基于高中化学实验的项目化学习与物理学科融合教学

王晶

摘 要：在新课程改革的背景下，需要教师具备先进的教育思想，加强各学科之间的有效结合，发展学生综合运用知识解决实际问题的能力，推动学生核心素养的提升。文章以“电解质的电离”相关知识点教学为例，对如何借助项目化学习的方式来实现高中化学实验和物理学科的有效融合展开了叙述，以期为教师展开综合性的教学提供思路，让学生在跨学科实践中获得综合素质上的提升。

关键词：高中化学；项目化学习；物理；实验；跨学科

在现实生活中，学生遇到的实际问题往往包含了多方面的知识，需要学生运用跨学科的思想去解决问题。在以往的高中化学教学中，存在忽视学生实际需求的问题，教师在教学中很少引导学生展开跨学科的学习，导致学生思考问题的角度变得十分狭窄。对此，教师有必要积极探索有效的跨学科教学方式，借助跨学科教学来扩展学生的视野，让学生能够真正掌握解决问题的方法。而通过在实验教学中实施项目化学习的手段，则有助于落实这一目标。借助项目化学习的方式，能够自然而然地将化学和物理学科联系在一起，让学生获得用物理来解决化学问题的经历，使学生的综合素质得到提升[1]。

一、项目化学习的内涵

项目化学习是指教师通过引导学生通过跨学科的概念和驱动性的问题来实现对真实问题的解决，让学生在解决实际问题的过程中获得知识和方法。项目化学习具有以下的特征：

一是综合性，需要学生摆脱以单一学科为本位的思想，注重将自己的已有问题解决经验整合在一起，懂得如何去解决一个完整的问题，因此项目化学习是落实跨学科实践的主要路径。

二是实践性，项目化学习需要学生使用实践性的方式来真正解决问题，包括展开调查、数据分析、交流讨论等，并且在实践中制作出可供展示的作品。

三是自主性，在项目化学习活动中，需要遵循以学生为本的思想观念，注重让学生经历完整的问题解决过程，包括发现问题、提出设想、猜想假设、实践探索等。

项目化学习的实施改变了学生过去以记忆结论、大量做题为主的学习方式，能够有效地挖掘出学生的综合素质，使学生实现从“学会”到“会学”的转变，取得更好的教学效果[2]。

二、基于高中化学实验的项目化学习与物理学科融合策略

（一）借助情境创设，激活假设猜想

项目化学习依托真实的情境，教师要注重借助情境创设的手段來激活学生的问题解决意识，促使学生调动自己的生活经验展开探究，引起学生对解决问题手段或者结果的假设猜想。

例如，在“电解质的电离”相关知识点教学中，教师创设如下的情境，引导学生展开对问题的探究。

首先，在上课之前，教师给学生布置一项学习任务，让学生绘制出氯化钠在水中行为的微观示意图。通过这一任务的展开，能够促进学生的思考，使学生在猜想假设中产生学习的动机。

接着，使用多媒体向学生展示一段视频，学生可以在视频当中看到一个小实验，知道当人在出汗的时候更容易遇到触电的问题。如此，可以将化学课堂和学生的现实生活联系在一起，增强课堂的亲和力，同时也让学生对其中蕴含的化学现象充满期待，有助于提升学生的课堂参与程度。

接下来，教师向学生提出驱动性问题：为什么会出现这种现象？引出电解质以及电解质的电离这两个知识点，让学生思考如何将抽象的知识和直观的生活现象联系在一起，驱动学生去解决问题。

在学生对生活中真实存在的问题产生了足够的好奇心之后，教师再引导学生去交流讨论教师在上课之前布置的学习任务。在这个任务的探索中，学生的观点可以分成两种，一种是认为氯化钠在溶于水的过程中是不会发生变化的，另一种则是认为氯化钠会分成氯离子和钠离子。

之后，通过引导学生对两种可能的结果进行分析，引出了这次要解决的实际问题：氯化钠溶于水时会发生怎样的行为？

最后，教师再引导学生进行进一步思考：人在出汗的时候更容易触电，而我们都知道人的汗液当中是含有盐的成分的，那么这种现象和我们今天要研究的氯化钠溶于水的行为之间是否有联系？就让我们来一探究竟吧！如此，让学生将要研究的内容和真实的情境联系在了一起，为学生的项目实践奠定下良好的基础。

总之，教师要重视对情境创设手段的使用，让学生进入到解决真实问题的状态中来，积极主动地进行思考，提升学生在项目中的参与程度，并且也借助真实的情境来使学生的问题思考方式变得更加多样化。在情境创设中，教师可以使用问题、演示实验、媒体资料等多种手段，增添课堂的趣味性，让学生可以更快地进入到知识探究的状态中来[3]。

（二）引导方案设计，促进实践规划

项目化学习需要学生去经历完整的问题解决过程，因此在学生实践的过程中，教师不能直接告诉学生如何去做，而是要给学生创造充足的自主空间，让学生借助掌握到的知识和方法来自主设计实践方案，提高学生解决问题的水平。由于高中学生自主解决问题的能力还不高，教师在这个过程中也可以适当参与进去，给予学生指导，提高学生设计方案的效率。

例如，在“电解质的电离”相关知识点的项目化学习中，需要学生将化学实验和物理结合在一起，使用各种物理工具来检验不同物质在溶于水之后发生的变化，记录下实验现象，根据对实验结果的分析，总结出电解质的电离现象。在完成了情境创设之后，教师向学生介绍了实验工具的使用方法，以CL-传感器的使用为例，这一传感器可以测定溶液中的氯离子浓度，但是无法测量按照一定规律紧密排列所形成的物质中的离子浓度，也向学生介绍了微型导电实验器、PH传感器等工具的使用方法。接下来，教师组织学生展开交流讨论的活动，让学生在小组内进行讨论，思考如何借助物理工具来展开推理，让各个小组独立去设计实验方案，并且思考实验现象对应的原理[4]。

通过引导学生展开充足的交流讨论，让学生思考解决问题的方法，最终师生共同制订了如下的实践方案：

任务1：使用CL-传感器来验证氯化钠溶于水的行为，分析氯化钠在哪些状态下会解离出氯离子和钠离子，了解哪种状态下的氯化钠可以导电，思考其中的原因。

任务2：使用微型导电实验器来展开多个小实验，了解不同溶液的导电性，记录实验现象，分析为何不同溶液的导电性存在差异。在实验中，主要为学生提供了醋酸、氢氧化钠溶液、蔗糖溶液、氯化钡溶液、氨水溶液等实验材料，学生可以在教师的允许下，去探索更多的材料。

任务3：使用PH传感器来测定不同溶液的氢离子浓度，基于对溶液PH的了解，分析为何不同溶液的导电能力存在差异。在这一任务中，学生主要对浓度为0.1mol/L的盐酸和醋酸进行了对比研究。

如此，通过让学生基于掌握到的知识和方法来自主设计实践方案，不仅可以提升学生的学习兴趣，而且能够使学生解决问题的素质得到增强，让学生可以更好地掌握完整解决问题的方法，学会对信息进行适合的筛选和整合，取得更好的项目化学习效果。

（三）促进实验探究，自主验证猜想

在学生设计出了实践方案之后，教师要给学生创造充足的空间，让学生在实践当中去验证自己的想法，加深学生对结论的认识。教师在这个过程中也要适当地发挥出自身的引导作用，对学生进行必要的观察，帮助学生更好地参与到实践中去，提升学生的项目实践质量，让学生掌握更多有效的问题解决方法。

例如，在学生探索物质导电性的过程中，教师发现部分学生在实践中缺乏良好的记录意识，有的学生只是在进行枯燥的观察，得到大概的结论，但是不会去做记录，对实验现象的解释比较模糊，缺乏严谨的实验精神。对此，教师让学生去展开更多的实验操作，让学生去对比不同浓度的溶液导电性，让学生意识到只有做好实验记录，才可以得到更加完整的结论，并且让学生去思考是否所有的物质溶于水都可以发生电离、是哪些因素导致了灯泡亮度的差异等问题，使学生进一步沉浸在实验当中，促使学生多思考、多实践，强化学生的探究意识。有的学生在实验中出现了不懂得如何使用实验物理器材的问题，在使用方法上出现了问题，因此，教师使用微课等手段，帮助学生快速了解操作方法，使学生能够获得更加完整的问题解决经历[5]。

总之，教师要重视起学生的实践过程，让学生能够在实践当中对问题解决的方法、问题的结论产生正确理解。在对学生进行过程指导时，教师也要关注学生之间的差异性，注重给学生提供适合自己的学习技巧，让教学满足学生的个性化需求。

（四）引导过程讨论，促进深度学习

在学生获得了充足的实践体验之后，教师要及时引导学生对学习的过程进行交流讨论，让学生分享自己解决问题的方法、得到的结果、产生的疑惑，促进学生的深度学习。

例如，在“电解质的电离”相关知识点项目化学习中，关键在于引导学生展开充足的证据推理活动，让学生能够基于物理装置得到的信息，对化学现象展开充分推理，使学生在完整的科学探究中掌握电离的过程。因此在学生根据设计好的方案进行充分的实践之后，教师引导学生去讨论如下的问题：

问题1：如何根据传感器给出的数据来判断氯化钠溶于水的过程？通过对传感器的使用，可以建立起怎样的氯化钠溶于水过程模型？

问题2：为何一些溶液具有导电的能力？是否所有的物质在溶于水之后都可以形成具有导电性的溶液？

问题3：通过对PH传感器的使用，你可以借助哪些证据来判断物质在水溶液中的电离情况？

在提出了上述问题之后，首先让学生在小组内进行讨论，之后再随机邀请学生做出回答，进一步引起学生之间的思维碰撞，让学生在交流讨论中学会充分运用获得的数据去解决问题，使学生对问题的认识水平得到提升。

如此，借助对实践过程的充分讨论，可以让学生去分享自己的经历，并且借助他人的经验来发现自己在实践中存在的问题，提升学生的实验探究质量，让学生对实验中获得的数据产生更多的理解。

（五）基于成果展示，实现过程评价

在项目化学习活动中，教师要重视起学生对学习成果的展示，让学生在成果的展示中对自己的学习过程进行归纳整理，并且促进学生的自主评价，使学生去建立起更加适合自己的问题解决模式，提升学生的核心素养水平。教师在这个过程中也要适当地对学生进行评价，客观指出学生学习上的进步和需要改进的地方，帮助学生实现进步。

例如，在“电解质的电离”相关知识点项目化学习中，在学生完成了项目实践之后，教师让各个小组去轮流展示学习成果，包括在实验中制作出的表格、获得的实验结论，同时也鼓励学生分享对于各种物理器材用法的了解以及对电离知识用法的认识。之后，教师再从学生的合作学习表现、在实践中的态度、对于证据的归纳总结能力等方面来进行评价，也鼓励学生展开自主反思，分析自己在项目实践中存在的不足，促使学生完善自己的学习方式。在完成评价之后，再根据对学情的认识，给学生提供适合的课后辅导，充分发挥出教学评价的价值。

三、基于高中化学实验的项目化学习与物理学科融合效果分析

（一）促进学生学以致用

项目化学习是一种很有效的跨学科学习手段，以项目化学习的方式将化学实验和物理融合在一起，可以让学生解决问题的能力获得极大的提升，促使学生实现学以致用。如在本次的项目化学习中，学生依托一个生活化的情境来展开探究，带着对生活的质疑参与到方案的设计和实施中去，让学生体会到了化学知识学习的价值。并且在本次的实践中，也让学生掌握了解决方案设计与实施的方法，进一步锻炼了学生解决问题的本领，让学生懂得如何更加高效地使用自己掌握到的知识。

（二）激发学生的学习兴趣

在以往的高中化学教学中，教师经常会将教学局限在学生对结论的获取上，通过让学生死记硬背概念和公式、让学生大量做题等教学方式，导致学生对化学学习产生了厌烦的情绪。而项目化学习可以将化学学科和学生的现实生活密切联系在一起，使学生的学习自主性、创造性得到增强，充分改善学生对化学学习的认识，使学生在深入探究中感受到化学学习的乐趣，培养学生良好的化学学习兴趣。在項目化学习中，学生和教师之间的关系也得到了明显的改善，让学生真正成为学习的主人，能够主动提出自己的困惑和见解，进一步强化了学生的学习动机。

（三）发展学生的学习能力

借助项目化学习的方式，能够使学生实现从被动到主动的转变，使学生经历知识形成的完整过程，使学生的学习能力获得明显提升。同时，由于项目化学习可以更好地满足学生兴趣的需要，也能够使学生思考问题的方式变得更加灵活，提高学生问题探究的水平，使学生的学习能力得到进一步的发展。

结束语

利用项目化学习的方式来实现高中化学实验和物理学科的有效融合，能够有效地挖掘出学生解决问题的潜能，促进学生的综合素质获得提升，有助于实现对学生核心素养的培养。因此教师要重视对教学资源的整合，从学生的学习需要出发，组织学生展开多样化的项目学习活动，让学生可以将化学和物理的知识有效结合在一起去解决问题，使学生真正掌握解决问题的有效方法，提高高中化学教学的质量，让学生在真实问题的解决中建立起更加完善的认知框架。

参考文献

[1]孟会燕，朱芳，刘丛丛.核心素养视域下高中化学教学中项目化教学的应用[J].高考，2023（19）：147-149.

[2]李逸.核心素养视域下高中化学项目化学习研究[D].扬州：扬州大学，2023.

[3]高丽.跨学科教学理念下高中化学教学情境创设例谈[J].化学教与学，2023（10）：12-15.

[4]王旭博.高中化学与多学科交叉融合的教学研究[D].牡丹江：牡丹江师范学院，2023.

[5]柳聪慧，徐颖，王宏社，等.新高考背景下高中化学与物理交叉教学研究：以“原电池”为例[J].云南化工，2022，49（12）：137-139，156.