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基于单元整体设计的初中化学项目化教
学探索——以“自然界的水”为例
第一章 绪论
一、研究背景与问题提出
（一）义务教育阶段化学教学的现状与挑战
1.传统教学模式的局限性：在当前的义务教育阶段，初中化学
教学在部分区域仍存在着侧重知识灌输、注重应试能力培养的倾向。
教师往往以教材内容为中心，按照章节顺序逐一讲解概念、原理和
实验操作，学生则被动地接受知识。这种传统的教学模式虽然在一
定程度上能够确保知识的系统传授，但在激发学生学习兴趣、培养
其自主探究能力和解决实际问题能力方面则显得力不从心。学生容
易将化学学习视为一种负担，而非探索世界奥秘的有趣过程，导致
学习积极性不高，对化学知识的理解停留在表面，难以形成深刻的
认知结构。
2.新课程标准对核心素养的要求：随着新一轮基础教育课程改
革的深入推进，义务教育化学课程标准（2022 年版）明确提出了发
展学生化学核心素养的总体目标。这包括但不限于宏观辨识与微观
探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创
新意识、科学态度与社会责任等多个维度。这些核心素养的培养，
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要求教学从单纯的知识传递转向能力培养和价值引领，强调学生在
真实情境中主动学习、积极实践，形成解决实际问题的能力和良好
的科学精神。传统教学模式难以有效支撑这一目标，亟需探索创新
教学范式。
3.学生学习兴趣与实践能力不足：当前初中化学教学中，部分
学生对化学概念感到抽象难懂，对化学实验仅限于操作层面，难以
将所学理论知识与日 常 生 活 中的化学现象 联 系 起来 ， 缺乏运用 化学
知识分析和解决实际问题的意识与能力。 例如 ，对于 “ 自然界的
水” 这一与学生生 活息息相关 的单 元 ， 如果 仅仅停留在 书本 知识的
讲解，而 未 能引导学生 通 过实践 活 动 去 探究 水资源 的现状、 水污染
的成 因及 其 防治 等问题， 就 难以真 正 提 升 学生的科学素养和社会责
任感。这种 脱离 实际、 缺乏 实践体验的教学， 使 得学生的学习兴趣
逐 渐减退 ，实践能力发展受限。
（ 二 ）单 元整 体 设计 与 项 目化教学的兴 起
1.单 元整 体 设计 的价值：单 元整 体 设计是 一种以 “大 概念 ” 为
导向的课程 设计 理念， 它 强调从宏观视 角审 视课程内容，将 零散 的
知识 点整合 为有内在 逻辑联 系的单 元 主题， 旨 在 帮助 学生理解学科
核心思想和重要概念。 通 过单 元整 体 设计 ，教师能够 更清晰 地 规划
教学目标、内容和 评 价方式，确保教学 活 动的 连贯 性和目的性， 促
进学生形成系统化的知识结构，提 升 其高阶思维能力。在化学教学
中，单 元整 体 设计 有 助 于 打破 学科 壁垒 ，将不 同 知识 点融 会 贯通 ，
使 学生从 整 体上 把握 化学世界的 规律 。
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2. 项 目化教学的 优势 ： 项 目化教学 是 一种以学生为中心、以解
决真实问题为导向的教学 策略 。 它通 过 设计富 有挑战性的 项 目任务，
引导学生自主探究、 协 作学习，在 完 成 项 目的过程中 获取 知识、提
升技 能、培养创新精神。 项 目化教学的 特点 在于其真实性、 综合 性
和过程性，能够有效激发学生的学习内 驱 力，培养其 批判 性思维、
问题解决能力、 团队协 作能力以 及信息 素养。 尤 其 是 在注重实践和
应 用 的化学学科中， 项 目化教学能够为学生提 供丰富 的实践体验，
使 抽象的化学概念 具 象化， 帮助 学生 建立 知识与实际生 活 的 联 系。
3. 两者融合 的实践探索：单 元整 体 设计 与 项 目化教学 并 非 孤立
存在， 两者具 有 天 然的 契合点 和 互补 性。单 元整 体 设计 为 项 目化教
学提 供 了宏观的 框架 和 “大 概念 ” 的 指 引，确保 项 目任务的深度和
广 度 符合 学科要求 ； 而 项 目化教学则为单 元整 体 设计 提 供 了 具 体的
实践 载 体和创新的教学 路径 ，将 “大 概念 ” 转化为 可 操作、 可 体验
的学习 活 动。将 两者融合 应 用 于初中化学教学，有 望克服 传统教学
模式的 弊端 ，构 建 一种 更加 高效、 更具活 力的学习 环 境，为解决当
前教学 困 境提 供 创新思 路 。 本 研究 正是 基于这一认识，以 “ 自然界
的 水” 单 元 为 例 ，探索单 元整 体 设计 理念 下项 目化教学的实践 路径
和成效。
二 、研究的理论 依 据与实践意义
（一）理论 依 据
1. 建 构主义学习理论： 建 构主义学习理论强调学习 是 一个主动
的、动态的、意义 建 构的过程。学习 者 不 是 被动地接 收信息 ，而 是
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通 过与 环 境 互 动，结 合 自 身已 有的 经 验和知识，主动构 建 对世界的
理解。在化学教学中，这意 味 着学生应 通 过观 察 、实验、探究等实
践 活 动， 亲身参 与知识的发现和构 建 ，而非仅仅 记忆 教师讲授的结
论。 项 目化教学 正是建 构主义思想的体现， 它 为学生提 供 了真实的
问题情境和 丰富 的探究 机 会， 促使 学生在解决问题的过程中形成自
己 的理解和认识。
2. 杜威 的 “做 中学 ” 思想： 美国 教育 家约翰·杜威 提出了 “做
中学 ” （ Learningbydoing ）的教育理念，主 张 教育应以 活 动为中心，
让 学生在实践中学习、在体验中成 长 。 他 认为，知识的 获 得和能力
的培养应 根植 于学生的 直 接 经 验， 通 过解决实际问题 来促 进思维发
展。初中化学 项 目化教学 正是 践 行“做 中学 ” 思想的有效 途径 ， 它
鼓励 学生 亲 自动 手 、动 脑 ， 通 过实践操作、 团队合 作 来 探究化学现
象和原理，从而 使 所学知识 更具 生 命 力， 更 易于内化和 运用 。
3.核心素养导向的课程观： 国家 课程标准强调，课程 设计 和教
学实 施 应以培养学生核心素养为导向。化学核心素养 是 学生在学习
化学过程中逐 步 形成 并 发展 起来 的 适 应个 人终身 发展和社会发展需
要的 必备品格 和 关键 能力。在这一课程观的 指 引 下 ，教学不应 满 足
于知识 点 的 罗列 ，而应 关 注学生的高阶思维能力、创新意识、科学
探究精神和社会责任感的培养。单 元整 体 设计 能够从宏观上 把握 核
心素养的培养目标，而 项 目化教学则 通 过 综合 性、实践性的任务，
为核心素养的 落 地提 供 了 具 体 路径 。
（ 二 ）实践意义
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1. 促 进初中化学教学模式创新： 本 研究 旨 在 通 过对单 元整 体 设
计 与 项 目化教学 融合 模式的探索，为初中化学教学提 供 一 套可借鉴 、
可 操作的创新教学范式。这有 助 于改变传统教学中 “ 教师主导、知
识灌输 ” 的局面，引导教师 更 新教学理念，提 升 教学 设计 能力和实
践创新能力， 使 化学课 堂焕 发新的 活 力。
2.提 升 学生化学核心素养： 通 过 参 与以 “ 自然界的 水” 为主题
的 项 目化学习，学生将有 机 会 亲身 探究 水资源 的 利用 、 水污染 的 危
害及防治 等真实问题，从而在解决问题的过程中培养其科学探究能
力、证据推理能力、实践创新能力以 及 社会责任感。这不仅有 助 于
学生形成对 水资源 保 护 的 正 确认识， 更 能 使 其在体验中理解化学与
社会、 环 境的 密切关 系， 全 面提 升 其化学核心素养。
3.为 “ 自然界的 水” 单 元 教学提 供参考 ： 本 研究将以 “ 自然界
的 水” 单 元 为 具 体 案例 ，构 建并 实 施 一 套详细 的 项 目化教学方 案 。
该 方 案 不仅包 含具 体的教学内容和 活 动 设计 ， 还 将 涵盖评 价标准和
实 施建议 ， 可 作为其 他 初中化学教师在进 行相关 单 元 教学 时 的 宝贵
资源 和 参考 范 例 ，有 助 于推动 优质 教学 资源 的 共享 与推 广 。
三 、研究目的、内容与方 法
（一）研究目的与内容
1.深入探 讨 单 元整 体 设计 理念 下项 目化教学的实 施路径 与 策略 ：
本 研究 旨 在 梳 理单 元整 体 设计 的核心要素，分析 项 目化教学的实践
原则， 并 在 此 基础上，系统构 建 一 套 将 两者 有 机融合 的初中化学教
学 设计框架 ，明确其在实际教学中的 具 体操作 流 程和 关键策略 。
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2.构 建并 实践 “ 自然界的 水” 单 元 的 项 目化教学方 案 ：基于上
述 理论探索， 本 研究将以义务教育化学课程标准为 依 据，结 合 初中
学生的认知 特点 ， 详细设计“ 自然界的 水” 单 元 的 项 目化教学方 案 ，
包括 项 目主题 选择 、学习目标 设 定、 项 目任务分解、 活 动过程 设计 、
资源整合 以 及评 价体系等， 并 在真实课 堂环 境中进 行 实践。
3. 评估项 目化教学对学生化学核心素养发展的 促 进作 用 ： 通 过
对 比 实验、问 卷 调 查 、 访谈 、观 察 等多种方式， 本 研究将系统 收集
和分析学生在 参 与 项 目化学习前 后 的变化，重 点评估 其在宏观辨识
与微观探析、科学探究与创新意识、科学态度与社会责任等核心素
养方面的提 升 程度，从而验证 该 教学模式的有效性。
（ 二 ）研究方 法 与创新 点
1. 行 动研究 法 ： 本 研究将 采用行 动研究 法贯穿始终 。在 “ 自然
界的 水” 单 元项 目化教学的实践过程中，研究 者 将与一 线 教师 紧密
合 作， 共同规划 、实 施 、观 察 、 反 思和改进教学方 案 。 通 过 螺旋 上
升 的实践 循环 ，不 断优 化教学 策略 ，确保研究成 果 的实践性和 可 操
作性。
2. 案例 分析 法 ： 本 研究将 聚焦“ 自然界的 水” 单 元 的 具 体 项 目
化教学实践， 通 过对教学过程的 详细记录 、学生作 品 的 收集 分析、
师生 互 动情 况 的观 察 等，深入 剖 析教学中的 关键环 节、成 功经 验与
挑战，形成 具 有 典 型意义的教学 案例 ，为其 他 教师提 供具 体 详 实的
参考 。
3.问 卷 调 查 与 访谈法 ：为了 更全 面地 评估项 目化教学的效 果 ，
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本 研究将 设计针 对学生的学习兴趣、 参 与度、核心素养发展等方面
的问 卷 ， 并 结 合 对学生和教师的 半 结构化 访谈 ， 获取 定性和定 量 数
据。这些 数 据将 用 于深入了解学生在 项 目化学习中的感受、 收获 以
及 教师的教学体验与 反 思。
4 .创新 点 ： 本 研究的创新 之处 在于， 它 将单 元整 体 设计 理念与
项 目化教学深度 融合 ， 并具 体 落 实到初中化学学科的 “ 自然界的
水” 这一 特 定单 元 。现有研究多侧重于 两者 之 一 或 在宏观层面探 讨 ，
本 研究 通 过构 建详细 的教学方 案并 在真实课 堂 中进 行 实证探索， 旨
在提 供 一 套具 有 普 适 性和 可 推 广 性的、基于核心素养培养的 项 目化
教学实践范 例 。
第 二 章 理论基础与 相关 概念界定
一、单 元整 体 设计 理念
（一）单 元整 体 设计 的内 涵 与 特 征
单 元整 体 设计 作为一种 先 进的课程与教学 设计 理念，强调以学
生核心素养发展为导向，将分 散 的知识 点整合 为有内在 逻辑联 系、
意义 整 体的教学单 元 。其核心在于 打破 传统以课 时 为单 位 的 碎片 化
教学模式，从宏观层面 规划 教学目标、内容、 活 动与 评 价，形成一
个有 机 统一的教学体系。
1. 整 体性与结构化：单 元整 体 设计 将 某 一 特 定主题 或 概念 群 作
为一个 完整 的学习单 元 ，而非 孤立 的知识 点集合 。 它关 注单 元 内部
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知识的 逻辑 结构、概念 间 的 关联 以 及 不 同 学科 间 的 渗透 ， 旨 在 帮助
学生构 建 系统化的知识 图谱 。 例如 ，在化学教学中， 围绕 一个核心
概念（ 如“ 酸 和 碱 ” ），将 相关 的实验探究、理论知识、实际应 用
等 整合 成一个有 机 的学习模 块 。
2. 关联 性与情境化： 该设计 理念强调将教学内容 置 于真实 或 模
拟 的现实情境中，激发学生的学习兴趣和内在 驱 动力。 通 过创 设具
有挑战性和探究性的情境， 使 学生在解决实际问题的过程中，主动
建立 知识 间 的 联 系，理解知识的实际应 用 价值。这有 助 于将抽象的
化学概念 具 体化，提 升 学生解决实际问题的能力。
3.进阶性与 评 价导向：单 元整 体 设计关 注学生认知的 连 续 性和
发展性。 它 会 根 据学生的认知发展 规律 ， 设计 由浅 入深、 螺旋 上 升
的学习 路径 ，确保学生在不 同 阶段 都 能 获 得 适切 的挑战。 评 价体系
也 融 入到单 元整 体 设计 之 中，从单 元起始 阶段的 诊 断 性 评 价到学习
过程中的形成性 评 价， 再 到单 元 结 束 时 的总结性 评 价， 全 面 追踪 学
生的学习进展和核心素养 达 成情 况 ，实现 “ 教 — 学 — 评” 一体化。
（ 二 ）单 元整 体 设计 在初中化学教学中的意义
单 元整 体 设计 在初中化学教学中 具 有深 远 意义， 它 不仅 是 对传
统教学模式的创新与 超越 ， 更是 培养学生科学素养和 促 进 全 面发展
的重要 途径 。
1. 促 进核心素养发展：初中化学教学的目标 是 培养学生的化学
核心素养，包括宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据
推理与模型认知、科学探究与创新意识、科学态度与社会责任。单
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元整 体 设计通 过 整合 教学内容、创 设 真实情境、引导深度学习，能
够为学生提 供更 多 机 会，在 具 体的问题解决过程中 综合运用 多方面
知识和能力，从而有效 促 进这些核心素养的养成。
2. 优 化教学内容 组织 ：传统的初中化学教学往往将教材内容 机
械 地 拆 分为课 时 ，导致知识 点孤立 、 碎片 化。单 元整 体 设计 则从宏
观视 角 出发，对教学内容进 行 重新 梳 理和 整合 ，构 建起逻辑清晰 、
内在 联 系 紧密 的知识体系。这有 助 于学生从 整 体上 把握 化学知识的
结构，理解概念 间 的 本质联 系， 避免 “ 只见树木 不 见森林 ” 的现象，
提 升 学习的系统性和有效性。
3.提 升 学生学习成效： 通 过情境化、任务 驱 动和 评 价的 持续 引
导，单 元整 体 设计 能够激发学生的学习兴趣， 增 强学习的内 驱 力。
学生在解决真实问题的过程中，不 再 是 被动接受知识，而 是 主动探
究、 合 作 交 流 、 反 思 建 构。这种深度学习的方式能够显 著 提 升 学生
对化学知识的理解深度、 迁移 应 用 能力和创新思维，从而 全 面提 升
学习成效。
（ 三 ）单 元整 体 设计 与传统教学模式的 比 较
单 元整 体 设计 与传统以章节 或 课 时 为单 位 的教学模式存在显 著
差异 ，主要体现在教学目标、内容 组织 和教学实 施三 个方面。
1.视 角 差异 ：传统教学多以知识 点 为中心，侧重知识的传授和
记忆； 而单 元整 体 设计 则以核心素养为导向，着 眼 于学生 综合 能力
的培养和知识的深度理解与应 用 。前 者关 注 “ 教 什么 ” ， 后者更 强
调 “ 学生 如 何 学以 及 发展 什么 ” 。
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2.目标 差异 ：传统教学的目标 常 表现为对 具 体知识 点 的 掌 握 和
技 能的 训练 ； 单 元整 体 设计 则将目标提 升 至 培养学生的学科核心素
养，强调知识、能力、情感态度的有 机融合 ，以 及 解决真实问题的
综合 能力。其目标 更具长 期 性、发展性和 综合 性。
3.实 施 差异 ：传统教学 通常是 教师主导、单向灌输，学生被动
接受。单 元整 体 设计 则 倡 导学生主动探究、 合 作学习，教师 更 多 扮
演 引导 者 、支 持 者 的 角 色 。在 评 价方面，传统教学侧重 纸笔测 验和
结 果 性 评 价，而单 元整 体 设计 则 更加 注重过程性 评 价和多 元 化 评 价
方式， 关 注学生的学习过程和能力发展。
二 、 项 目化学习理论与实践
（一） 项 目化学习的界定与核心要素
项 目化学习 是 一种以学生为中心的、以真实 项 目为 载 体、以解
决问题为 驱 动的教学方 法 。 它鼓励 学生在 协 作和探究中， 通 过 完 成
一个 具 有挑战性的 长 期 项 目， 来获 得知识和 技 能。
1.定义与 特 征 ： 项 目化学习 是指 学生 围绕 一个真实、有意义的
挑战性问题 或 任务，进 行 持续 的探究、 设计 、 制 作， 并 最 终 展 示 成
果 的学习过程。其主要 特 征 包括问题 驱 动、探究性、 整合 性、 协 作
性、成 果 导向和 持续 性。 它 将学习过程与实际生 活 或工 作中的 项 目
管 理过程 相 结 合 ， 让 学生在实践中学习。
2.核心要素： 项 目化学习的成 功 实 施依 赖 于 几 个 关键 要素。 首
先 是“驱 动性问题 ” ， 即 能够激发学生兴趣、引发深入思 考 的真实
问题。其 次 是“ 深度探究 ” ，学生需 通 过 搜 集资 料 、实验验证、 访
