基于真实情境下的实验项目化教学设计与评价策略

随着新高考改革的深化，高考化学命题已形成“强基础、重应用、考创新”的鲜明导向，尤其强化真实情境下问题解决能力的考查，在此背景下，传统实验教学中“照方抓药”式的验证性实验已难以满足核心素养培育需求，亟需构建以真实情境为载体、以项目化学习为路径的新型实验教学模式。真实情境的实验项目化教学，是指将化学实验与现实问题深度结合，通过“项目驱动—探究实践—成果迁移”的完整流程，引导学生在解决真实问题中深化知识理解、提升探究能力。

一、实验项目化教学的理论基础与现实需求（一） 理论依据：真实性学习与建构主义的融合

真实性学习理论强调，学习应根植于与现实世界一致的复杂情境中，通过解决真实问题促进知识的“意义建构”而非机械记忆。建构主义理论则认为，学生的知识体系是在主动探究、协作交流中逐步形成的。实验项目化教学正是通过创设真实任务，实现从“知识接受者”到“问题解决者”的角色转变。

（二）政策导向：高考评价体系与核心素养的落地要求

《中国高考评价体系》将“实践操作能力群”列为关键能力之一，明确要求通过实验探究考查学生的“科学探究与创新意识”“证据推理与模型认知”等核心素养。实验项目化教学通过模拟高考情境的任务设计，可有效衔接评价要求，推动核心素养在教学中落地。

（三）教学现状：传统实验教学的困境与突破方向

传统实验教学存在三大局限：一是情境虚拟；二是任务封闭，实验步骤固定，缺乏探究空间；三是评价单一。实验项目化教学通过引入真实问题，可打破上述局限，让实验教学成为素养培育的有效载体。

二、真实情境实验项目化教学的策略构建——以补铁口服液为例（一） 情境创设策略：三类真实情境的精准选择

情境是项目化教学的“起点”，需兼顾学科相关性、现实意义与学生认知水平，可从三个维度设计：

1.生产生活情境：选取与学生生活密切相关的场景，如“补铁口服液中铁元素检测”。

2. 科研前沿情境：引入简化的科研案例，如“新型补铁剂的铁形态分析”、“纳米铁颗粒的制备与表征”。此类情境可拓展学生学科视野，渗透科学精神。

3. 社会热点情境：结合环保、健康等社会议题，如“饮用水中铁超标处理方案”、。此类情境可培养学生的社会责任意识。

（二）项目设计策略：项目设计需避免“大而空”，应通过“任务拆解”“分层进阶”确保可操作性，同时注重学科内综合与跨学科融合：

1. 学科内知识整合：以核心知识点为线索设计项目，如围绕“铁及其化合物”模块，设计“补铁口服液中铁元素检测”项目，串联“Fe2+与 Fe³⁺ 的检验”“氧化还原反应”“分光光度法测定含量”等知识点，形成知识网络。

2. 任务分层进阶：根据学生能力水平设置三级任务：

初级任务（基础操作）：设计实验验证补铁口服液中是否含有 Fe²⁺ ；

进阶任务（综合应用）：优化检测条件以提高 Fe3+还原效率；

高阶任务（创新拓展）：比较不同检测方法的优缺点，并分层任务可兼顾差异，让不同水平学生均有收获。

3. 跨学科融合设计：突破学科壁垒，融合“补铁剂对人体铁代谢的影响”项目，结合化学与生理学知识。

（三）实施流程策略：三阶段递进式教学

项目实施需遵循“入项—探究—出项”的递进流程，确保探究深度与效率：

1 入项阶段：情境导入与问题拆解

通过真实情境激发问题意识，如在“补铁口服液中铁元素检测”项目中，展示“缺铁性贫血发病率”数据，引导学生提出问题：“补铁口服液中铁元素含量是否达标？如何检测？”随后通过小组讨论拆解任务：确定检测指标、查阅检测方法、制定实验计划，明确各成员分工。

2 探究阶段：实验验证与数据分析采用“小组协作+教师引导”模式，学生围绕任务开展探究：

（1）定性检验：

取少量补铁口服液，加入 KSCN 溶液，若溶液变为血红色，说明存在 ；

另取样品，加入酸性 KMnO₄溶液，若紫红色褪去，说明存在 Fe²+ ；

若需同时检测 Fe²+与 Fe³+ ，可先加入维生素C 将 Fe³+还原为 Fe²+ ，再用邻菲罗啉显色。

此处需注意市售补铁剂的成分复杂，最好选择用铁元素的特征反应进行检验。

（2）定量测定：

样品预处理：加入活性炭脱色、过滤去除杂质；

标准曲线绘制：配制系列 Fe³+标准溶液（ 0.03-5.0009^′L ），加入 KSCN 显色后，用分光光度计在 480nm 处测定吸光度，绘制标准曲线；

样品测定：将处理后的补铁口服液稀释至合适浓度，加入 KSCN 显色，测定吸光度并计算铁含量。

3 数据处理与误差分析：

计算铁含量与标签值对比，分析误差来源，提出改进措施。

出项阶段：成果展示与反思改进

通过“成果汇报 + 质疑答辩”深化学习效果：学生以“检测报告”“方案建议书”等形式呈现成果，并向“模拟质检部门”汇报。

（四） 评价方法策略：四维多元评价体系

传统“结果导向”的评价难以反映素养发展，需构建“过程 + 成果 + 素养+反思”的四维评价体系：

1. 过程性评价（ 40% ）：通过“实验记录表”“小组互评表”记录学生表现，包括实验操作规范性、协作参与度、问题解决能力。

2. 成果性评价（ 30% ）：针对最终成果评分，重点关注“科学性”、“实用性”、“创新性”。

3. 素养表现评价（ 20% ）：通过典型任务评估核心素养，如让学生解释“为何维生素C 能提高 Fe2+检测准确性”，考查“变化观念与平衡思想”；让学生设计“对比实验验证不同还原剂对Fe3+还原效率的影响”，考查“科学探究与创新意识”。

4. 反思性评价（ 10% ）：依据学生的“项目反思日志”评分，关注其是否能清晰梳理探究过程、客观分析不足、提出具体改进方向。

三、教学建议与实施保障

（一） 强化教师专业能力：从“知识传授者”到“项目引导者”

教师需提升两类能力：一是情境设计能力，可通过“收集行业案例（如补铁剂生产工艺）”“分析高考真题情境”积累素材；二是探究引导能力，需掌握“问题链设计技巧”，避免直接告知答案。建议学校通过“校本教研+高校合作”开展培训，如与本地高校化学系合作开发“真实情境项目资源包”。

（二）优化教学资源：实验室开放与数字化工具应用

开放实验室：设立“项目探究时段”（如每周三下午），满足项目化学习的个性化需求；

引入数字化实验：利用 pH 传感器、浊度传感器等工具实时采集数，提升探究效（三） 构建协同支持网络：家校社联动拓展情境资源

与本地企业、质检部门合作：如邀请药企工程师进校园讲解“补铁剂生产质量控制”，或组织学生参观质检中心；鼓励家长参与，形成“家校协同”的探究氛围。

结语

真实情境下的实验项目化教学，是连接课堂教学与高考评价、知识学习与素养培育的重要桥梁。通过精准创设情境、科学设计项目、优化实施流程与多元评价，可引导学生在解决真实问题中深化知识理解、提升探究能力，真正实现从“解题”到“解决问题”的跨越。未来需进一步探索“AI 技术在实验评价中的应用”，并加强校际资源共享，推动此类教学模式的规模化落地。

参考文献

[1] 郝莉等. 促进深层学习的项目式课程教学创新设计理论与方法[J]. 高等教育研究, 2025(5): 67-75.