來判斷氯化鈉溶于水的過程？通過對傳感器的使用，可以建立起怎樣的氯化鈉溶于水過程模型？

問題2：為何一些溶液具有導(dǎo)電的能力？是否所有的物質(zhì)在溶于水之后都可以形成具有導(dǎo)電性的溶液？

問題3：通過對PH傳感器的使用，你可以借助哪些證據(jù)來判斷物質(zhì)在水溶液中的電離情況？

在提出了上述問題之后，首先讓學(xué)生在小組內(nèi)進行討論，之后再隨機邀請學(xué)生做出回答，進一步引起學(xué)生之間的思維碰撞，讓學(xué)生在交流討論中學(xué)會充分運用獲得的數(shù)據(jù)去解決問題，使學(xué)生對問題的認識水平得到提升。

如此，借助對實踐過程的充分討論，可以讓學(xué)生去分享自己的經(jīng)歷，并且借助他人的經(jīng)驗來發(fā)現(xiàn)自己在實踐中存在的問題，提升學(xué)生的實驗探究質(zhì)量，讓學(xué)生對實驗中獲得的數(shù)據(jù)產(chǎn)生更多的理解。

（五）基于成果展示，實現(xiàn)過程評價

在項目化學(xué)習(xí)活動中，教師要重視起學(xué)生對學(xué)習(xí)成果的展示，讓學(xué)生在成果的展示中對自己的學(xué)習(xí)過程進行歸納整理，并且促進學(xué)生的自主評價，使學(xué)生去建立起更加適合自己的問題解決模式，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)水平。教師在這個過程中也要適當(dāng)?shù)貙W(xué)生進行評價，客觀指出學(xué)生學(xué)習(xí)上的進步和需要改進的地方，幫助學(xué)生實現(xiàn)進步。

例如，在“電解質(zhì)的電離”相關(guān)知識點項目化學(xué)習(xí)中，在學(xué)生完成了項目實踐之后，教師讓各個小組去輪流展示學(xué)習(xí)成果，包括在實驗中制作出的表格、獲得的實驗結(jié)論，同時也鼓勵學(xué)生分享對于各種物理器材用法的了解以及對電離知識用法的認識。之后，教師再從學(xué)生的合作學(xué)習(xí)表現(xiàn)、在實踐中的態(tài)度、對于證據(jù)的歸納總結(jié)能力等方面來進行評價，也鼓勵學(xué)生展開自主反思，分析自己在項目實踐中存在的不足，促使學(xué)生完善自己的學(xué)習(xí)方式。在完成評價之后，再根據(jù)對學(xué)情的認識，給學(xué)生提供適合的課后輔導(dǎo)，充分發(fā)揮出教學(xué)評價的價值。

三、基于高中化學(xué)實驗的項目化學(xué)習(xí)與物理學(xué)科融合效果分析

（一）促進學(xué)生學(xué)以致用

項目化學(xué)習(xí)是一種很有效的跨學(xué)科學(xué)習(xí)手段，以項目化學(xué)習(xí)的方式將化學(xué)實驗和物理融合在一起，可以讓學(xué)生解決問題的能力獲得極大的提升，促使學(xué)生實現(xiàn)學(xué)以致用。如在本次的項目化學(xué)習(xí)中，學(xué)生依托一個生活化的情境來展開探究，帶著對生活的質(zhì)疑參與到方案的設(shè)計和實施中去，讓學(xué)生體會到了化學(xué)知識學(xué)習(xí)的價值。并且在本次的實踐中，也讓學(xué)生掌握了解決方案設(shè)計與實施的方法，進一步鍛煉了學(xué)生解決問題的本領(lǐng)，讓學(xué)生懂得如何更加高效地使用自己掌握到的知識。

（二）激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

在以往的高中化學(xué)教學(xué)中，教師經(jīng)常會將教學(xué)局限在學(xué)生對結(jié)論的獲取上，通過讓學(xué)生死記硬背概念和公式、讓學(xué)生大量做題等教學(xué)方式，導(dǎo)致學(xué)生對化學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生了厭煩的情緒。而項目化學(xué)習(xí)可以將化學(xué)學(xué)科和學(xué)生的現(xiàn)實生活密切聯(lián)系在一起，使學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性、創(chuàng)造性得到增強，充分改善學(xué)生對化學(xué)學(xué)習(xí)的認識，使學(xué)生在深入探究中感受到化學(xué)學(xué)習(xí)的樂趣，培養(yǎng)學(xué)生良好的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣。在項目化學(xué)習(xí)中，學(xué)生和教師之間的關(guān)系也得到了明顯的改善，讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人，能夠主動提出自己的困惑和見解，進一步強化了學(xué)生的學(xué)習(xí)動機。

（三）發(fā)展學(xué)生的學(xué)習(xí)能力

借助項目化學(xué)習(xí)的方式，能夠使學(xué)生實現(xiàn)從被動到主動的轉(zhuǎn)變，使學(xué)生經(jīng)歷知識形成的完整過程，使學(xué)生的學(xué)習(xí)能力獲得明顯提升。同時，由于項目化學(xué)習(xí)可以更好地滿足學(xué)生興趣的需要，也能夠使學(xué)生思考問題的方式變得更加靈活，提高學(xué)生問題探究的水平，使學(xué)生的學(xué)習(xí)能力得到進一步的發(fā)展。

結(jié)束語

利用項目化學(xué)習(xí)的方式來實現(xiàn)高中化學(xué)實驗和物理學(xué)科的有效融合，能夠有效地挖掘出學(xué)生解決問題的潛能，促進學(xué)生的綜合素質(zhì)獲得提升，有助于實現(xiàn)對學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。因此教師要重視對教學(xué)資源的整合，從學(xué)生的學(xué)習(xí)需要出發(fā)，組織學(xué)生展開多樣化的項目學(xué)習(xí)活動，讓學(xué)生可以將化學(xué)和物理的知識有效結(jié)合在一起去解決問題，使學(xué)生真正掌握解決問題的有效方法，提高高中化學(xué)教學(xué)的質(zhì)量，讓學(xué)生在真實問題的解決中建立起更加完善的認知框架。

參考文獻

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