初探以定量分析为主题的项目式学习活动设计

陈浩

摘要：《新课标》中提出要鼓励开展项目式学习活动，引导学生初步掌握科学探究的一般过程与方法。定量分析在化学研究中是不可或缺的方法，探索设计定量分析为主题的这一类项目式学习活动，以促进学生能够在活动中体验化学学科探究的过程并习得探究的关键方法和技能。

关键词：项目式学习活动;定量分析

1什么是项目式学习活动

《普通高中化学课程标准2017年版2020年修订》（下文简称为《新课标》）中提及：“鼓励针对一个学术问题在教师（导师）的指导下开展项目研究”和“鼓励开展主题性实践活动和项目式学习活动”。项目式学习活动可以总结为一种通过对真实的、复杂的问题进行探究，以小组合作的方式进行项目实施，学生在参与过程中实现综合发展的教学模式。

2以定量分析为主题的项目式学习活动

依据《新课标》编写的各版本的新教材中都有项目式学习活动的栏目，虽然栏目名称有所不同，比如人教版化学必修教材中叫“研究与实践”、上科版化学必修教材中叫“项目学习活动”、鲁科版化学必修教材中叫“微项目”。

不同版本的新教材各有侧重，选择了不同的研究项目，但活动主题都是贴近学生真实生活的化学问题或是化学学科发展历程、研究的重要方法。笔者统计出上科版化学必修第一册和第二册教材共有4个项目学习活动，其中3个是以定量分析为主题的項目式学习活动，占比75%，可见定量实验是活动中重要的一类实验。在必修课程阶段开展以定量分析为主题的项目式学习活动就是给学生打下研究的基础，才能在后续选择性必修和选修课程阶段进行更复杂、更综合的项目研究。

用项目式学习活动进行定量实验教学与传统课堂教学是有区别的，笔者通过研读《新课标》、文献和各版本的新教材，结合定量实验的特点，提出以定量分析为主题的项目式学习活动的流程如图1所示。

3设计案例

3.1立项阶段

笔者以《如何测定硫酸铜晶体中结晶水的含量》进行设计作为案例介绍。首先根据学情制定本次活动的目标：①解释实验原理;②设计并描述实验步骤;③完成实验操作;④能对实验数据准确的计算，并分析产生实验偏差的原因;⑤初步形成定量探究意识，形成严谨求实、勇于实践的科学态度。

学生是项目式学习活动的主体，通过自身主动学习后，再解决一系列的相关问题或完成一些相关任务，最终达成活动目标。而教师则是“扮演”促进学生学习的鼓励者、学生解决问题必要信息的提供者和咨询者、活动的指导者等角色。为了帮助学生明确任务和定位角色，笔者设计了一份项目介绍书，其中包含的主要内容有：①项目的名称和简介;②所需课时;③参考分工的任务：查阅资料、设计实验方案、实验操作、数据记录与处理、报告撰写、汇报交流等;④项目组人数;⑤活动评价方案的简介等。学生阅读项目介绍书后自行分组。

3.2项目进行阶段

项目式学习活动必须高效利用有限的课堂时间，加之适当利用学生课外时间。本次活动的课时安排如表3-1所示。

笔者提供学生检索的资料：高中教材中的资料库、中学化学实验手册、数据库等。摘录一些高校教材中部分篇幅作为阅读资料，比如《分析化学》第9章中的重量分析法定义和主要的三种方法（沉淀法、气化法和电解法），学生阅读学习后就能自行选出用气化法。

学生在课前初步设计出实验方案为称量→加热→冷却→称量，优化成最终的实验方案是本次活动的核心，因此将其设计在第1课时，该环节的教学设计见表3-2。

完成设计实验方案后，学生在第2课时进实验室操作。但此时学生还没有掌握必要的实验操作技能，比如用坩埚灼烧固体、使用干燥器的操作等。笔者将实验室安全教育和相关实验操作教学的视频推送给学生，在实验课前观看和学习。并且用作业题的方式检测学习成果，确保学生在进实验室前有安全意识和基础的操作技能，并在实验课上加强操作的指导和巡视。

3.3结项阶段

对于大多数高一学生来说，他们没有撰写过项目报告经历。因此笔者在他们起笔撰写前给予项目报告的框架。该框架主要包含①项目名称、②研究目标、③活动中遇到的问题和解决方式、④实验报告、⑤活动反思和收获等。并且鼓励他们在反思实验偏差的基础上，提出更深层次或有创新意识的问题，比如怎样可以进一步提高实验的精确度？能否利用其他性质换一种定量方法来测定？沉淀法、分光光度法可行吗？

在该活动中，笔者更希望学生掌握重量分析法这种方法，而不是只是完成一个实验。因此作业中让学生设计食用小苏打中碳酸氢钠含量的测定，以检验学生能否将重量分析法用于其他样品的分析中。

项目报告和作业交流展示的形式可以是多样的，笔者让学生来做一个“微报告”，由教师和学生一起参与“微答辩”。

3.4项目式学习活动的评价

项目式学习活动的评价应该注重多元化、动态化、将终结性评价与过程性评价相结合。笔者设计了《如何测定硫酸铜晶体中结晶水的含量》的项目评价方式，见表3-3。

4总结与反思

传统的定量实验教学中，教师先上理论课，将整个实验方案讲授的清清楚楚，然后再是学生实验。学生在理论课上被动接受知识，在实验课中按部就班的操作，缺乏思考和探究。通过本次项目式学习活动促进了学生学习方式转变，化被动为主动，完成项目的过程中学习定量分析方法，掌握操作技能，认识科学探究过程，体会、认识定量分析对化学科学的重要价值，初步形成严谨求实、勇于实践的科学态度。

《新课标》倡导“教、学、评”一体化，教师该怎么教项目？学生在活动中怎么学？怎么评价学生？怎样让项目组内不同的学生化学学科核心素养在活动中得到不同程度的发展？这些都还需要在实践中进一步探索。

参考文献：

[1]蔡小瑛，蔡潇，刘徽.项目式学习：一种风靡全球的创新学习方式[J].上海教育.2020，（26）：28-33.

[2]普通高中教科书化学必修第一册[M].上海科学技术出版社，2021：1.

[3]分析化学（第五版）上册/武汉大学主编[M].北京：高等教育出版社，2006：7.

[4] 范宁娜.项目式学习的评价在初中化学教学中的应用研究[D].河南：洛阳师范学院，2021.