指向高阶思维的元素化合物项目式教学研究
解 革
河南省项城市第一高级中学 466200
摘要：在高中化学教学中，培养学生的高阶思维能力尤为重要。为了实现这一目标，指向高阶思维的元素化合物项目式教学成为了一种创新的教学模式。通过引导学生参与元素化合物相关的项目实践，这种教学方式旨在激发学生的学习兴趣，培养学生探究精神和解决问题的能力。本文将从高中化学教学的角度出发，深入研究指向高阶思维的元素化合物项目式教学的理论与实践，以期为高中化学教师提供有效的教学策略，促进学生的高阶思维发展，提高化学教学的质量与效果。
关键词：元素化合物；项目式教学；高阶思维能力；高中化学；
一、引言
指向高阶思维的元素化合物项目式教学是一种创新的教学模式，它在高中化学教学中的应用日益受到关注。高阶思维是指分析、评价、创新等复杂认知过程，它是学生全面发展和适应未来社会的关键能力。元素化合物作为高中化学的核心内容，对于学生理解物质的本质和变化规律具有重要意义。然而，传统的教学方法往往注重知识的灌输，忽视了学生的思维发展。因此，如何通过将指向高阶思维的元素化合物项目式教学应用于高中化学教学，提高学生的思维品质和学习效果，成为本研究的重要议题。
二、项目主题分析
元素化合物知识的学习既“繁琐”又“庞杂”，而且这部分知识属于陈述性或事实性知识，很多元素或者化合物在性质上有很大的相似性又有差异性，学生在学习时容易混淆，存在很大的困难。研究从高中化学元素化合物模块选择项目主题，元素化合物模块包括必修第一册中钠及其化合物、氯及其化合物、铁及其化合物部分；必修第二册中硫及其化合物、氮及其化合物部分。结合学校实际情况选出三个项目主题：项目一探秘氮肥、项目二检测菠菜中的铁元素、项目三黄花菜中SO2含量的测定。通过围绕这三个项目，帮助学生梳理相关元素化合物知识，帮助学生发展基于真实情境的项目式教学实践探究能力，帮助学生在完成项目中学习知识，培养学生的高级思维能力。
三、项目目标设计
（一）知识目标：
1.能利用元素及其化合物的性质和反应，设计常见含物质的制备、分离、提纯、检验等简单任务方案。
2.能从物质类别和元素价态变化的视角说明物质转化的路径，构建元素化合物价类二维图。
（二）素养目标：
1.通过元素化合物的实验探究活动，培养学生的科学探究与创新意识核心素养。
2.通过构建价类二维图，培养学生的证据推理与模型认知核心素养。
（三）评价目标
通过项目成果展示，用不同的评价方式进行评价项目。
四、项目教学设计与实施
（一）高阶思维下元素化合物性质探究
1.元素化合物选择与目标设定
鼓励学生基于已有知识，主动选择与日常生活或工业生产相关的元素化合物进行研究，这一步骤有助于激发学生对化学科学的兴趣，培养其问题设定与目标制定的能力。
2.实验方案设计与优化
小组内部展开讨论，学生需要运用批判性思维对实验方案进行评估和优化。这不仅促进了学生间的合作，还要求其运用高阶思维对实验进行合理规划和组织。
3.实验操作与数据分析
学生按照实验方案进行操作，精确记录数据，并学会分析数据、处理数据。这一环节有助于培养学生的实验技能和数据分析能力，为后续的归纳和推理打下基础。
4.教师角色与高阶思维引导
教师在整个过程中充当引导者和促进者的角色，通过提问、引导等方式，鼓励学生进行高阶思维，如反思实验过程中的不足，提出改进方案等。
（二）高阶思维下的小组交流分享
1.实验成果与观点展示
学生需要清晰、准确地展示其实验成果，并基于数据提出自己的观点和解释。这一环节有助于培养学生的沟通和表达能力。
2.经验分享与思路碰撞
学生分享实验过程中的经验和挑战，通过小组讨论，进一步完善和拓展思路。这一环节促进了学生间的互动与合作，激发了创新思维。
3.归纳推理与深化理解
在高阶思维的引导下，学生对实验结果进行归纳和总结，不仅得出关于元素化合物性质的结论，还进一步推理其在生活或生产中的应用可能性。这一过程深化了学生对化学原理的理解，并培养其归纳推理能力。
（三）元素化合物方案设计探讨
1.基于性质思考潜在应用
在学生对元素化合物性质有了一定了解的基础上，教师引导学生思考这些性质在生活和生产中的潜在应用价值。这一步骤鼓励学生将理论知识与实际情境相结合，培养其创新思维和问题解决能力。
2.小组讨论与创新方案提出
学生分组进行讨论，结合日常生活或工业生产的实际需求，提出创新性的应用方案。这一环节要求学生运用批判性思维对方案进行评估和改进，并培养其团队合作和沟通能力。
（四）班级展示评比与高阶思维互动
1.方案展示与表达方式选择
学生完成应用方案后，在班级内进行展示。学生可以选择使用PPT、实验模型、实验方案等多种方式，清晰、生动地展示自己的项目成果。这一步骤要求学生有效组织和表达自己的思路，提升语言表达能力。
2.高阶思维互动与问答环节
在展示过程中，学生和教师针对方案进行提问和评价。教师特别关注学生的创新思维和实践能力，并给予积极的鼓励和建议。这一环节促进了学生间的思维碰撞和互动，有助于培养其辩证思维和应对挑战的能力。
3.评选与表彰
根据项目成果展示中方案的创新性、实用性和可行性等指标，进行评选。教师和学生共同参与评选过程，确保公正和客观。评选出的优秀项目将获得表彰，激励学生在今后的学习中继续发扬创新精神和实践能力。
综上所述，通过指向高阶思维的元素化合物项目式教学实践研究，培养学生的科学思维、实验技能和团队合作精神，同时深化其对化学原理的理解，激发其创新思维和应用能力。这种教学模式有助于提升学生的高阶思维能力，为其未来的学习和职业发展打下坚实基础。我们不仅培养了学生对元素化合物性质的理解和应用能力，更重要的是激发了其高阶思维能力。学生在这个过程中学会了如何结合理论知识解决实际问题，如何与他人合作、沟通和评估方案，以及如何应对挑战和展示自己的成果。这种教学模式有助于培养学生的综合素质，为其未来发展和创新做出贡献。
五、项目教学评价与反思
指向高阶思维的元素化合物项目式教学是一场富有深度和广度的学习旅程。在教学评价方面，采用了多元化的评价方式，全方位地衡量学生的学习效果。小组报告展现了学生们在团队合作中的协调与沟通能力，并深入反映了他们对元素化合物性质理解的程度和创新思维的运用。课堂展示则要求学生能够清晰、有条理地表达自己的观点和思路，进一步检验了学生的表达能力和逻辑思维能力。实验成果的评价则体现了学生的实验技能和数据分析能力，这是对他们实践能力的有效衡量。
在教学反思环节，教师和学生共同回顾项目实施过程，总结经验和教训，为今后的教学实践提供改进方向。这样的反思有助于更深入地了解教学中的成效与不足，并指导未来的教学方法完善，进而提升教学效果，以期在今后的教学实践中更好地指向高阶思维培养，推动学生全面发展。
作者简介：解革，女，河南省项城市第一高级中学，研究方向为指向高阶思维的元素化合物项目式教学。
项目：本文系2023年度周口市教育科学规划一般课题指向高阶思维的元素化合物项目式教学研究（2023ZKYBL023）研究成果
参考文献：
[1]吴云陈一铭.指向高阶思维培养的高中化学项目式教学与评价实践研究--以"神奇的84消毒液"为例[J].福建基础教育研究, 2022(4):122-125.
[2]张峰.基于深度学习的高中化学项目式教学的应用研究[J].学周刊,2023(17):85-87.
