化學項目
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化學項目范文第1篇
中圖分類號：G718.5 文獻標識碼：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.24.076
項目教學法強調學生學習的主動性，在教學中巧妙將各個知識點的學習與精心設計的任務或問題結合，使學生投入到具體的項目任務中，通過設計真實性的任務鼓勵學生自主探究，強調以解決問題為中心，各種學習途徑相互整合，倡導交流與合作，支持與引導等，從而完成在做中學，在做中領會和掌握，較好貫徹了高等職業院校“以服務為宗旨，以就業為導向，以能力為本位”的人才培養理念。
1 項目教學法概述
“項目教學法就是將傳統的學科體系中的知識內容轉化為若干個教學項目，圍繞著項目組織和展開教學，使學生直接參與項目全部的一種教學方法”[1]。“項目教學法，是師生通過共同實施一個完整的項目工作而進行的教學活動”[2]。
2 項目教學法一般實施步驟
2.1 教師提出項目任務
成功實施“項目教學”的一個首要前提是要有合適的項目案例。選取的教學項目要以實際教學內容為依據，以學生為活動中心，以現有設備資源為教學材料。項目既要涵蓋基本的教學知識點，又能巧妙調動學生解決問題的積極主動性。而教師在準備項目設計時必須充分調研與實踐，以具有相同或相似技能要求的崗位要求為調查對象，設計出實用性、趣味性、可操作性均較強的項目。可以鼓勵讓學生共同參與項目的選取，注意啟發學生去主動發現身邊的素材，最好能把學生已掌握知識技能與計劃傳授的知識點做好有機結合。以無機化學為例，可選取“大輸液生理鹽水的配置”為項目任務等。
2.2 劃分小組制定計劃
教師事先根據全班學生的知識和能力特點，結合學生本人意愿進行項目小組劃分，每組設“項目經理”一人。項目分組的原則、小組成員的搭配、組內工作的分工、各組成員的數量等將直接影響各項目小組的學習效果。采取互補方式進行搭配，有利于同學之間互相學習。學生在整個項目學習中將以小組為單位，采取協作學習方式。學生確定各自在小組中的分工以及小組成員合作的形式，組員分工要明確，防止出現依賴思想。然后按照項目任務，制定項目工作計劃，確立工作步驟和程序。
2.3 教師示范“分解項目”
以項目任務為中心，結合當前學習的知識點，選擇多個合適的小項目，并依次通過課件或演示操作示范解決“分解項目”的過程，讓學生獨立思考，對知識點進行理解，消化“分解項目”的解決要點，為解決綜合項目打下基礎。以“大輸液生理鹽水的配置”為例，教師可依次選取“濃度表示方法”、“液體溶質的溶液配制”、“藥用氯化鈉的鑒定”等作為“分解項目”。
2.4 評估完善實施方案
根據項目任務，結合教師示范的“分解項目”，師生共同討論項目計劃中出現的問題，審核計劃的步驟是否合理，分工是否得當，分解項目是否易于完成，知識點是否查找全面等，防止在具體實施中操作性不強，影響完成項目的效率和最終結果。
2.5 具體開展項目實踐
各小組學生根據實施方案，分工協作。一部分學生查找“溶液濃度”的知識，一部分查找“GMP對大輸液生產要求”，一部分學生查找“溶液配制”等知識，分頭開展項目實施工作。
2.6 相互進行成果交流
項目任務完成后，各項目小組內部成員之間圍繞項目任務進行相互交流，分享項目完成的成功和喜悅，總結、交流學習過程中的經驗和感悟。同時各小組之間進行相互學習借鑒，交流形式可以多種多樣，可以是成果展示會，可以是成果報告會，也可以是不同方案優劣的辯論會，通過小組內部和小組之間的相互學習交流，達到全班同學共同提高的目的。
2.7 共同評價學習效果
項目任務完成后，啟發學生首先對自己的工作結果進行自我評估，各小組分別匯報后再由教師進行檢查評分，師生共同討論、評判各項目工作中出現的問題，以及各組解決問題的方法和學習行動的特征。通過對比師生評價結果，找出造成結果差異的原因，結合成果交流的步驟，促進學生理論知識、實踐技能、團結協作等綜合能力的提升。
3 項目選取藝術
在整個項目教學法的實施過程中，項目是學習的關鍵，也是最難把握的一環。選取的教學項目要以實際教學內容為依據，以學生為活動中心，以現有設備資源為教學材料。項目既要涵蓋基本的教學知識點，又能巧妙調動學生解決問題的積極主動性。教師應結合學生的不同層次選取難度適合的項目，覆蓋大多數，以期達到最佳教學效果。項目選取應注意做好以下幾個方面。
3.1 合理創設學習情境
以“大輸液生理鹽水的配置”為例，在項目任務布置之前，首先播放幾段大型醫藥公司GMP車間的生產片段或者“齊二藥事件”等某品牌藥品的質量問題，引起學生興趣，激發其科學探究興趣。
3.2 深入研究學習內容
在項目教學中巧妙組織學習資源和創設協作學習的環境是教師最關鍵的工作，這要求教師務必熟悉項目內容，了解項目開展過程中可能涉及到的相關知識點，并注意與其它教學手段和方法的協調。推出教學項目要講究藝術性，調動學生學習興趣，激發學生學習的積極性和參與及討論的熱情。
3.3 巧妙構建職業場景
由于學生畢業后主要從事一線實踐操作，巧妙構建仿真職業場景更能吸引學生積極參與項目實施。比如“大輸液生理鹽水的配置”的教學場所可以選取在實驗實訓車間，仿真的職業場景激發學生的職業神圣感和責任意識，教學項目從典型的職業工作任務中開發出來，教學內容突破了傳統的學科界限，教學效果自然有效提升。
項目教學法依托典型的職業工作任務建構學習內容，能有效解決傳統教學中理論與實踐相脫節，遠離職業工作實踐的弊端。理論教學內容與實踐教學內容通過項目或者是工作任務緊密地結合在一起。學生在完成具體“項目”的同時，學生能綜合應用本課程各章節相關知識，促使了全部或部分知識的橫向聯系和縱向遷移，加深了對知識點的深刻理解，尤其是知識的實際應用，使其在實際工作中更具競爭力。
參考文獻：
[1]職業技術教育中心研究所.現代職業教育教學參考叢書[M].經濟科學出版社.
[2]吳言.項目教學法[J].職業技術教育，2003，（7）.
化學項目范文第2篇
關鍵詞： 項目化學習 多元呈現 教學模式
一、項目化學習的背景
在教學過程中如何提高教和學的有效性，充分調動學生的主動性，是教育者所面臨的不可回避的問題。一直以來，很多教師習慣于一種“線性”教學，其主要特點是：依照教學進度，選擇活動，組織材料，以對學生預期的行為變化的估計為目標而進行教學。這種線性教學有其價值。然而，這種由教師發動的教學難以在真正意義上滿足學生需要，活動的動機主要由教師誘導而不是由學生內在發動，活動的選擇權在教師而不是在學生，甚至可以說學生的學習是被迫的，被強制接受的。對學生來說，當學習來自外在的要求、強制時，學習就會成為一種負擔，壓力，學生的學習體驗是痛苦的，而苦學是一種不能持續的學習行為。為此，我認為在不完全否定現行教育的前提下，在化學課中引入非正規活動，有益于改變教師主觀的教育弊端，并能促使教師的立場更多地轉移到學生角度。
傳統的老師繞著書本轉、學生跟著老師走的知識觀已經不能適應新時代的發展；傳統的教學觀念抑制了學生選擇的權利，使學生不知道學什么、怎樣學，完全依賴于教師，逐步失去自我個性，從而導致學生學習興趣的逐步下降，缺乏主動求知的欲望。
在此背景下，提出“項目化學習?多元呈現”教學模式，它是一種既非預定的線性教學模式，又非一般的教學計劃，而是師生共建的彈性課程與探索性教學。
二、“項目化學習?多元呈現”教學模式的結構與操作
三、“項目化學習?多元呈現”教學模式的實施條件或環境
1.創造民主寬松的課堂環境。
“真正的教育必須培養出能思考會創造的人”。學生的學習取決于他做什么，而不是教師做什么。教師提供足夠的機會，給學生更多自由和主動。教師要讓學生懂得尊重別人的發言，養成認真聽取別人發言的習慣，營造寬松民主的氛圍。
2.培養團結、合作的精神。
心理學研究表明：同齡人之間的最容易進行心理溝通。如果將學生按“口”字行座位圍坐的形式進行小組合作學習，則很容易形成個體與個體，小組與個體的交流，又由于小組人數少，學生心理壓力小，容易很自然地參與討論，大膽地發表不同見解。同學間彼此啟發，互相激勵，從而不斷取得進步。
3.注重學生的智能差異，讓學生自己選擇操作方式。
同一年齡階段的兒童，每個人的智能都有不同組合，有各自的優勢智能。有的學生動手能力比較好，有的學生想象能力比較好，有的學生語言表達能力比較好，等等。針對學生的智能差異，對學生進行因材施教，鼓勵學生自由、自主地表現，不要給學生過多限制。
化學項目范文第3篇
關鍵詞：項目學習：高中化學：教學設計
高中化學要求學生掌握相關的理論知識與實踐經驗，在高中化學教學中開展項目學習，能提高學生解決問題的能力，讓學生在探究問題的過程中理解知識，學會運用知識，在小組合作的過程中強化自身的綜合能力。
一、項目學習的內涵
項目學習是一種新型的教學模式，教師通過設置具有實踐性、探究性、開放性等特征的項目，能將學生的“學”與教師的“教”相結合，讓學生在參與項目實施和解決問題的過程中，獲得知識技能和實踐經驗。項目學習能提高學生的課堂參與度，強化學生的合作意識，培養學生的創新精神，提升學生的化學知識技能與思維能力。高中化學教學不同于其他學科的教學，它更注重學生對知識的理解與應用，讓學生對化學知識進行深度思考，在思考的過程中逐步形成知識結構。將項目學習融入高中化學教學，可以營造良好的課堂氛圍，增強學生之間的交流互動，提高學生的合作學習能力。同時，在開展項目學習的過程中，教師也能了解學生的學習情況與個性特征，進而能開展針對性教學，為學生提供有效指導，提升教學效率。
二、項目學習在高中化學教學中的應用
學生是課堂教學的主體，教師是課堂教學的引導者。在高中化學教學中，教師要尊重學生的主體地位，引導學生深入學習與理解知識點，進而有效應用所學知識。項目學習是以學生的自主探究與學習為主體、以教師的指導為輔的教學模式，能提高學生分析問題與解決問題的能力。在開展項目學習的過程中，首先，教師要以科學的標準將學生劃分為多個項目小組，讓學生通過小組內部的分工協作完成相應的學習任務。然后，在教學實踐中，教師可以利用項目學習，做好預習工作，創設課堂情境，聯系生活實際，讓學生在項目學習的過程中，深化對化學知識的理解與認知。
（一）利用項目學習，做好預習工作
高中化學知識點分散，以“碎片化”的形式呈現，需要學生記憶的知識點較多，很多學生在記憶時容易感到枯燥乏味，產生畏難心理。因此，在教學開始之前，教師可以開展趣味性的項目學習，引導學生做好課堂預習工作。通過預習，學生能提前了解相關背景知識，了解課堂學習的重難點，在課堂上就會帶著問題和思考來聽課，提升聽課效率。在開展項目學習的過程中，教師可以根據一定的標準，科學地將學生分為若干個小組，并利用導學案的形式，讓學生在小組內部進行討論，查閱相關資料，完成導學案上的作業。此外，教師還可以讓學生自己設計導學案，將自己所認為的學習重點與難點呈現在導學案中，這樣既能考查學生的預習情況，還能提升學生獨立思考、自主學習與探究的能力。以人教版高中化學必修一第三章“金屬材料”為例，在正式教學前，教師可以將學生分為若干個項目小組，讓各小組開展課堂預習工作。在預習中，學生要在教材中找出該章節的重點、難點，以及學習目標等，每個小組自行設計一份預習導學案，然后各小組將導學案進行交換，并完成導學案上的任務。學生在制作導學案時，通過查閱資料、調查走訪，以及小組討論等方式獲得知識之后，再進行交流，最后制作出導學案。這個過程能讓學生聯系生活實際，深入理解知識。通過這樣的預習環節，教師不但可以考查學生的預習情況，掌握學生的學情，還能發展學生的綜合學習能力，讓學生“跳出”教材，豐富見識，開闊眼界。
（二）借用項目學習，創設課堂情境
項目學習以有效的“微項目”為組成部分，每個“微項目”都是項目學習的重要環節。學生是項目學習的主體，教師作為引導者，要為學生創設真實、有效的課堂情境，引導學生深入體驗項目學習，讓學生以項目小組的形式對知識點進行探究，實現知識點的進一步滲透。例如，化學實驗是化學學習的重要方式，教師可以將化學實驗引入項目學習，用直觀形象的化學實驗促進學生對知識點的理解；可以利用多媒體播放相關的實驗視頻或圖片等，將抽象的知識轉化為具體形象的情境，使知識的學習直觀化；還可以提出開放式的問題讓學生討論，營造良好的課堂氛圍，調動學生參與課堂活動的積極性。以“生石灰與水反應”的實驗教學為例，教師可以將自熱小火鍋的例子運用到課堂中，給學生演示“生石灰和水發生反應會產生大量的熱”這一化學現象。然后開展項目學習，讓每個項目小組分組進行實驗，驗證這一結論的準確性和真實性。讓學生通過直觀的化學實驗來驗證相關結論，能加深學生對知識的了解，激發學生參與化學學習的興趣與積極性，提升學生的課堂參與度。除了課本上的知識點，教師還可以讓各個項目小組利用所學知識開展相關的化學小實驗，并與同學進行分享。這樣不僅能將化學知識與生活實際相結合，提升學習的趣味性，還充分利用了項目小組的學習形式，增強了學生的溝通與表達能力，有助于學生綜合素養的提升。
（三）運用項目學習，聯系生活實際
化學知識與生活息息相關，化學知識來源于生活實踐，來源于自然界萬事萬物。因此，在進行化學教學時，教師要有意識地讓學生將所學的化學知識運用到生活中，將化學教學“生活化”，促進學生深入掌握化學知識。另外，在教學的過程中，教師也要根據化學知識的特點，結合學生的生活實踐開展化學教學，讓知識變得更加直觀、生動，降低學生學習的難度。在教學的過程中，為了突出化學知識的應用性和趣味性，教師可以適當采用“討論性教學+生活化教學”兩種教學模式相結合的教學方式，將討論和教學聯合，促進化學教學的生活化。在這樣的教學過程中，學生不僅能學會將所學知識與現實的生活情境相結合，思考化學知識的應用，還能取得延伸課堂的效果，提高學生學習化學的效率。此外，教師還可以讓學生根據教師給出的任務或問題，自行設計學習環節，自主確立學習內容與目標，并向教師匯報項目結果。教師通過項目匯報不僅能及時掌握學生的學習狀況，還能了解學生的自學水平，進而進行有效的補充教學。以“合金在生活中的運用”的教學為例，在課前，筆者首先讓項目小組從合金的角度出發，尋找生活中的合金產物，并了解合金對人類社會的意義。在課堂上，筆者讓項目小組根據所學章節提出問題，在課堂上進行交流討論。有的小組提出：“為什么鋁鍋不能裝醬油、醋等酸性或堿性食物？”“我們是否應該停止使用鋁制飲料瓶？”等。筆者讓學生根據這些生活化的問題，自行查閱資料，并進行小組討論，最后分享小組學習成果。有效的項目學習不僅能讓學生將所學知識與生活實際相聯系，還能拓寬學生的知識面，讓學生深入思考知識，實現知識的內化。綜上所述，在高中化學教學中開展項目學習，能有效促進學生深入學習化學知識，提升學生的學習能力與知識應用水平。在項目學習中，教師將學生以項目小組的方式進行劃分，讓學生在解決項目問題的過程中，對所學知識進行再次探究和利用，能深化學生對化學知識的理解，同時將被動學習轉化為主動學習，提升學習效率。
參考文獻：
[1]蒲慧明.談高中化學教學中情境創設的途徑[J].甘肅教育,2017(5):118.
[2]盧菊仙.高中化學有效教學情境創設的策略微探[J].中學化學教學參考,2015(24):4.
化學項目范文第4篇
關鍵詞：STEM；項目學習；化學實驗；圖像比色法
文章編號：1005C6629（2016）11C0043C05 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B
1 基于項目的STEM學習概述
STEM是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）和數學（Mathematics）四門學科的簡稱。它將四門學科內容組合成為有機整體，強調多學科的交叉融合，以培養學生在掌握知識和技能的同時，能夠將其遷移應用到解決實際問題的能力和創新精神。STEM最核心的特征是跨學科性，此外還包括趣味性、體驗性、情境性、協作性、設計性、藝術性、實證性和技術增強性等特征。
STEM有兩種最基本的課程模式：相關課程模式和廣域課程模式[1]，前者在課程形式上依然屬于分科教育，但在各學科內容編排上注重相互之間的聯系；后者是通過活動項目將各學科整合為有組織的課程結構。基于項目的STEM學習是STEM和基于項目的學習（Project-based learning：PBL）模式相結合的產物，是進行跨學科整合的一種基本取向[2]。PBL利用學生自主探究的過程來獲得與現實生活有關聯并且能付諸應用的學習結果[3]，基本要素為內容、活動、情境和結果[4，5]。因此，基于項目的STEM學習可以理解為以PBL的基本要素為框架整合STEM內容的學習模式，是利用科學、數學知識和技術手段，通過工程設計活動解決工程問題的學習過程，其基本要素如表1所示。
2 基于化學實驗的STEM項目開發
2.1項目的開發過程
化學實驗是科學探究活動的主要載體，基于項目的學習具有基于問題和基于探究的屬性，因此將化學實驗結合工程設計轉化為基于項目的STEM學習是可行的。對于化學分科課程的教師來說，開發STEM項目更具操作性，開發過程如圖1所示。
本文選取高中化學教科書《實驗化學》（人教版）中比色法這一內容。經查閱文獻發現，基于手機攝像頭的圖像比色法在健康診斷與環境、醫藥、食品檢測等領域有廣泛應用[6]。在分析了圖像比色法中蘊含的跨學科知識和技術后，最終開發了“設計檢測Co2+濃度的技術方案”這一項目。
2.2 項目的實驗設計
該項目活動的技術核心為圖像比色法這一融合了信息技術的實驗方法，該方法較為新興，原理與目視比色法相同，即物質顯色的實質是對不同波長光的選擇性吸收，顯出的顏色是它所吸收光的互補色，溶液顏色的深淺取決于吸光物質濃度的高低[7]。但圖像比色法以手機等拍照設備作為圖像采集器，以計算機代替人眼，將顏色深淺轉化為RGB分量值，從而將色溶質的濃度與RGB分量值之間建立關聯，能夠更精確地檢測有色溶質溶液的濃度，且所需的器材便利、步驟簡單，具體步驟如圖2所示。
實驗涵蓋了化學、物理、數學知識和信息技術，結合工程設計后轉化為“設計檢測Co2+濃度的技術方案”的STEM項目也必然涵蓋這些跨學科知識，體現了STEM的跨學科性，如表2所示。
3 活動的實施過程設計
STEM項目的實施主要是通過工程設計過程和探究學習的5E教學模型的整合來實現的，如ITEEA開發的基于設計的工程設計EbDTM項目、波士頓科學博物館創立的工程是基礎EiE項目、世界在運動AWIM項目[8]。工程設計過程包括“識別問題和制約因素”、“調查研究”、“形成概念”、“分析觀點”、“建立模型”、“測試和優化”、“溝通和反思”七個步驟。其中，“識別問題和制約因素”是指明晰問題和任務，知道制約因素和標準，比如時間、資源、經費、預期任務成品的特征；“調查研究”是指了解與主題相關的信息，如已有的解決方案，以防止做重復勞動；“形成概念”是指運用頭腦風暴想出多種解決方案，并識別每個方案的風險和利益；“分析觀點”是指依據數學、科學和技術原理和項目的標準以及限制篩選和精細化出前一步驟的方案；“建立模型”是指學生在分析觀點的基礎上建立一個工作模型或原型；“測試和優化”是指測試模型是否滿足要求，根據測試結果優化現有的設計；“溝通和反思”是指進行人際互動、口頭、視覺、書面方式的溝通，既適應于團隊工作環境，又用于對方案和產品的開發過程記錄和解釋[9]。
本項目的活動實施過程兼顧了工程設計和探究學習兩大實踐系統，結合化學實驗的特性，以“問題聚焦和明確”、“思考和探究”、“解釋和方案確立”、“構建和實驗”、“測試和優化”、“溝通和評價”六個過程構成。“問題聚焦和明確”包含了“識別問題和制約因素”的工程內涵，且強調從社會、環境、生活等問題聚焦到化學問題，將化學問題明確為具有制約因素和評估標準的工程問題；“思考和探究”的目的與“調查研究”相一致，同時強調學生在教師的引導下進行思考和實驗探究學習；“解釋和方案確立”包含“形成概念”和“分析觀點”的過程，同時強調對新方案原理性知識的解釋；“構建和實驗”是“建立模型”中的一種工作模型，是STEM項目中的化學實驗主體部分；“測試和優化”與工程設計標準過程相同；“溝通和評價”融合了“溝通和反思”與科學探究中的“反思與評價”環節。
3.1 問題聚焦和明確：觀看圖文資料引發工程問題
[教師]演示有關工廠排放含Co2+廢水、大量Co2+對生命體健康造成危害、Co2+廢水處理方法的圖文資料，提出問題：要確定Co2+處理達標與否需要環境檢測工程師做些什么？
[學生]檢測處理前后的廢水中Co2+的濃度。
[教師]某廠排放的含鈷污水只有Co2+有顏色，濃度范圍不超過0.1M。那么，如果你是一位環境監測工程師，如何設計一個檢測工業廢水中重金屬離子Co2+濃度的技術方案？制約因素是什么？什么樣的技術方案是好的？發放可用材料的清單：LED燈泡、液晶屏、拍照手機、白色A4紙、白色紙板、7mL離心管、25mL容量瓶、10mL量筒、燒杯、分析天平、藥匙、玻璃棒、蒸餾水、CoCl2?6H2O固體。
[學生]交流討論，歸納：制約因素是含鈷污水只有Co2+有顏色，濃度范圍不超過0.1M。
評估標準：要求檢測的相對誤差不超過10%，且誤差越小越好；需要自己設計和組裝裝置，裝置要滿足簡易、便宜的要求；制作方案文本，并進行方案設計的匯報。
設計意圖：強調STEM學習中的工程思想，創設工程問題情境，幫助學生識別工程問題；通過提問促使學生對制約因素和評估標準進行交流討論，進一步明確任務。
3.2 思考和探究：學習比色法和比色分析的化學史
[教師]發給每組學生3種不同濃度的CoCl2溶液，提出問題：通過觀察現象能夠得出什么結論？
[學生]不同濃度的有色溶液，顏色深淺與溶液的濃度有關，顏色越深，濃度越高。
[教師]告訴學生3種CoCl2溶液中顏色最淺和最深的溶液的濃度，提出問題：如何知道待測溶液的大致濃度？
[學生]思考得出：大致濃度是另兩種溶液濃度的平均值。
[教師]講解比色法的原理：物質顯色的實質就是對不同波長光的選擇性吸收，顯出的顏色是它所吸收光的互補色，CoCl2溶液顯粉紅色就是因為它選擇性吸收青色光。溶液顏色的深淺決定于溶液吸收光的量的多少，即取決于吸光物質濃度的高低[10]。CoCl2溶液的濃度越高，對青色光的吸收就越多，透過的紅色光越強，顏色就越深，在一定濃度范圍內，其顏色深淺與濃度成正比。講述目視比色法的操作步驟和誤差的計算方法。提出問題：誤差大小的范圍是多少，如何進一步確定待測溶液濃度？引導并輔助學生進行實驗探究。
[學生]進行實驗活動：配制中間濃度的溶液，再次對比待測溶液的顏色，通過顏色的不斷漸進，最終確定待測溶液濃度。
[教師]告訴學生待測溶液的實際濃度，組織學生交流實驗結果。
[學生]交流各自測得的濃度和誤差，得出目視比色法受到人眼識別顏色能力限制和半定量分析的特點。
[教師]進一步講述比色分析發展的化學史，提出問題：目視比色法、分光光度法的特點和利弊分別是什么？
[學生]比較目視比色法、分光光度法的特點和利弊。
設計意圖：進行STEM項目中科學知識的教學，通過問題串刺激學生思考和探究，發現目視比色的實驗方法，引導學生基于實驗證據了解比色法的原理和優缺點，進而傳授比色法和比色分析發展的化學史的知識，引導學生從各方面綜合考慮使用不同方法和儀器檢測有色物質的利弊，為工程設計過程中方案的確立做鋪墊。
3.3 解釋和方案確立：學習圖像的數字化，“發明”并采納圖像比色法
[教師]講解：由于不同人識別顏色的能力不同，故剛才同學們測得待測溶液的濃度不盡相同，但計算機能夠高精度地識別顏色，是通過圖像的數字化處理實現的，它是指將一幅圖像從其原來的形式轉換為數字形式的處理過程[11]。對于彩色圖像，量化步驟能夠獲得RGB三原色的分量值[12]。
提出問題：如何讓計算機代替我們的眼睛讀出且量化有色溶液的顏色深淺？
[學生]理解計算機識別顏色的原理：圖像的數字化。結合目視比色法和圖像數字化技術，“發明”圖像比色法。
[教師]總結性地講述圖像比色法的原理和步驟（圖2所示）。引導學生再次綜合比較各濃度檢測方法，確立問題解決方案。
[學生]圖像比色法綜合了目視比色法和分光光度法的優點，故采納圖像比色法作為項目問題的解決方案。
設計意圖：繼續講解STEM項目中的跨學科知識：圖像的數字化，引導學生進行方法和技術的聯用，從而“發明”圖像比色法；引導學生學習STEM項目中工程設計原則，結合評估標準綜合對比各個方法的利弊，使得學生關注到圖像比色法的應用。
3.4 構建和實驗：構建圖像比色法的檢測裝置并進行實驗
[教師]確定了圖像比色法作為解決方案后，就要構建圖像比色法的檢測裝置進行實驗。提出問題：根據Co2+濃度范圍不超過0.1M的制約因素，如何配制一定濃度梯度的標準溶液？濃度范圍應如何？
[學生]交流討論：用容量瓶配制一定濃度的標準溶液，再通過稀釋的方法配制其他濃度的標準溶液。濃度范圍可以是0M到0.1M之間。
[教師]提出問題：影響圖像比色法可靠性的重要條件是什么？
[學生]交流討論：圖像清晰與否、顏色是否失真、RGB分量值提取時注意圖像范圍的選取等。
[教師]講述：重要條件之一是獲取樣品溶液顏色的真實信息，照片圖像顏色能真實地體現溶液顏色。因此，在構建圖像比色法檢測Co2+濃度的裝置時，要注意選擇白光作為光源，且光源均勻穩定；所有溶液樣品的前景和背景都應是白色；拍攝的像素不能過低；手機攝像頭或相機攝像頭應與桌面垂直，高度與樣品高度一致，置于中央的樣品前方至少30cm處[13]。其次，用專業的生物圖像處理軟件ImageJ提取RGB分量值，使用矩形選框工具，點擊菜單欄中的Analyze?Histogram，即可讀出矩形選框中的灰度值和RGB分量值。應采用移動矩形選框的方式讀取各溶液樣品中心區域的RGB分量值。
[學生]按小組合作構建裝置、配制溶液、進行圖像比色法的實驗。
設計意圖：強調STEM項目中的技術學習，講述使用圖像比色法的操作注意事項和ImageJ軟件的操作要領，為學生自主構建和實驗提供必要的腳手架支持。
3.5 測試和優化：測試檢測方案的檢測誤差，采用控制變量法優化解決方案
[教師]提出問題：如何測試基于圖像比色法所構建的裝置能夠準確地檢測Co2+濃度？
[學生]交流討論：用某已知濃度的CoCl2溶液作為待測樣品，與空白樣品、標準樣品一起進行圖像采集，進行實驗確定檢測誤差。
[教師]提出問題：如果對檢測結果不滿意，如何優化解決方案？
[學生]交流討論：采用控制變量法，可以優化的條件包括光源的選擇、RGB分量值的選擇、加顯色劑與否等。
[教師]請根據測試結果進一步優化解決方案，最后設計出條件明確的檢測Co2+濃度的技術方案，制作方案文本。
設計意圖：引導學生進一步學習STEM項目中的工程設計原則，以測試結果為導向優化目前的解決方案，以呈現方案結果為導向體驗工程思想解決問題的過程。
3.6 溝通和評價：展示方案設計成果，多角度評價活動表現
[教師]要求學生匯報技術方案的設計、測試和優化過程，展示技術方案文本，同時鼓勵學生交流方案設計構成中所遇到的挫折，引導學生進行合作態度、計劃安排、結果表達、方案制作、跨學科知識和工程設計原理掌握方面的自評和互評。
[學生]各小組匯報技術方案的設計、測試和優化過程，展示最終的技術方案，并用數據、圖表展示方案的檢測誤差、成本大小等預期結果，最后進行自我評價，其他學生對其技術方案的設計過程、小組分工合作和計劃安排、方案制作等方面提出質疑、意見或積極評價，小組成員對這些評價進行反思和溝通。
[教師]總結各小組在方案設計過程中的表現和技術方案的合理性，鞏固本STEM項目中涉及的跨學科知識，強調工程設計需要識別問題和制約因素、調查研究、形成概念、分析觀點、建立模型、測試和優化、溝通和反思的過程。
設計意圖：促進學生的合作意識，體會STEM項目學習的跨學科性。
4 結語
“設計檢測Co2+濃度的技術方案”項目基于圖像比色法，涵蓋了化學定量實驗技能和定量思想、信息的數字化技術及Excel軟件操作、函數模型的建立、工程設計思想，融合性高，思維性強，切實地指向了信息時代背景下中學生STEM素養的培養。
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化學項目范文第5篇
【關鍵詞】項目教學法 分析化學 實訓改革 運用
分析化學是我國高校化工類及生物類等相關專業的一門極具實踐操作性的重要的基礎專業課程，對培養我國高校學生的實踐性和創造性具有極其重要的意義。分析化學實訓需在強調實驗問題和實際技能的基礎上，應用更加規范的操作標準，從而培養學生在實際工作中認真肯干、勤勞踏實、實事求是嚴謹的學習態度等[1]。項目教學法作為應用于分析化學課程中有別于傳統教學模式的一種更為有效的課程教學革新方法，已經成為我國高校分析化學教學中應用和研究熱點方法，此方法在實際應用中雖然取得了一些成績，但是仍然存在著一些問題，因此，本文針對項目教學法在分析化學實訓改革中的應用進行了簡要的分析和論述，以期在分析化學課程改革應用中提供可參考的意見。
1 項目教學法的概述
1.1 項目教學法的概念及特點
項目教學法指的是將與實際應用較為貼近的、科學合理的某些項目在教學實施過程中加以運用，輔導學生通過自身能力主動完成任務的過程。學生在完成項目的過程中，應將涉及的相關理論知識與教學實踐相結合，從而有效提高學生動手能力的一種教學方法[1-2]。目前，項目教學法已經成為了流行于世界各國教育界的一種新的教育改革方法，項目教學法能將傳統的學科教育的主要知識內容轉化為一些相關的教學項目，通過項目教學法學生可以親身經歷和參與項目的整個開發過程。項目教學法強調的關鍵是學生應在教師的指導下，依靠自己能力獨自尋找答案的過程，最終在實踐中獲得結論。項目教學法的重要特點是將學生作為教學的主體，教師則扮演引導的作用，而項目則是整個教學過程中的主線。
1.2 傳統分析化學課程教學和實訓中存在的問題
我國高校的分析化學課程具有很強分析檢測等實踐性內容，其中有關課程的實驗和實訓部分占的比重比較大[3]。傳統教學方法主要分以下兩種方式：一是將理論內容和實驗內容同時進行授課。一般是先進行理論授課，然后再配合理論進行實驗的操作學習，這種方式的優點就是若先進行理論知識講解再進行實踐訓練，則在進行實驗和實訓的同時已經充分認識和了解實驗原理和步驟的內容，便于理解和吸收。若先做實驗，再進行理論授課則會使學生產生一定的感性認識，也便于學生對理論知識的吸收和理解。二是將理論與實驗進行分開教學。理論有專門的理論教學老師，而實驗操作則也有相關的實驗教師進行負責，這種情況往往會導致教師對教學大綱和課程內容都有自己的理解和認識，各自負責自己的內容會使學生對學習內容產生單方面的認識和了解，不能在有限的時間內完成完整的項目[2-4]。例如，在分析化學檢測試驗中，溶液配制、標定和測定一般會分開進行，這就導致學生在實際操作訓練時由于時間限制而導致無法獨立完成完整項目的操作。此外，有些課程在實驗中教師已經將教學步驟和設備準備完成，學生只要一味的根據老師提供的步驟操作即可，因而導致學生在實際工作中無法明確實驗組分的具體含量等。
1.3 分析化學課程采用項目教學法的必要性
分析化學作為一門高校專業必修基礎課程，其學科較其他學科在較強的理論知識的背景下同時具有更強的實踐性。一直以來，我國許多高校在分析化學課程教學時過于強調理論課教學，而將分析化學實驗課和實訓課作為了輔助教學環節，這種重理論輕實踐的教學方式直接導致學生在學習分析化學時很難消化吸收課堂教學內容，對理論知識空有想象，無法將其與實際進行聯系，從而不利于高校學生對分析化學課程的學習。項目教學法不僅能使學生獨立自主的進行計劃的制定，并且在此基礎上創建實施的機會，同時可以在一定時間范圍內允許學生自由組織和實施制定學習計劃。項目相關活動開始后，學生會遇到一些無法想象的困難，這時就需要自己克服和解決難題，對學生的意志品質也是一種鍛煉。分析化學項目教學過程中，學生通過親身對化工產品進行分析檢測，進行職業化實踐訓練，對實際工作環境和特點以及相關影響因素進行認識和了解，在操作和訓練中不僅培養出學生誠實守信的職業素養，同時還能鍛煉學生細心耐心的職業習慣。每個有關項目實施，都是為學生能親身參與到創造實踐活動中的一個機遇和挑戰，有利于培養和激發學生的學習的熱情和自主性，從而使學生將課堂上學到的內容和知識應用到實踐生活中。
2 項目教學法在分析化學實訓改革應用中存在的問題
2.1 企業項目與分析化學課程轉換之間缺少組合優化的問題
分析化學教學中的項目任務主要是根據我國各類企業質量管理部門、中心實驗室及技術監督部門中一些相關的產品測試和檢驗活動，由于企業自身性質的不同，其在生產任務和工程操作具有較大的特殊性。應明確在企業生產實施過程將所有項目內容都涵蓋于一個工作任務中是不可能的，因此，這些企業中已存在的具體項目任務模塊不能單一的進行教學模式轉變。我國企業項目于分析化學課程缺少優化組合是制約項目分析法應用的主要因素之一。
2.2 項目教學法實施過程中教師缺乏相關的職業經驗
我國高校的教師隊伍在職業行為規范、職業素養和職業習慣方面較為匱乏，師資力量建設是能夠成功實施項目教學法的重要因素。目前，我國高校教師一般直接來自于高等教育院校畢業，存在著一個普遍的現象就是這些教師缺乏企業的工作經驗，很多教師不知道分析化學課程的哪些內容與實際工作是相關聯的，也不了解一個合格的化學檢驗工作需要的職業能力是什么，更加不了解有關檢測的國家職業標準，所以，我國高校教師在項目教學時無法通過典型的職業工作任務來組織分析化學教學課程。
2.3 項目教學法課程教學缺少多元性的評價體系
我國高校在分析化學學科實施項目教學法時，缺乏科學、合理、高效的評價體系，項目教學法實施時應強調學生學習過程的評價，評價時對學生專業知識和相關技能掌握等方面予以重視，實際操作中還需做好操作規范、加強安全環保，同時培養團結合作精神等綜合素質的人才。然而我國分析化學項目教學評價尚處于初級的探索階段，缺少多元化評價體系，不能發揮評價機制的實施導向功能。
3 項目教學法在分析化學實訓改革中的實施措施
項目教學法在分析化學教學過程中應按照六個步驟進行實施，依次為咨詢、計劃、決策、實施、檢查、評估，這六個步驟中有關資訊、計劃、實施和檢查的階段實施的主體應為學生，教師在這些階段擔任好一個輔導者的角色，這期間只有當學生遇到問題時，才應予以指導。而在決策階段與評估階段則需要教師的全場參與，教師必須親自投身到每一組學生中去，并給學生提出科學合理的建議，同時應給予其公平公正的評價。以下是檸檬酸的質量檢驗作為進行分析化學課程實施項目教學法的例子。首先，教師應明確項目任務。教師先進行企業情景模擬，將檸檬酸的質量檢驗作為工作項目簡介如下：某企業主要生產項目包括食品添加劑檸檬酸，因此，要求企業對生產的檸檬酸進行抽樣檢測，對檸檬酸進行抽樣質量分析，檢測某一批次的檸檬酸質量，同時制定檢測報告提交于質檢部負責人進行審核。測試過程中應正確使用、維護儀器設備。將檢測項目與實際工作內容中所涉及的相關技術理論知識和操作規程進行引導，提出問題等。這些問題可引導小組學生自主學習教材、產品樣本、操作說明書等相關學習內容。對于較為重要的教材內容和參考資料教師應直接給予教學相關內容明確的章節代碼指示作為指引，從而便于學生學習和吸收相關理論知識。
其次，教師應制訂和設計科學合理的操作方案。實施過程中可將學生分成小組，每組五至六個人，確定一人為小組長，然后開始采取小組長負責制，每當有工作任務或活動時都是以小組長為中心，小組長負責組織和安排工作任務，并對所要進行的工作項目進行計劃和分工。小組討論可按以下內容和步驟進行：第一，了解常用食品添加劑的類型和屬性，檸檬酸的技術指標、包裝、貯存和運輸等的特殊要求；第二，熟悉檸檬酸的化學性質和屬性，檢測檸檬酸的常規檢測項目、檢驗方法和步驟等；第三，要進行酸堿滴定分析原理的學習，熟練掌握檸檬酸含量測定的方法；第四，對各項設備儀器的操作和使用要規范，同時確定檢測所需的試劑和標準溶液配置正確。教師需向學生講解此次實施項目的目的和所要達成的目標是什么，只有充分的認識和理解所要進行的項目內容，才能有效的激發學生的學習熱情和學習主動性，更加利于分析化學學習的學生清楚了解此項目真正的目的及意義，鍛煉學生的綜合分析能力等[4-6]。
再次，教師組織學生進行方案的實施。實施計劃的設計不僅要得到分析檢測的檸檬酸產品結果，同時還應加強學習和掌握專業化知識。方案實施階段學生和教師之間應遵循自主學習與互相合作的原則。其中的自主學習是指教師不能直接將答案告訴學生，而應將一個現實存在的問題，只向提供學生提供處理問題的方法，比如，教材內容上與這一問題相關的知識點和資料等，這種方式能很好的培養學生的自主學習精神。此外，通過與同學的合作交流來培養學生的團隊合作精神，使得學生踏入社會后能迅速適應工作中的協作與交流。
第四，教師與學生要進行交流評價。讓已經分好的每個小組都選擇一個同學作為代表宣布本小組對檸檬酸質量檢驗的結果如何，同時要進行理由闡述，同時讓參與其中的其他小組代表進行提問，然后進入到現場評定環節。這種方式一方面能夠增強學生對已經獲得的檸檬酸檢驗項目工作成果的認識，有利于分析和解決問題能力的提升。另一方面，給予學生足夠的思考時間、在實際活動中提高學生學習分析化學的主動性和積極性，培養學生使用多媒體設備，進行展示與交流，提高學生的溝通交流能力。在小組之間進行共同討論與交流，這種方式不僅能將實際操作結果化為學習的果實，同時還為學生提供了輕松愉悅的學習環境，有效提高學生綜合分析能力等。
綜上所述，采用項目教學法在分析化學課程教學中的應用，將高校分析化學教學中的理論與實踐教學進行融合與統一，不僅能夠有效提高學生分析化學理論水平的掌握，同時采用項目教學法能將實訓教學資源有效利用，便于學生掌握分析化學所需的各種儀器的使用操作和提高學生自身分析問題和解決問題的能力，并且能培養學生的創新精神以及團隊精神。因此，項目教學法在分析化學實訓改革中具有十分重要的意義。
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