摘要：通过项目式学习，学生对化学知识的理解不再停留在表面，学生的知识理解与应用能力会提升，模型构建与创新思维也会得到发展。项目式学习多以小组形式开展，团队成员间的交流协作对“模型认知”思维提升具有积极作用。团队协作会促进思维交流，提高学生的自主建构能力。本文主要探究了基于项目式学习提升高中学生化学“模型认知”思维的教学研究，通过实践研究发现，项目式学习能有效促进学生对化学知识的深度理解，提升其构建和运用化学模型的能力。

关键词：项目式学习 高中化学 模型认知思维

化学学科的发展离不开模型的构建与运用。“模型认知”作为化学学科核心素养的重要组成部分，要求学生能认识化学现象与模型之间的联系，运用多种模型来描述和解释化学现象、预测物质及其变化。在高中化学教学中，帮助学生建立和发展“模型认知”思维，有助于他们更好地理解抽象的化学概念、原理，提升解决复杂化学问题的能力。传统的化学教学模式多以知识讲授为主，学生被动接受知识，对化学模型的理解和应用能力不足。项目式学习以真实情境中的问题为驱动，学生通过完成项目任务，主动探究、合作学习，在实践过程中构建和运用知识模型，为培养学生“模型认知”思维提供了有效途径。

一、项目主题的选择与设计，“模型认知”的开端

项目主题的选取是项目式学习开展的基石，需精准契合教材内容，同时紧密联系生活实际，具备深度的探究价值与切实的可操作性。例如在学习“金属的腐蚀与防护”时，其知识点既涵盖了化学原理的深度剖析，又与日常生活及工业生产紧密相关。教师可以设计“校园金属设施的腐蚀与防护方案设计”项目。

项目启动后，学生的首要任务便是系统回顾教材中金属腐蚀的原理知识。金属腐蚀主要分为化学腐蚀与电化学腐蚀两大类型，化学腐蚀是金属与接触到的物质直接发生化学反应，而电化学腐蚀则是不纯的金属或合金与电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化。学生通过整理归纳这些知识，逐步构建起金属腐蚀原理的概念模型。

随后，学生们带着对理论知识的初步理解，走出教室，实地观察校园内不同金属设施的腐蚀情况。例如对于铁制栅栏，若发现其表面有明显的铁锈层，且在潮湿环境下腐蚀加剧，结合电化学腐蚀中钢铁吸氧腐蚀的原理，能判断该腐蚀现象主要为电化学腐蚀；而对于铜质雕塑，其表面变色可能涉及铜与空气中氧气、二氧化碳、水蒸气等发生的复杂化学反应，初步认定为化学腐蚀与电化学腐蚀并存。项目中学生将抽象的腐蚀原理模型与实际观察相结合，深化了对金属腐蚀原理的理解，同时也锻炼了观察、分析与归纳能力。

二、 项目实施的过程与引导，“模型认知”的建构

在项目开启的初期阶段，教师要发挥关键引导作用，帮助学生全面回顾教材中的知识，引导学生主动探究，积极总结，形成对知识的主观性认识。例如在学习“化学反应速率与限度”时，教师设计“探究工业合成氨条件的优化”项目，聚焦于化学反应速率和化学平衡原理在工业合成氨这一实际生产过程中的应用，思考化学反应速率和化学平衡的相关核心知识。

学生通过梳理知识体系，会构建起速率影响因素模型，明确浓度、温度、压强、催化剂等外界条件对化学反应速率的具体影响规律。例如增大反应物浓度、升高温度、增大压强以及使用合适的催化剂，均能加快化学反应速率。同时，他们也构建起化学平衡移动模型，了解到当外界条件改变时，化学平衡会向着削弱这种改变的方向移动。

在探究过程中，学生会综合运用多种方法，深入探讨如何在合成氨反应中巧妙运用这些模型，以实现提高氨气产量和生产效率的目标。在分析升高温度这一条件时，学生基于构建的模型展开讨论：升高温度虽然能显著加快合成氨反应的速率，使单位时间内生成更多氨气，但从化学平衡角度来看，合成氨反应是放热反应，升高温度会使平衡逆向移动，不利于氨气的生成。通过分析，学生深切体会到在实际工业生产中，需要综合考量化学反应速率与化学平衡，寻找二者之间的最佳平衡点。

三、项目成果的展示与评价，“模型认知”的呈现

项目成果展示与评价是项目式学习的重要环节。通过这一互动过程，学生能获取全新的设计思路与研究方法，拓宽视野。例如在学习“有机化合物的结构与性质”时，教师设计“设计新型有机药物分子”项目活动，学生合作学习。他们依据有机化合物结构与性质紧密关联的基本原理，充分发挥自身的创造力与专业知识，致力于设计出具有特定治疗功能的有机药物分子，并精心制作项目成果展示报告。

项目成果展示报告内容丰富且深入，涵盖药物分子的结构设计、合成路线设想以及对其性质的预测等关键部分。在结构设计环节，学生参考常见有机化合物的结构模型，结合目标治疗功能，设计具有独特官能团组合与空间构型的药物分子结构。例如针对抗癌药物的设计，学生会引入能与癌细胞特定靶点结合的官能团，同时考虑分子的整体稳定性与亲脂性，确保药物顺利进入癌细胞。在合成路线设想方面，学生依据有机合成的基本规律，结合所学的有机反应知识，规划从简单原料逐步合成目标药物分子的可行路径。

在评价环节，要采用多元化的评价方式，即教师评价、学生自评和互评相结合。评价指标全面且细致，重点涵盖项目成果的科学性、创新性以及团队协作等多个方面。在互评过程中，学生会发现其他小组在药物分子结构设计上采用了独特的骨架结构，这些都为完善对有机化合物结构与性质模型的认知提供了宝贵的参考，促使学生不断反思与优化知识体系与思维方式。

四、 项目后续的拓展与延伸，“模型认知”的升华

通过项目拓展延伸活动，学生能将课堂项目学习中构建的模型认知思维拓展到更广阔的科学领域，深刻体会到化学模型在解释自然现象、指导科学研究方面的普遍性和实用性，提升了对化学学科的热爱与探索精神。例如在学习 “元素周期表与元素周期律” 时，教师设计 “探究元素周期表中元素性质的递变规律” 项目活动，教师积极引导学生基于已构建的元素周期律模型，大胆预测尚未发现的元素可能具有的性质，并尝试设计实验方案来验证部分预测。

以预测第 119 号元素的性质为例，学生们依据同主族元素性质递变规律，展开逻辑严密的推理。他们知道，同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，金属性逐渐增强。第 119 号元素若处于碱金属族，根据递变规律，其原子半径将比现有碱金属元素更大，金属性更强。由此推测，它与水反应可能会比铯更为剧烈，甚至可能发生爆炸，生成的氢氧化物碱性也会更强。为了验证这些预测，学生们尝试设计实验方案，尽管在现实条件下难以直接对第 119 号元素进行实验，但他们可以参考现有碱金属元素与水反应的实验方法，设想对模拟环境下的类似反应进行观察与分析。

总之，项目式学习作为一种创新的教学方式，在高中化学教学中对于提升学生 “模型认知” 思维具有显著成效。通过精心设计项目主题，引导学生在项目实施过程中构建、运用和完善化学模型，学生在知识理解、模型构建与创新思维以及团队协作等多方面都得到了发展。未来的教学研究需要进一步探索优化项目式学习的策略，使其更好地服务于高中化学教学，培养学生的化学学科核心素养，为学生的未来发展奠定坚实基础。

参考文献：

[1]袁园.高中化学微项目式教学实践研究[J].高考，2025，（11）：116-118.

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