化学项目
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化学项目范文第1篇
中图分类号：G718.5 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.24.076
项目教学法强调学生学习的主动性，在教学中巧妙将各个知识点的学习与精心设计的任务或问题结合，使学生投入到具体的项目任务中，通过设计真实性的任务鼓励学生自主探究，强调以解决问题为中心，各种学习途径相互整合，倡导交流与合作，支持与引导等，从而完成在做中学，在做中领会和掌握，较好贯彻了高等职业院校“以服务为宗旨，以就业为导向，以能力为本位”的人才培养理念。
1 项目教学法概述
“项目教学法就是将传统的学科体系中的知识内容转化为若干个教学项目，围绕着项目组织和展开教学，使学生直接参与项目全部的一种教学方法”[1]。“项目教学法，是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动”[2]。
2 项目教学法一般实施步骤
2.1 教师提出项目任务
成功实施“项目教学”的一个首要前提是要有合适的项目案例。选取的教学项目要以实际教学内容为依据，以学生为活动中心，以现有设备资源为教学材料。项目既要涵盖基本的教学知识点，又能巧妙调动学生解决问题的积极主动性。而教师在准备项目设计时必须充分调研与实践，以具有相同或相似技能要求的岗位要求为调查对象，设计出实用性、趣味性、可操作性均较强的项目。可以鼓励让学生共同参与项目的选取，注意启发学生去主动发现身边的素材，最好能把学生已掌握知识技能与计划传授的知识点做好有机结合。以无机化学为例，可选取“大输液生理盐水的配置”为项目任务等。
2.2 划分小组制定计划
教师事先根据全班学生的知识和能力特点，结合学生本人意愿进行项目小组划分，每组设“项目经理”一人。项目分组的原则、小组成员的搭配、组内工作的分工、各组成员的数量等将直接影响各项目小组的学习效果。采取互补方式进行搭配，有利于同学之间互相学习。学生在整个项目学习中将以小组为单位，采取协作学习方式。学生确定各自在小组中的分工以及小组成员合作的形式，组员分工要明确，防止出现依赖思想。然后按照项目任务，制定项目工作计划，确立工作步骤和程序。
2.3 教师示范“分解项目”
以项目任务为中心，结合当前学习的知识点，选择多个合适的小项目，并依次通过课件或演示操作示范解决“分解项目”的过程，让学生独立思考，对知识点进行理解，消化“分解项目”的解决要点，为解决综合项目打下基础。以“大输液生理盐水的配置”为例，教师可依次选取“浓度表示方法”、“液体溶质的溶液配制”、“药用氯化钠的鉴定”等作为“分解项目”。
2.4 评估完善实施方案
根据项目任务，结合教师示范的“分解项目”，师生共同讨论项目计划中出现的问题，审核计划的步骤是否合理，分工是否得当，分解项目是否易于完成，知识点是否查找全面等，防止在具体实施中操作性不强，影响完成项目的效率和最终结果。
2.5 具体开展项目实践
各小组学生根据实施方案，分工协作。一部分学生查找“溶液浓度”的知识，一部分查找“GMP对大输液生产要求”，一部分学生查找“溶液配制”等知识，分头开展项目实施工作。
2.6 相互进行成果交流
项目任务完成后，各项目小组内部成员之间围绕项目任务进行相互交流，分享项目完成的成功和喜悦，总结、交流学习过程中的经验和感悟。同时各小组之间进行相互学习借鉴，交流形式可以多种多样，可以是成果展示会，可以是成果报告会，也可以是不同方案优劣的辩论会，通过小组内部和小组之间的相互学习交流，达到全班同学共同提高的目的。
2.7 共同评价学习效果
项目任务完成后，启发学生首先对自己的工作结果进行自我评估，各小组分别汇报后再由教师进行检查评分，师生共同讨论、评判各项目工作中出现的问题，以及各组解决问题的方法和学习行动的特征。通过对比师生评价结果，找出造成结果差异的原因，结合成果交流的步骤，促进学生理论知识、实践技能、团结协作等综合能力的提升。
3 项目选取艺术
在整个项目教学法的实施过程中，项目是学习的关键，也是最难把握的一环。选取的教学项目要以实际教学内容为依据，以学生为活动中心，以现有设备资源为教学材料。项目既要涵盖基本的教学知识点，又能巧妙调动学生解决问题的积极主动性。教师应结合学生的不同层次选取难度适合的项目，覆盖大多数，以期达到最佳教学效果。项目选取应注意做好以下几个方面。
3.1 合理创设学习情境
以“大输液生理盐水的配置”为例，在项目任务布置之前，首先播放几段大型医药公司GMP车间的生产片段或者“齐二药事件”等某品牌药品的质量问题，引起学生兴趣，激发其科学探究兴趣。
3.2 深入研究学习内容
在项目教学中巧妙组织学习资源和创设协作学习的环境是教师最关键的工作，这要求教师务必熟悉项目内容，了解项目开展过程中可能涉及到的相关知识点，并注意与其它教学手段和方法的协调。推出教学项目要讲究艺术性，调动学生学习兴趣，激发学生学习的积极性和参与及讨论的热情。
3.3 巧妙构建职业场景
由于学生毕业后主要从事一线实践操作，巧妙构建仿真职业场景更能吸引学生积极参与项目实施。比如“大输液生理盐水的配置”的教学场所可以选取在实验实训车间，仿真的职业场景激发学生的职业神圣感和责任意识，教学项目从典型的职业工作任务中开发出来，教学内容突破了传统的学科界限，教学效果自然有效提升。
项目教学法依托典型的职业工作任务建构学习内容，能有效解决传统教学中理论与实践相脱节，远离职业工作实践的弊端。理论教学内容与实践教学内容通过项目或者是工作任务紧密地结合在一起。学生在完成具体“项目”的同时，学生能综合应用本课程各章节相关知识，促使了全部或部分知识的横向联系和纵向迁移，加深了对知识点的深刻理解，尤其是知识的实际应用，使其在实际工作中更具竞争力。
参考文献：
[1]职业技术教育中心研究所.现代职业教育教学参考丛书[M].经济科学出版社.
[2]吴言.项目教学法[J].职业技术教育，2003，（7）.
化学项目范文第2篇
关键词： 项目化学习 多元呈现 教学模式
一、项目化学习的背景
在教学过程中如何提高教和学的有效性，充分调动学生的主动性，是教育者所面临的不可回避的问题。一直以来，很多教师习惯于一种“线性”教学，其主要特点是：依照教学进度，选择活动，组织材料，以对学生预期的行为变化的估计为目标而进行教学。这种线性教学有其价值。然而，这种由教师发动的教学难以在真正意义上满足学生需要，活动的动机主要由教师诱导而不是由学生内在发动，活动的选择权在教师而不是在学生，甚至可以说学生的学习是被迫的，被强制接受的。对学生来说，当学习来自外在的要求、强制时，学习就会成为一种负担，压力，学生的学习体验是痛苦的，而苦学是一种不能持续的学习行为。为此，我认为在不完全否定现行教育的前提下，在化学课中引入非正规活动，有益于改变教师主观的教育弊端，并能促使教师的立场更多地转移到学生角度。
传统的老师绕着书本转、学生跟着老师走的知识观已经不能适应新时代的发展；传统的教学观念抑制了学生选择的权利，使学生不知道学什么、怎样学，完全依赖于教师，逐步失去自我个性，从而导致学生学习兴趣的逐步下降，缺乏主动求知的欲望。
在此背景下，提出“项目化学习・多元呈现”教学模式，它是一种既非预定的线性教学模式，又非一般的教学计划，而是师生共建的弹性课程与探索性教学。
二、“项目化学习・多元呈现”教学模式的结构与操作
三、“项目化学习・多元呈现”教学模式的实施条件或环境
1.创造民主宽松的课堂环境。
“真正的教育必须培养出能思考会创造的人”。学生的学习取决于他做什么，而不是教师做什么。教师提供足够的机会，给学生更多自由和主动。教师要让学生懂得尊重别人的发言，养成认真听取别人发言的习惯，营造宽松民主的氛围。
2.培养团结、合作的精神。
心理学研究表明：同龄人之间的最容易进行心理沟通。如果将学生按“口”字行座位围坐的形式进行小组合作学习，则很容易形成个体与个体，小组与个体的交流，又由于小组人数少，学生心理压力小，容易很自然地参与讨论，大胆地发表不同见解。同学间彼此启发，互相激励，从而不断取得进步。
3.注重学生的智能差异，让学生自己选择操作方式。
同一年龄阶段的儿童，每个人的智能都有不同组合，有各自的优势智能。有的学生动手能力比较好，有的学生想象能力比较好，有的学生语言表达能力比较好，等等。针对学生的智能差异，对学生进行因材施教，鼓励学生自由、自主地表现，不要给学生过多限制。
化学项目范文第3篇
关键词：项目学习：高中化学：教学设计
高中化学要求学生掌握相关的理论知识与实践经验，在高中化学教学中开展项目学习，能提高学生解决问题的能力，让学生在探究问题的过程中理解知识，学会运用知识，在小组合作的过程中强化自身的综合能力。
一、项目学习的内涵
项目学习是一种新型的教学模式，教师通过设置具有实践性、探究性、开放性等特征的项目，能将学生的“学”与教师的“教”相结合，让学生在参与项目实施和解决问题的过程中，获得知识技能和实践经验。项目学习能提高学生的课堂参与度，强化学生的合作意识，培养学生的创新精神，提升学生的化学知识技能与思维能力。高中化学教学不同于其他学科的教学，它更注重学生对知识的理解与应用，让学生对化学知识进行深度思考，在思考的过程中逐步形成知识结构。将项目学习融入高中化学教学，可以营造良好的课堂氛围，增强学生之间的交流互动，提高学生的合作学习能力。同时，在开展项目学习的过程中，教师也能了解学生的学习情况与个性特征，进而能开展针对性教学，为学生提供有效指导，提升教学效率。
二、项目学习在高中化学教学中的应用
学生是课堂教学的主体，教师是课堂教学的引导者。在高中化学教学中，教师要尊重学生的主体地位，引导学生深入学习与理解知识点，进而有效应用所学知识。项目学习是以学生的自主探究与学习为主体、以教师的指导为辅的教学模式，能提高学生分析问题与解决问题的能力。在开展项目学习的过程中，首先，教师要以科学的标准将学生划分为多个项目小组，让学生通过小组内部的分工协作完成相应的学习任务。然后，在教学实践中，教师可以利用项目学习，做好预习工作，创设课堂情境，联系生活实际，让学生在项目学习的过程中，深化对化学知识的理解与认知。
（一）利用项目学习，做好预习工作
高中化学知识点分散，以“碎片化”的形式呈现，需要学生记忆的知识点较多，很多学生在记忆时容易感到枯燥乏味，产生畏难心理。因此，在教学开始之前，教师可以开展趣味性的项目学习，引导学生做好课堂预习工作。通过预习，学生能提前了解相关背景知识，了解课堂学习的重难点，在课堂上就会带着问题和思考来听课，提升听课效率。在开展项目学习的过程中，教师可以根据一定的标准，科学地将学生分为若干个小组，并利用导学案的形式，让学生在小组内部进行讨论，查阅相关资料，完成导学案上的作业。此外，教师还可以让学生自己设计导学案，将自己所认为的学习重点与难点呈现在导学案中，这样既能考查学生的预习情况，还能提升学生独立思考、自主学习与探究的能力。以人教版高中化学必修一第三章“金属材料”为例，在正式教学前，教师可以将学生分为若干个项目小组，让各小组开展课堂预习工作。在预习中，学生要在教材中找出该章节的重点、难点，以及学习目标等，每个小组自行设计一份预习导学案，然后各小组将导学案进行交换，并完成导学案上的任务。学生在制作导学案时，通过查阅资料、调查走访，以及小组讨论等方式获得知识之后，再进行交流，最后制作出导学案。这个过程能让学生联系生活实际，深入理解知识。通过这样的预习环节，教师不但可以考查学生的预习情况，掌握学生的学情，还能发展学生的综合学习能力，让学生“跳出”教材，丰富见识，开阔眼界。
（二）借用项目学习，创设课堂情境
项目学习以有效的“微项目”为组成部分，每个“微项目”都是项目学习的重要环节。学生是项目学习的主体，教师作为引导者，要为学生创设真实、有效的课堂情境，引导学生深入体验项目学习，让学生以项目小组的形式对知识点进行探究，实现知识点的进一步渗透。例如，化学实验是化学学习的重要方式，教师可以将化学实验引入项目学习，用直观形象的化学实验促进学生对知识点的理解；可以利用多媒体播放相关的实验视频或图片等，将抽象的知识转化为具体形象的情境，使知识的学习直观化；还可以提出开放式的问题让学生讨论，营造良好的课堂氛围，调动学生参与课堂活动的积极性。以“生石灰与水反应”的实验教学为例，教师可以将自热小火锅的例子运用到课堂中，给学生演示“生石灰和水发生反应会产生大量的热”这一化学现象。然后开展项目学习，让每个项目小组分组进行实验，验证这一结论的准确性和真实性。让学生通过直观的化学实验来验证相关结论，能加深学生对知识的了解，激发学生参与化学学习的兴趣与积极性，提升学生的课堂参与度。除了课本上的知识点，教师还可以让各个项目小组利用所学知识开展相关的化学小实验，并与同学进行分享。这样不仅能将化学知识与生活实际相结合，提升学习的趣味性，还充分利用了项目小组的学习形式，增强了学生的沟通与表达能力，有助于学生综合素养的提升。
（三）运用项目学习，联系生活实际
化学知识与生活息息相关，化学知识来源于生活实践，来源于自然界万事万物。因此，在进行化学教学时，教师要有意识地让学生将所学的化学知识运用到生活中，将化学教学“生活化”，促进学生深入掌握化学知识。另外，在教学的过程中，教师也要根据化学知识的特点，结合学生的生活实践开展化学教学，让知识变得更加直观、生动，降低学生学习的难度。在教学的过程中，为了突出化学知识的应用性和趣味性，教师可以适当采用“讨论性教学+生活化教学”两种教学模式相结合的教学方式，将讨论和教学联合，促进化学教学的生活化。在这样的教学过程中，学生不仅能学会将所学知识与现实的生活情境相结合，思考化学知识的应用，还能取得延伸课堂的效果，提高学生学习化学的效率。此外，教师还可以让学生根据教师给出的任务或问题，自行设计学习环节，自主确立学习内容与目标，并向教师汇报项目结果。教师通过项目汇报不仅能及时掌握学生的学习状况，还能了解学生的自学水平，进而进行有效的补充教学。以“合金在生活中的运用”的教学为例，在课前，笔者首先让项目小组从合金的角度出发，寻找生活中的合金产物，并了解合金对人类社会的意义。在课堂上，笔者让项目小组根据所学章节提出问题，在课堂上进行交流讨论。有的小组提出：“为什么铝锅不能装酱油、醋等酸性或碱性食物？”“我们是否应该停止使用铝制饮料瓶？”等。笔者让学生根据这些生活化的问题，自行查阅资料，并进行小组讨论，最后分享小组学习成果。有效的项目学习不仅能让学生将所学知识与生活实际相联系，还能拓宽学生的知识面，让学生深入思考知识，实现知识的内化。综上所述，在高中化学教学中开展项目学习，能有效促进学生深入学习化学知识，提升学生的学习能力与知识应用水平。在项目学习中，教师将学生以项目小组的方式进行划分，让学生在解决项目问题的过程中，对所学知识进行再次探究和利用，能深化学生对化学知识的理解，同时将被动学习转化为主动学习，提升学习效率。
参考文献：
[1]蒲慧明.谈高中化学教学中情境创设的途径[J].甘肃教育,2017(5):118.
[2]卢菊仙.高中化学有效教学情境创设的策略微探[J].中学化学教学参考,2015(24):4.
化学项目范文第4篇
关键词：STEM；项目学习；化学实验；图像比色法
文章编号：1005C6629（2016）11C0043C05 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
1 基于项目的STEM学习概述
STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）四门学科的简称。它将四门学科内容组合成为有机整体，强调多学科的交叉融合，以培养学生在掌握知识和技能的同时，能够将其迁移应用到解决实际问题的能力和创新精神。STEM最核心的特征是跨学科性，此外还包括趣味性、体验性、情境性、协作性、设计性、艺术性、实证性和技术增强性等特征。
STEM有两种最基本的课程模式：相关课程模式和广域课程模式[1]，前者在课程形式上依然属于分科教育，但在各学科内容编排上注重相互之间的联系；后者是通过活动项目将各学科整合为有组织的课程结构。基于项目的STEM学习是STEM和基于项目的学习（Project-based learning：PBL）模式相结合的产物，是进行跨学科整合的一种基本取向[2]。PBL利用学生自主探究的过程来获得与现实生活有关联并且能付诸应用的学习结果[3]，基本要素为内容、活动、情境和结果[4，5]。因此，基于项目的STEM学习可以理解为以PBL的基本要素为框架整合STEM内容的学习模式，是利用科学、数学知识和技术手段，通过工程设计活动解决工程问题的学习过程，其基本要素如表1所示。
2 基于化学实验的STEM项目开发
2.1项目的开发过程
化学实验是科学探究活动的主要载体，基于项目的学习具有基于问题和基于探究的属性，因此将化学实验结合工程设计转化为基于项目的STEM学习是可行的。对于化学分科课程的教师来说，开发STEM项目更具操作性，开发过程如图1所示。
本文选取高中化学教科书《实验化学》（人教版）中比色法这一内容。经查阅文献发现，基于手机摄像头的图像比色法在健康诊断与环境、医药、食品检测等领域有广泛应用[6]。在分析了图像比色法中蕴含的跨学科知识和技术后，最终开发了“设计检测Co2+浓度的技术方案”这一项目。
2.2 项目的实验设计
该项目活动的技术核心为图像比色法这一融合了信息技术的实验方法，该方法较为新兴，原理与目视比色法相同，即物质显色的实质是对不同波长光的选择性吸收，显出的颜色是它所吸收光的互补色，溶液颜色的深浅取决于吸光物质浓度的高低[7]。但图像比色法以手机等拍照设备作为图像采集器，以计算机代替人眼，将颜色深浅转化为RGB分量值，从而将色溶质的浓度与RGB分量值之间建立关联，能够更精确地检测有色溶质溶液的浓度，且所需的器材便利、步骤简单，具体步骤如图2所示。
实验涵盖了化学、物理、数学知识和信息技术，结合工程设计后转化为“设计检测Co2+浓度的技术方案”的STEM项目也必然涵盖这些跨学科知识，体现了STEM的跨学科性，如表2所示。
3 活动的实施过程设计
STEM项目的实施主要是通过工程设计过程和探究学习的5E教学模型的整合来实现的，如ITEEA开发的基于设计的工程设计EbDTM项目、波士顿科学博物馆创立的工程是基础EiE项目、世界在运动AWIM项目[8]。工程设计过程包括“识别问题和制约因素”、“调查研究”、“形成概念”、“分析观点”、“建立模型”、“测试和优化”、“沟通和反思”七个步骤。其中，“识别问题和制约因素”是指明晰问题和任务，知道制约因素和标准，比如时间、资源、经费、预期任务成品的特征；“调查研究”是指了解与主题相关的信息，如已有的解决方案，以防止做重复劳动；“形成概念”是指运用头脑风暴想出多种解决方案，并识别每个方案的风险和利益；“分析观点”是指依据数学、科学和技术原理和项目的标准以及限制筛选和精细化出前一步骤的方案；“建立模型”是指学生在分析观点的基础上建立一个工作模型或原型；“测试和优化”是指测试模型是否满足要求，根据测试结果优化现有的设计；“沟通和反思”是指进行人际互动、口头、视觉、书面方式的沟通，既适应于团队工作环境，又用于对方案和产品的开发过程记录和解释[9]。
本项目的活动实施过程兼顾了工程设计和探究学习两大实践系统，结合化学实验的特性，以“问题聚焦和明确”、“思考和探究”、“解释和方案确立”、“构建和实验”、“测试和优化”、“沟通和评价”六个过程构成。“问题聚焦和明确”包含了“识别问题和制约因素”的工程内涵，且强调从社会、环境、生活等问题聚焦到化学问题，将化学问题明确为具有制约因素和评估标准的工程问题；“思考和探究”的目的与“调查研究”相一致，同时强调学生在教师的引导下进行思考和实验探究学习；“解释和方案确立”包含“形成概念”和“分析观点”的过程，同时强调对新方案原理性知识的解释；“构建和实验”是“建立模型”中的一种工作模型，是STEM项目中的化学实验主体部分；“测试和优化”与工程设计标准过程相同；“沟通和评价”融合了“沟通和反思”与科学探究中的“反思与评价”环节。
3.1 问题聚焦和明确：观看图文资料引发工程问题
[教师]演示有关工厂排放含Co2+废水、大量Co2+对生命体健康造成危害、Co2+废水处理方法的图文资料，提出问题：要确定Co2+处理达标与否需要环境检测工程师做些什么？
[学生]检测处理前后的废水中Co2+的浓度。
[教师]某厂排放的含钴污水只有Co2+有颜色，浓度范围不超过0.1M。那么，如果你是一位环境监测工程师，如何设计一个检测工业废水中重金属离子Co2+浓度的技术方案？制约因素是什么？什么样的技术方案是好的？发放可用材料的清单：LED灯泡、液晶屏、拍照手机、白色A4纸、白色纸板、7mL离心管、25mL容量瓶、10mL量筒、烧杯、分析天平、药匙、玻璃棒、蒸馏水、CoCl2・6H2O固体。
[学生]交流讨论，归纳：制约因素是含钴污水只有Co2+有颜色，浓度范围不超过0.1M。
评估标准：要求检测的相对误差不超过10%，且误差越小越好；需要自己设计和组装装置，装置要满足简易、便宜的要求；制作方案文本，并进行方案设计的汇报。
设计意图：强调STEM学习中的工程思想，创设工程问题情境，帮助学生识别工程问题；通过提问促使学生对制约因素和评估标准进行交流讨论，进一步明确任务。
3.2 思考和探究：学习比色法和比色分析的化学史
[教师]发给每组学生3种不同浓度的CoCl2溶液，提出问题：通过观察现象能够得出什么结论？
[学生]不同浓度的有色溶液，颜色深浅与溶液的浓度有关，颜色越深，浓度越高。
[教师]告诉学生3种CoCl2溶液中颜色最浅和最深的溶液的浓度，提出问题：如何知道待测溶液的大致浓度？
[学生]思考得出：大致浓度是另两种溶液浓度的平均值。
[教师]讲解比色法的原理：物质显色的实质就是对不同波长光的选择性吸收，显出的颜色是它所吸收光的互补色，CoCl2溶液显粉红色就是因为它选择性吸收青色光。溶液颜色的深浅决定于溶液吸收光的量的多少，即取决于吸光物质浓度的高低[10]。CoCl2溶液的浓度越高，对青色光的吸收就越多，透过的红色光越强，颜色就越深，在一定浓度范围内，其颜色深浅与浓度成正比。讲述目视比色法的操作步骤和误差的计算方法。提出问题：误差大小的范围是多少，如何进一步确定待测溶液浓度？引导并辅助学生进行实验探究。
[学生]进行实验活动：配制中间浓度的溶液，再次对比待测溶液的颜色，通过颜色的不断渐进，最终确定待测溶液浓度。
[教师]告诉学生待测溶液的实际浓度，组织学生交流实验结果。
[学生]交流各自测得的浓度和误差，得出目视比色法受到人眼识别颜色能力限制和半定量分析的特点。
[教师]进一步讲述比色分析发展的化学史，提出问题：目视比色法、分光光度法的特点和利弊分别是什么？
[学生]比较目视比色法、分光光度法的特点和利弊。
设计意图：进行STEM项目中科学知识的教学，通过问题串刺激学生思考和探究，发现目视比色的实验方法，引导学生基于实验证据了解比色法的原理和优缺点，进而传授比色法和比色分析发展的化学史的知识，引导学生从各方面综合考虑使用不同方法和仪器检测有色物质的利弊，为工程设计过程中方案的确立做铺垫。
3.3 解释和方案确立：学习图像的数字化，“发明”并采纳图像比色法
[教师]讲解：由于不同人识别颜色的能力不同，故刚才同学们测得待测溶液的浓度不尽相同，但计算机能够高精度地识别颜色，是通过图像的数字化处理实现的，它是指将一幅图像从其原来的形式转换为数字形式的处理过程[11]。对于彩色图像，量化步骤能够获得RGB三原色的分量值[12]。
提出问题：如何让计算机代替我们的眼睛读出且量化有色溶液的颜色深浅？
[学生]理解计算机识别颜色的原理：图像的数字化。结合目视比色法和图像数字化技术，“发明”图像比色法。
[教师]总结性地讲述图像比色法的原理和步骤（图2所示）。引导学生再次综合比较各浓度检测方法，确立问题解决方案。
[学生]图像比色法综合了目视比色法和分光光度法的优点，故采纳图像比色法作为项目问题的解决方案。
设计意图：继续讲解STEM项目中的跨学科知识：图像的数字化，引导学生进行方法和技术的联用，从而“发明”图像比色法；引导学生学习STEM项目中工程设计原则，结合评估标准综合对比各个方法的利弊，使得学生关注到图像比色法的应用。
3.4 构建和实验：构建图像比色法的检测装置并进行实验
[教师]确定了图像比色法作为解决方案后，就要构建图像比色法的检测装置进行实验。提出问题：根据Co2+浓度范围不超过0.1M的制约因素，如何配制一定浓度梯度的标准溶液？浓度范围应如何？
[学生]交流讨论：用容量瓶配制一定浓度的标准溶液，再通过稀释的方法配制其他浓度的标准溶液。浓度范围可以是0M到0.1M之间。
[教师]提出问题：影响图像比色法可靠性的重要条件是什么？
[学生]交流讨论：图像清晰与否、颜色是否失真、RGB分量值提取时注意图像范围的选取等。
[教师]讲述：重要条件之一是获取样品溶液颜色的真实信息，照片图像颜色能真实地体现溶液颜色。因此，在构建图像比色法检测Co2+浓度的装置时，要注意选择白光作为光源，且光源均匀稳定；所有溶液样品的前景和背景都应是白色；拍摄的像素不能过低；手机摄像头或相机摄像头应与桌面垂直，高度与样品高度一致，置于中央的样品前方至少30cm处[13]。其次，用专业的生物图像处理软件ImageJ提取RGB分量值，使用矩形选框工具，点击菜单栏中的Analyze・Histogram，即可读出矩形选框中的灰度值和RGB分量值。应采用移动矩形选框的方式读取各溶液样品中心区域的RGB分量值。
[学生]按小组合作构建装置、配制溶液、进行图像比色法的实验。
设计意图：强调STEM项目中的技术学习，讲述使用图像比色法的操作注意事项和ImageJ软件的操作要领，为学生自主构建和实验提供必要的脚手架支持。
3.5 测试和优化：测试检测方案的检测误差，采用控制变量法优化解决方案
[教师]提出问题：如何测试基于图像比色法所构建的装置能够准确地检测Co2+浓度？
[学生]交流讨论：用某已知浓度的CoCl2溶液作为待测样品，与空白样品、标准样品一起进行图像采集，进行实验确定检测误差。
[教师]提出问题：如果对检测结果不满意，如何优化解决方案？
[学生]交流讨论：采用控制变量法，可以优化的条件包括光源的选择、RGB分量值的选择、加显色剂与否等。
[教师]请根据测试结果进一步优化解决方案，最后设计出条件明确的检测Co2+浓度的技术方案，制作方案文本。
设计意图：引导学生进一步学习STEM项目中的工程设计原则，以测试结果为导向优化目前的解决方案，以呈现方案结果为导向体验工程思想解决问题的过程。
3.6 沟通和评价：展示方案设计成果，多角度评价活动表现
[教师]要求学生汇报技术方案的设计、测试和优化过程，展示技术方案文本，同时鼓励学生交流方案设计构成中所遇到的挫折，引导学生进行合作态度、计划安排、结果表达、方案制作、跨学科知识和工程设计原理掌握方面的自评和互评。
[学生]各小组汇报技术方案的设计、测试和优化过程，展示最终的技术方案，并用数据、图表展示方案的检测误差、成本大小等预期结果，最后进行自我评价，其他学生对其技术方案的设计过程、小组分工合作和计划安排、方案制作等方面提出质疑、意见或积极评价，小组成员对这些评价进行反思和沟通。
[教师]总结各小组在方案设计过程中的表现和技术方案的合理性，巩固本STEM项目中涉及的跨学科知识，强调工程设计需要识别问题和制约因素、调查研究、形成概念、分析观点、建立模型、测试和优化、沟通和反思的过程。
设计意图：促进学生的合作意识，体会STEM项目学习的跨学科性。
4 结语
“设计检测Co2+浓度的技术方案”项目基于图像比色法，涵盖了化学定量实验技能和定量思想、信息的数字化技术及Excel软件操作、函数模型的建立、工程设计思想，融合性高，思维性强，切实地指向了信息时代背景下中学生STEM素养的培养。
参考文献：
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化学项目范文第5篇
【关键词】项目教学法 分析化学 实训改革 运用
分析化学是我国高校化工类及生物类等相关专业的一门极具实践操作性的重要的基础专业课程，对培养我国高校学生的实践性和创造性具有极其重要的意义。分析化学实训需在强调实验问题和实际技能的基础上，应用更加规范的操作标准，从而培养学生在实际工作中认真肯干、勤劳踏实、实事求是严谨的学习态度等[1]。项目教学法作为应用于分析化学课程中有别于传统教学模式的一种更为有效的课程教学革新方法，已经成为我国高校分析化学教学中应用和研究热点方法，此方法在实际应用中虽然取得了一些成绩，但是仍然存在着一些问题，因此，本文针对项目教学法在分析化学实训改革中的应用进行了简要的分析和论述，以期在分析化学课程改革应用中提供可参考的意见。
1 项目教学法的概述
1.1 项目教学法的概念及特点
项目教学法指的是将与实际应用较为贴近的、科学合理的某些项目在教学实施过程中加以运用，辅导学生通过自身能力主动完成任务的过程。学生在完成项目的过程中，应将涉及的相关理论知识与教学实践相结合，从而有效提高学生动手能力的一种教学方法[1-2]。目前，项目教学法已经成为了流行于世界各国教育界的一种新的教育改革方法，项目教学法能将传统的学科教育的主要知识内容转化为一些相关的教学项目，通过项目教学法学生可以亲身经历和参与项目的整个开发过程。项目教学法强调的关键是学生应在教师的指导下，依靠自己能力独自寻找答案的过程，最终在实践中获得结论。项目教学法的重要特点是将学生作为教学的主体，教师则扮演引导的作用，而项目则是整个教学过程中的主线。
1.2 传统分析化学课程教学和实训中存在的问题
我国高校的分析化学课程具有很强分析检测等实践性内容，其中有关课程的实验和实训部分占的比重比较大[3]。传统教学方法主要分以下两种方式：一是将理论内容和实验内容同时进行授课。一般是先进行理论授课，然后再配合理论进行实验的操作学习，这种方式的优点就是若先进行理论知识讲解再进行实践训练，则在进行实验和实训的同时已经充分认识和了解实验原理和步骤的内容，便于理解和吸收。若先做实验，再进行理论授课则会使学生产生一定的感性认识，也便于学生对理论知识的吸收和理解。二是将理论与实验进行分开教学。理论有专门的理论教学老师，而实验操作则也有相关的实验教师进行负责，这种情况往往会导致教师对教学大纲和课程内容都有自己的理解和认识，各自负责自己的内容会使学生对学习内容产生单方面的认识和了解，不能在有限的时间内完成完整的项目[2-4]。例如，在分析化学检测试验中，溶液配制、标定和测定一般会分开进行，这就导致学生在实际操作训练时由于时间限制而导致无法独立完成完整项目的操作。此外，有些课程在实验中教师已经将教学步骤和设备准备完成，学生只要一味的根据老师提供的步骤操作即可，因而导致学生在实际工作中无法明确实验组分的具体含量等。
1.3 分析化学课程采用项目教学法的必要性
分析化学作为一门高校专业必修基础课程，其学科较其他学科在较强的理论知识的背景下同时具有更强的实践性。一直以来，我国许多高校在分析化学课程教学时过于强调理论课教学，而将分析化学实验课和实训课作为了辅助教学环节，这种重理论轻实践的教学方式直接导致学生在学习分析化学时很难消化吸收课堂教学内容，对理论知识空有想象，无法将其与实际进行联系，从而不利于高校学生对分析化学课程的学习。项目教学法不仅能使学生独立自主的进行计划的制定，并且在此基础上创建实施的机会，同时可以在一定时间范围内允许学生自由组织和实施制定学习计划。项目相关活动开始后，学生会遇到一些无法想象的困难，这时就需要自己克服和解决难题，对学生的意志品质也是一种锻炼。分析化学项目教学过程中，学生通过亲身对化工产品进行分析检测，进行职业化实践训练，对实际工作环境和特点以及相关影响因素进行认识和了解，在操作和训练中不仅培养出学生诚实守信的职业素养，同时还能锻炼学生细心耐心的职业习惯。每个有关项目实施，都是为学生能亲身参与到创造实践活动中的一个机遇和挑战，有利于培养和激发学生的学习的热情和自主性，从而使学生将课堂上学到的内容和知识应用到实践生活中。
2 项目教学法在分析化学实训改革应用中存在的问题
2.1 企业项目与分析化学课程转换之间缺少组合优化的问题
分析化学教学中的项目任务主要是根据我国各类企业质量管理部门、中心实验室及技术监督部门中一些相关的产品测试和检验活动，由于企业自身性质的不同，其在生产任务和工程操作具有较大的特殊性。应明确在企业生产实施过程将所有项目内容都涵盖于一个工作任务中是不可能的，因此，这些企业中已存在的具体项目任务模块不能单一的进行教学模式转变。我国企业项目于分析化学课程缺少优化组合是制约项目分析法应用的主要因素之一。
2.2 项目教学法实施过程中教师缺乏相关的职业经验
我国高校的教师队伍在职业行为规范、职业素养和职业习惯方面较为匮乏，师资力量建设是能够成功实施项目教学法的重要因素。目前，我国高校教师一般直接来自于高等教育院校毕业，存在着一个普遍的现象就是这些教师缺乏企业的工作经验，很多教师不知道分析化学课程的哪些内容与实际工作是相关联的，也不了解一个合格的化学检验工作需要的职业能力是什么，更加不了解有关检测的国家职业标准，所以，我国高校教师在项目教学时无法通过典型的职业工作任务来组织分析化学教学课程。
2.3 项目教学法课程教学缺少多元性的评价体系
我国高校在分析化学学科实施项目教学法时，缺乏科学、合理、高效的评价体系，项目教学法实施时应强调学生学习过程的评价，评价时对学生专业知识和相关技能掌握等方面予以重视，实际操作中还需做好操作规范、加强安全环保，同时培养团结合作精神等综合素质的人才。然而我国分析化学项目教学评价尚处于初级的探索阶段，缺少多元化评价体系，不能发挥评价机制的实施导向功能。
3 项目教学法在分析化学实训改革中的实施措施
项目教学法在分析化学教学过程中应按照六个步骤进行实施，依次为咨询、计划、决策、实施、检查、评估，这六个步骤中有关资讯、计划、实施和检查的阶段实施的主体应为学生，教师在这些阶段担任好一个辅导者的角色，这期间只有当学生遇到问题时，才应予以指导。而在决策阶段与评估阶段则需要教师的全场参与，教师必须亲自投身到每一组学生中去，并给学生提出科学合理的建议，同时应给予其公平公正的评价。以下是柠檬酸的质量检验作为进行分析化学课程实施项目教学法的例子。首先，教师应明确项目任务。教师先进行企业情景模拟，将柠檬酸的质量检验作为工作项目简介如下：某企业主要生产项目包括食品添加剂柠檬酸，因此，要求企业对生产的柠檬酸进行抽样检测，对柠檬酸进行抽样质量分析，检测某一批次的柠檬酸质量，同时制定检测报告提交于质检部负责人进行审核。测试过程中应正确使用、维护仪器设备。将检测项目与实际工作内容中所涉及的相关技术理论知识和操作规程进行引导，提出问题等。这些问题可引导小组学生自主学习教材、产品样本、操作说明书等相关学习内容。对于较为重要的教材内容和参考资料教师应直接给予教学相关内容明确的章节代码指示作为指引，从而便于学生学习和吸收相关理论知识。
其次，教师应制订和设计科学合理的操作方案。实施过程中可将学生分成小组，每组五至六个人，确定一人为小组长，然后开始采取小组长负责制，每当有工作任务或活动时都是以小组长为中心，小组长负责组织和安排工作任务，并对所要进行的工作项目进行计划和分工。小组讨论可按以下内容和步骤进行：第一，了解常用食品添加剂的类型和属性，柠檬酸的技术指标、包装、贮存和运输等的特殊要求；第二，熟悉柠檬酸的化学性质和属性，检测柠檬酸的常规检测项目、检验方法和步骤等；第三，要进行酸碱滴定分析原理的学习，熟练掌握柠檬酸含量测定的方法；第四，对各项设备仪器的操作和使用要规范，同时确定检测所需的试剂和标准溶液配置正确。教师需向学生讲解此次实施项目的目的和所要达成的目标是什么，只有充分的认识和理解所要进行的项目内容，才能有效的激发学生的学习热情和学习主动性，更加利于分析化学学习的学生清楚了解此项目真正的目的及意义，锻炼学生的综合分析能力等[4-6]。
再次，教师组织学生进行方案的实施。实施计划的设计不仅要得到分析检测的柠檬酸产品结果，同时还应加强学习和掌握专业化知识。方案实施阶段学生和教师之间应遵循自主学习与互相合作的原则。其中的自主学习是指教师不能直接将答案告诉学生，而应将一个现实存在的问题，只向提供学生提供处理问题的方法，比如，教材内容上与这一问题相关的知识点和资料等，这种方式能很好的培养学生的自主学习精神。此外，通过与同学的合作交流来培养学生的团队合作精神，使得学生踏入社会后能迅速适应工作中的协作与交流。
第四，教师与学生要进行交流评价。让已经分好的每个小组都选择一个同学作为代表宣布本小组对柠檬酸质量检验的结果如何，同时要进行理由阐述，同时让参与其中的其他小组代表进行提问，然后进入到现场评定环节。这种方式一方面能够增强学生对已经获得的柠檬酸检验项目工作成果的认识，有利于分析和解决问题能力的提升。另一方面，给予学生足够的思考时间、在实际活动中提高学生学习分析化学的主动性和积极性，培养学生使用多媒体设备，进行展示与交流，提高学生的沟通交流能力。在小组之间进行共同讨论与交流，这种方式不仅能将实际操作结果化为学习的果实，同时还为学生提供了轻松愉悦的学习环境，有效提高学生综合分析能力等。
综上所述，采用项目教学法在分析化学课程教学中的应用，将高校分析化学教学中的理论与实践教学进行融合与统一，不仅能够有效提高学生分析化学理论水平的掌握，同时采用项目教学法能将实训教学资源有效利用，便于学生掌握分析化学所需的各种仪器的使用操作和提高学生自身分析问题和解决问题的能力，并且能培养学生的创新精神以及团队精神。因此，项目教学法在分析化学实训改革中具有十分重要的意义。
【参考文献】
[1]吴绍艳，陈洁，章焰，王徽，杨登想. 化学实验教学改革探索与实践——以独立学院化工专业分析化学实验为例[J]. 广东化工，2012（12）.
[2]陈华. 项目教学法探讨[J]. 武汉冶金管理干部学院学报，2008，18（2）：36-37.
[3]李继梅.以项目教学法开展课程教学的尝试[J].江苏技术师范学院学报，2008，23（11）：76-77.
[4]周文峰，高海翔，毛朝姝，王红梅，赵慈，孙英. 改革分析化学教学培养学生科学素质[J]. 许昌学院学报，2009（05） .
