微项目学习下高中化学实验教学设计探究

刘清凤

摘 要：化学作为一门由实验与理论相结合的自然类科目，如果说理论知识的学习是学生形成理性认知的主要过程，那么实验教学则是他们形成感性认知的重要途径。为了提高课堂教学有效性，大多数教师利用微项目优化实验教学活动，并取得了不错的效果。本文针对微项目学习下如何进行高中化学实验教学设计进行探讨，并给出一些可行性建议。

关键词：微项目学习；高中化学；实验教学

微项目学习是项目式学习下衍生而出的一种新型学习模式，相对于项目式学习，占用时间比较少，且能够在短时间吸引学生注意力，使学生全身心投入学习中，改善他们的学习效果。作为高中化学教师，应当结合微项目学习，优化实验教学活动，引导学生自主学习，结合小组合作学习，一起完成实验探究，辅助他们更好地理解理论知识，形成完善的知识体系。

一、选择微项目主题，调动学生学习兴趣

在高中化学课程教学中，要想在微项目学习下优化实验教学设计，教师的首要任务是精心设计微项目主题，可以以固有的教材内容为基本依托，基于课程标准、教学内容和学生认知水平等综合因素的考虑，选择合适的微项目主题。微项目主题可以是当前社会的热点问题，也可以是与工业生产相关的主题，或者是与学生日常生活密切相关的问题。同时要考虑微项目主题是否涵盖了化学学科核心知识，是否承载学科思想和学科思维的培养，是否能够发展学生的核心素养，是否真实且有意义，是否能调动学生学习兴趣，是否具有可操作性等[1]。

比如：在开展“醇和酚的性质”教学时，以“抗疫消毒剂乙醇”作为微项目主题，利用贴近学生实际的话题，能够充分调动学生积极性，让学生感受化学学科价值。在开展“硫的氧化物”教学时，设计“酸雨”作为微项目主题，基于真实情境精心规划，用好化学学科思想及科学方法，调动学生的参与意识，并培养学生应用化学知识解决实际问题的能力。在开展“铁的多样性”教学时，以“生活中常见的补铁口服液中铁元素价态探究”为微项目主题，贴近学生的生活实际，让学生在真实的学习情境中开展自主探究活动，结合铁在自然界和生活中的存在、用途、物理性质等，引导学生主动探索，保持高昂的学习热情，树立学生学习自信心。在“氧化还原反应的应用”的教学活动中，教师选择“科学使用含氯消毒剂”为微项目主题，帮助学生进一步理解氧化还原的原理，以及培养学生利用氧化还原反应解决问题的能力。在开展“粗硅的提纯及其原理”教学时，选取“芯片所需硅材料纯化”这一社会热点问题作为微项目主题，引导学生利用分离提纯基本思路和氧化还原核心知识应用于粗硅提纯的真实情境中，将所学知识结构化和外显化，形成解决问题的思路和模型，激发学生学习热情，让学生感受到化学材料在高科技中的重要应用[2]。

二、设计微项目问题，培养学生自主探究能力

在微项目学习下的高中化学实验教学中，教师应以理解本节课的教学目标为基础，为学生打造一个满足实际学习需求，且具有挑战性、探究性与趣味性的微项目学习探究环境，吸引他们快速进入到实验探究中。高中化学教师可围绕具体微项目精心设计一些问题，组织学生认真思考、交流与讨论，使其在问题驱动下进行实验学习，提高他们的参与度[3]。

在开展“氧化还原反应的应用”教学时，教师选择“科学使用含氯消毒剂”为微项目主题，并带领学生将微项目拆解为几个具体学习的基本问题。问题1：84消毒液中的有效成分是什么？教师组织学生對84消毒液的产品说明进行解读，通过让学生阅读产品说明，完成相应的探究任务。问题2：84消毒液中的有效成分是次氯酸钠，可能有着什么样的性质？学生通过设计实验，验证对次氯酸钠性质的猜测。在实验设计时，要求学生做好实验方案的设计，按照步骤实施，记录实验现象，做好实验结论总结。问题3：在产品说明中，哪些注意事项能够使用次氯酸钠的性质解释？问题4：在使用84消毒液时，不能够和洁厕剂等酸性产品共同使用，其原因是什么？问题5：在84消毒液中，起到消毒作用的是次氯酸，那么这里的次氯酸是怎样生成的？通过这样的基本问题设计，引导学生开展深入探究活动，让学生了解，在含氯消毒剂使用时，需要认真阅读产品说明，科学使用，避免不当使用，造成严重的后果。通过这样的活动，引出接下来的项目活动——消毒剂使用问题的探究。在活动中，教师向学生展示2016年巴西里约热内卢奥运会期间，室外泳池水变绿的新闻，引导学生对含氯消毒剂没有发挥作用的原因进行探究，在加入过氧化氢后，发生什么样的反应。让学生设计实验方案，开展实验探究活动。在实验的基础上，让学生思考问题：在选择和使用消毒剂时，应当注意哪些问题？如果你作为游泳馆的负责人，你会如何解决水变绿的问题，并说明理由。

三、规划微项目课时，保证学生学习质量

微项目学习是微型化的项目式学习，是从项目式学习的基础上发展而来的，它拥有和项目式学习相同的特点：以学生为主体、真实情境、小组合作完成、以作品的形式呈现成果、获取更多知识，培养学生综合能力等。相对项目式学习，它用时较短，一般通过1—2学时完成[4]。但微项目学习内容相对丰富，由于课堂时间有限，作为教师，需要做好课时规划，保证微项目学习效率的同时，确保实验的完整[5]。

在高中化学教学过程中，教师扮演着资源提供者与组织者的角色，在利用微项目学习进行实验教学设计时，教师必须在上课前设置好课前、课中、课后的教学任务以及学生学习任务，进一步划分教学内容，以微项目的形式呈现出来，突出实验的基本过程。同时，高中化学教师为学生提供相应的微项目学习指导，使其通过微项目进行实验学习活动，深刻理解化学知识的本质，并突破难点与疑点的障碍[6]。教师可以把分工合作、查阅资料等自主性任务留到课前完成，重要的实验探究内容留在课堂进行，定量定性的评价总结工作留在课后完成。

举个例子，在鲁科版高一化学必修第一册“硫的转化”教学中，教师可以课前布置任务让学生查阅我国古代炼丹的原理。通过观看火山喷发的视频，了解炼丹中要使用到两种重要的化学物质——水银和硫黄，在火山口出现的黄色物质是硫单质，了解在日常生活中硫黄的广泛用途。由于课时限制，教师也可以提前准备好线上教学资源。通过几个基本问题带领学生在课堂上一起研究硫的性质。硫元素有哪些常见化合价？从化合价角度分析，硫的化学性质是什么？如何利用实验进行验证和推测？指导学生先自主思考、提测与提出猜想，再合作交流，共同设计实验方案，并评价各个实验方案，各个实验方案即为各个微项目。由于硫在实验中会产生废气或废渣，容易污染环境，教师可以播放事先准备好的线上教学资源，以视频形式展示各个实验，如：取三个培养皿，均加入少量的硫粉，之后，向其中分别加入等量的水、酒精和二氧化碳，对其溶解情况进行观察分析；取一支试管，加入少量的硫粉，利用酒精灯加热到熔化；将硫粉研磨后，与铁粉按照一定的比例均匀混合，铁粉稍微过量，将混合粉末在石棉网上堆成“S”状，使用灼热的玻璃棒接触其中一端，当混合物呈现红热时，将玻璃棒移开。要求学生认真观察发生的现象，使其结合实验讨论与归纳硫的物理与化学性质，让他们把硫与氯气相比，比较谁的氧化性更强，分析和交流判断依据。

在本节课教学中，教师充分借助课前课后、线上线下相结合的优势，转变化学实验的呈现形式，创新微项目的学习方式，学生通过课上与课下相结合的方式研究硫的相关性质，使其在小组成员的积极带动下全身心投入实验探究中，依托直观化的实验过程与现象深化他们对实验原理的认识，提高理论知识的学习效率，从而更好地认识硫单质，了解硫的主要性质。

四、关注微项目实施，引导学生自主设计

微项目学习是一种以学习者为中心的学习模式，是在真实情境中展开的，以学生小组作为单位完成某种学习任务。微项目学习下的高中化学实验教学，教师应该将课堂的主体地位还给学生，培养学生自主能动性，教师作为协助者帮助鼓励学生完成微项目学习[7]。

在微项目学习下的高中化学实验教学中，教师应转变传统的教学模式，布置好微项目学习任务以后，尽量为学生提供充裕的思考时间与空间，慢慢引导他们解决问题并亲身参与设计、操作实验。

在高中化学教学实践中，教师在微项目学习下进行实验教学设计时，应彰显出学生的主体地位，除为他们提供充足的学习时间与空间外，还要关注整个微项目学习过程。具体来说，高中化学教师需指导学生亲身参与整个微项目的学习，使其通过独立思考与合作探究一起设计、操作与完成实验，增强他们的学习体验，加深对知识的理解，训练思维能力[8]。

以鲁科版高二化学选择性必修1“化学反应的速率”教学为例，教师先结合教科书上的例子说明一个化学反应的利用价值，指出：想要对化学反应进行有效控制，必须要了解化学反应是如何进行的，并能定量分析影响化学反应速率的因素。由此明确本节课中微项目学习的主题，由各个小组设想影响化学反应速率的因素有哪些？学生可能提出浓度、温度、压强、催化剂和化学反应计量等，使其按照本组的猜想自主设计实验进行验证，展示本组成果。如小组1：取两支一样的试管，在试管中分别倒入5毫升的双氧水溶液，并在其中一支试管中加入适量的二氧化锰粉末当作催化剂，验证催化剂是否能够对化学反应速率参数影响，发现加入二氧化锰粉末的试管中双氧水快速分解，并产生大量气泡，而另外一支试管中的反应现象不是特别明显，产生气泡的速度较慢，量也较少，由此证明催化剂是影响化学反应速率的一个因素；小组2：取两支相同的试管，分别加入浓度不一样的双氧水溶液，并加入等量的氯化铁溶液，发现浓度较髙的双氧水溶液分解速率较快，且有大量气泡生成，另外一支试管中的现象不够明显，由此证明，反应物浓度是影响化学反应速率的一个因素。

对于本节课教学，通过微项目学习设计实验教学，引导学生在小组内自行设计实验，对自己提出的猜想进行验证，顺利得到影响化学反应速率的几个因素，使其亲身经历整个微项目的学习，参与实验的各个环节，由此增强自身的化学学习体验，极力发挥出个人主观能动性，让学生在相互讨论与合作中一起完成微项目学习任务，促进预期教学目标的实现。

在这节课的教学中，教师关注微项目的具体实施，将实验操作的主动权交给学生，自己则从旁指导、点拨与协助。当他们遇到问题或疑惑时，要及时提供相应的帮助，确保实验操作的顺利进行。对学生在实施微项目过程中出现与教学目标偏离太远的想法和操作，教师要及时把他们引导到正确的学习轨道中，保证微项目学习的效果和教学的完整性。

五、总结微项目成果，培养学生综合能力

学生在分组合作微项目学习过程中，不同学生对知识掌握程度及学生各方面能力都存在着差异，在微项目活动开展过程中，鼓励学生表达自己的想法，合作学习，促进学生思维碰撞，锻炼学生的沟通和协作能力。

微项目学习完成后，每个小组都应该有相应的作品形成，教师要组织学生对形成成果进行展示，并对微项目学习做总结评价。在小组成员成果展示并进行总结汇报时，组内成员可以反思本小组不足的地方。可以寻求教师和其他同学的建议和帮助，通过师生之间的交流，结合生生之间的评价，加强对学生探究能力的培养。通过不断反思、归纳总结，提高学生综合能力，在自主学习的过程中实现能力的全面发展、知识体系的不断构建和综合素养的不断提升。

最后通过形成性和终结性两种评价方式对学生微项目学习进行评价。其中形成性评价主要包括以下几个方面：微项目学习中，学生的主动性与参与积极性，活动设计是否合理以及学习成果展示等。终结性评价则是对项目成果和总结做出评价。

结束语

总而言之，在微项目学习下的高中化学实验教学中，教师应当对原先的实验教学模式加以改进与创新，把教学内容做微型化处理，划分成若干个小项目，能够在一定程度上降低学习难度，同时可以关注学生在实验中的每一步操作与流程，及时指出他们的错误与暴露出的问题，加强实验技能的培训，使其习得更多的实验操作技巧，最终促进理论知识的掌握。相信在教师和学生的不断探究中，将微项目学习引入高中化学实验教学中，教学效果会大大提升。

参考文献

[1]陈爱香.高中化学实验教学培养学生科学探究能力的研究[D].郑州：河南大学，2014.

[2]韩晓，江合佩，王朝晖.基于真實情境的项目式教学：以“粗硅的提纯及其原理”为例[J].化学教学，2020（4）：5.

[3]朱群平.基于化学核心素养发展的项目式实验教学路径研究[J].文理导航（中旬），2021（5）：64-65.

[4]刘姝妤.微项目学习在初中化学实验教学中的应用研究[D].武汉：华中师范大学，2021.

[5]郝春华.基于微项目学习的高中化学实验教学设计研究[D].海口：海南师范大学，2019.

[6]王坚.改进高中化学实验，提升化学教学效果[J].中学课程辅导（教师教育），2020（2）：15.

[7]王晓宇.高中化学分组实验教学中引入项目学习模式初探[J].中学化学教学参考，2019（12）：47.

[8]李阳兰.微项目化学习应用于高中化学实验教学的研究[J].科普童话·新课堂（中），2021（11）：98.