陈华
南宁市第四中学 广西南宁
摘要：项目式学习是基于项目的设计和实施的一种学习方式，旨在培养学生的知识整合和综合运用能力，分析问题和解决问题的能力，与人分享和交流的能力。以“设计、制作原电池”为项目，通过探究导电能力、设计作品、作品测试、参加竞赛、作品展示、活动评价等主题活动，培养学生解决真实情境问题的能力，以及创意物化的创新能力，为学生的深度学习服务。
关键词：项目式学习；高中生；实验创新能力；实践
《设计、制作原电池》是人教版高中化学必修2化学能与电能“科学探究”与“实践活动”中的内容。本内容实在原电池基础上的延伸和拓展，强调知识运用的探究性和实践性，体现了“实验探究与创新意识”化学学科核心素养的育人理念。为更好地培养学生的实践能力、创新精神和问题解决能力，笔者将本教学内容设计为项目式学习的形式指导学生开展学习活动。
一、项目式学习过程
1.准备阶段
教师：撰写项目学习指导教案、设计项目学习活动、建立QQ讨论群，方便师生交流、指导学生利用项目思维设计主题学习活动。
学生：
（1）组队、分工：学生4-8个人组成一队，选出队长，明确创意达人、设计达人、制作达人等成员分工。
（2）查阅项目学习资料，交流讨论，请教专家解决知识难题、创意难题、制作难题等。
（3）设计项目学习活动。
活动器材准备：
实验器材：灵敏电流计、电流表、高中学生电源、电池、导线、鳄鱼夹、、烧杯、量筒、万用表、研钵、、酒精灯、铁丝、镁条、铜片、铁片、碳棒、LED灯珠、LED灯带等。
水果：橘子、橙子、柠檬、西红柿、百香果、西瓜、苹果等。
其它物品：榨汁机、钢丝钳、一次性塑料杯、热熔胶、热熔胶枪、排插、泡沫、纸皮、纸张、剪刀、裁纸刀、颜料、画笔、双面胶、透明胶、纱布、贺卡等。
2.实践阶段
（1）探究水果作为电解质的导电能力。
教师：引导学生根据奥斯本核检表从能否他用、能否借用、能否改变、能否扩大、能否缩小、能否替代、能否调整、能否颠倒、能否组合等9个方面的问题对水果的导电能力进行设计，在铜片-锌片电极组合的条件下，根据水果的名称和状态、水果的数量（个数、质量、果汁毫升）等组合产生的设计探究水果的导电能力。
学生：小组合作根据猜想、前学知识、生活经验等完成奥斯本核检表，并探究水果导电能力并记录实验数据。探究柠檬、橙子、柠檬汁、百香果、橘子、番茄等水果的导电能力。
项目探究实验结论：铜片-锌片电极组合的条件下，单位柠檬汁产生的电压最大，80mL产生1.6V的电压，也就是同等条件下柠檬汁产生的电压最大。
（2）探究不同电极组合的导电能力。
教师：利用奥斯本核检表从能否他用、能否借用、能否改变、能否扩大、能否缩小、能否替代、能否调整、能否颠倒、能否组合等9个方面的问题引导学生探究电极导电能力。并记录不同正负极电极材料及其状态组合在柠檬作为电解质的条件下产生的电压大小。
学生：小组合作根据猜想和假设完成奥斯本核检表，探究电极电压强度并记录实验数据。探究在柠檬作为电解质的条件下正负极材料碳棒-镁条、铜片-镁条、碳棒-锌片、碳棒-铁钉、铜片-铁钉、铜片-锌片等电极组合产生的电压情况。
项目探究实验结论：在单个柠檬作为电解质的条件下，铜片-镁条正负极电极组合产生的电压最大为1.7V。
（3）探究LED发光电压。
教师：指导学生探究不同种类、数量LED发光所需电压强度。
学生：探究LED发光需要的电压值，并记录实验数据。在柠檬作为电解质、铜片-锌片作为正负极电极材料的条件下，探究LED灯珠、LED灯带的发光电压。
项目探究实验结论：在柠檬作为电解质、铜片-锌片作为正负极电极材料的条件下，1颗普通的LED灯珠发光电压为3V、1条LED灯带（约300颗LED灯珠）的发光电压为8V。
（4）设计并制作水果电池作品。
教师：指导学生根据以上对水果电解质电压、电极电压、LED发光电压的设计和探究结果制作水果电解质、正负电极、作品等。
学生：制作水果电解质、正负电极、作品。
结论：根据以上探究结果，学生选择鲜榨柠檬汁作为电解质、铜片-镁条作为正负电极材料、LED灯带作为主要光源设计并制作水果电池作品。
（5）作品测试。
教师:指导学生测试作品的有效性。
学生：测试作品的电路、发光情况等。
（6）拓展活动。
①参加竞赛。学生在水果电池的基础上对作品进行了美化和加工，增加了音效和动作效果，并参加市教育局举办的“点亮科学梦想”青少年科技创新生物能源DIY竞赛，荣获两项“超级能源奖”，四项“最佳工艺奖”，一项“最佳创新设计奖”，两位老师荣获“优秀指导教师奖”，学校荣获“优秀组织奖”。
②展示交流。获奖作品在学校科技文化艺术节中展出，师生可体验水果电池制作的乐趣，吸引了众多的师生观看和参与。
③评价活动。为了更好地评价学生的学习情况，笔者制定了项目学习活动评价表，通过个人自评、小组互评、教师评价等对个人活动中的表现进行了较全面的评价，学生撰写了心得体会，学校在晨会对获奖的学生进行了颁奖，并在学校电子显示屏展示宣传了学生的作品和获奖情况。
二、收获
1.学生了解了项目学习的过程和方法，知道了怎样围绕主题活动设计活动的子项目，并团队合作开展活动。
2.学生学会了使用pH计测量物质的pH值，用万用表测量装置额电压，用热熔胶枪粘连作品等。
3.学生学会了电焊技术对电极材料、电路进行焊接。
4.探究的过程中学生发现了氢氧燃料电池，制得的单个氢氧燃料电池产生的电压远远大于单个水果电池产生的电压，但是持续放电的时间较短。此外，还测试了草木灰水、洋葱、土豆、消毒污水等物质的导电情况。
5.学生的合作精神、动手能力、实践能力、创新精神、问题解决能力得到了提升。
三、小结
（一）改进点和创新点
1.利用项目式学习活动培养学生的实践能力和创新思维，提升了学生的科学素养和核心素养。
2.科学探究与实践活动结合教学，整合了教学内容，创新了教学方法。
3.教学活动课上与课下相结合，线上与线下相结合，突破场域限制，提高了对学生指导的有效性，高效落实教学目标。
4.活动充分尊重学生的主题地位，充分发挥学生的主观能动性，侧重活动的过程评价。
（二）重视过程与方法
1.重视学生体验、探究、理解的过程。
2.重视培养学生科学探究、改进创新的方法。
（三）重视学生素养提升
1.重视提升学生科学兴趣、科学精神的科学素养。
2.重视提升学生科学探究与创新意识的核心素养。
参考文献
[1] 孙成余.“项目式学习”视域下化学核心素养落地的实践应答——以“水的净化”活动设计为例[J].中学化学教学参考，2019（6上半月）：33-35.
[2]许玉明，陈新华，张贤金.“海盐中碘的检测及含量测定”项目式教学[J].中学化学教学参考，2020（9上半月）：31-34.