高中化學復習課中運用項目式學習的實踐與思考

范亞

摘 ?要：基于傳統(tǒng)高中化學復習存在的問題，以“保護珊瑚礁——水溶液中的離子平衡主題復習課”提出開展項目式的主題學習活動，以“項目式學習”的教學方法，促進學生化學學科能力的提高，從而達到培養(yǎng)化學學科核心素養(yǎng)的目標。

關鍵詞：高中復習;教學情景;項目式學習;學科能力

一、問題提出

《普通高中化學課程標準（2017年版）》對高中學生的培養(yǎng)提出了具體要求，強調(diào)要培養(yǎng)學生的科學探究與創(chuàng)新意識、科學態(tài)度與社會責任以及證據(jù)推理與模型認知等學科核心素養(yǎng)。在高中復習課教學中如何落實新課程標準這些理念呢？我們經(jīng)過思考、實踐反思后認為，引導學生開展項目式學習、進行深層次探究的項目式教學是一種促進學生學科核心素養(yǎng)融合發(fā)展的有效教學方式。

二、項目式的教學設計與實施

（一）項目式學習的特點

項目式學習是指在課程標準指導下，學生以小組合作的方式，在真實情景中通過問題驅(qū)動進行探究，解決實際問題，并展示分享研究成果。項目式學習流程分為選定項目、拆解項目、活動探究、交流成果和評價反思五個階段。

（二）項目主題的確立

海水是一個比較復雜的水溶液體系，在海水的環(huán)境系統(tǒng)中能產(chǎn)生很多實際應用水溶液中離子平衡的問題，例如珊瑚的形成。通過對珊瑚的素材進行研究的過程中，發(fā)現(xiàn)這一素材包含了豐富的教學價值：

1.可拆解性。首先將珊瑚的形成、破壞、保護拆解成三個問題來解決和研究。

2.綜合性。在問題的研究過程中需要用到水溶液中離子平衡的所有類型。

3.相關性。在形成和破壞的過程中都有多個相關聯(lián)的平衡移動，可以對學生的平衡觀和變化觀做進一步的探查評價促進思維進階。

4.典型性。系統(tǒng)足夠典型，就是用熟悉的重要的基本反應，在復雜的體系中建立聯(lián)系，從而形成水溶液中離子平衡分析的認識模型。

5.可操作性。在活動設計中有可操作的實驗，能夠提供給學生的證據(jù)可以從簡單實驗現(xiàn)象發(fā)展到精確的實驗數(shù)據(jù)，發(fā)展學生應用事實證據(jù)進行推理論證的能力。

（三）項目的規(guī)劃

規(guī)劃完成項目的學習目標和任務安排是有效開展項目式學習的保障。據(jù)此，完成該項目要實現(xiàn)的學習目標是：

1.在分析珊瑚礁具體問題的過程中，運用化學平衡有關知識，從微粒間相互作用的角度，復習水溶液中電離平衡和水解平衡的基礎知識。

2.從微粒觀、平衡觀的分析視角，形成并掌握水溶液中微粒和微粒之間相互作用的分析思路和方法。

3.進一步深化一切化學平衡都是特定條件下動態(tài)平衡的認識。

4.真實感受到化學平衡與生活息息相關，以及化學平衡的調(diào)控對工業(yè)生產(chǎn)和生活環(huán)境的重要意義。

（四）項目實施與思考

1.項目的實施

項目學習主要包括介紹項目、自主研究、成果展示等步驟，每一環(huán)節(jié)的開展都是學習目標的落實。

（1）介紹項目

人類無限制地進行碳排放，溫室效應使環(huán)境溫度升高大量珊瑚白化、死亡，同時二氧化碳排放過多導致海水酸化使珊瑚礁難以鈣化甚至溶解。那么如何保護珊瑚礁這就是本課要研究的項目。

【布置任務】課前查閱珊瑚礁珊瑚礁形成及珊瑚礁被破壞等相關資料，了解物質(zhì)組成、分類及性質(zhì)。

（2）自主研究

【活動1】探究珊瑚礁的形成

【資料卡片】給出海水的成分表和水溶液中含碳元素的微粒百分含量隨PH值變化的圖象。

【交流反思】觀點1：海水中的Ca2+和CO32- 反應直接形成的;

觀點2：海水中的Ca2+和 HCO3-反應形成的;

觀點3：兩種可能都有。

【分組實驗】模擬海水中珊瑚礁的形成

實驗序號 實驗內(nèi)容

1 將按照海水比例濃縮的CaCl2溶液和Na2CO3溶液混合。

2 將按照海水比例濃縮的CaCl2溶液與Na2CO3和NaHCO3的混合溶液混合。

【交流反思】實驗1中，學生觀察到有很少量的白色沉淀，在實驗2中，學生觀察到有大量的白色沉淀，說明海水中的碳酸氫根對鈣化作用起到了決定性的作用。

【進一步研究】進一步觀察后，學生發(fā)現(xiàn)實驗2有氣泡產(chǎn)生。

【交流反思】碳酸鈣的沉淀溶解平衡移動，導致了碳酸氫根電離平衡的移動，氫離子濃度增大和溶液中碳酸氫根離子結合生成二氧化碳。

【活動2】溫室效應對珊瑚有什么影響？往實驗2中繼續(xù)通入二氧化碳氣體，溶液中的鈣離子濃度，氫離子濃度該如何變化。

【資料卡片】用CO2和PH傳感器測定變化圖

【交流反思】剛開始通入二氧化碳會引起鈣離子濃度下降，隨著pH值的下降鈣離子濃度增大，直到pH值趨于穩(wěn)定，鈣離子保持不變。說明相關的離子平衡到達到平衡狀態(tài)。

【結論】海水酸化的物質(zhì)是二氧化碳，二氧化碳在水溶液中存在電離平衡，使水中氫離子濃度增加導致珊瑚礁溶解。

【進一步研究】有資料顯示冰島雷克雅未克地熱電站研究人員將二氧化碳和大量的水注入地下深層的玄武巖中，使其轉(zhuǎn)化為碳酸鹽晶體。請同學們討論封存二氧化碳的方法。

【資料卡片】

已知：CaCO3： Ksp=4.80×10-9;CaSiO3： Ksp=2.50×10-8

【交流反思】利用沉淀轉(zhuǎn)化原理可以將地殼的玄武巖的成分硅酸鹽進行轉(zhuǎn)化。

（3）成果評價

完成項目式學習以后，教師通過小組討論和展示情況、小組必答和搶答質(zhì)量，以及各小組撰寫項目學習任務解決案的質(zhì)量分別給予評分，同時也綜合小組之間的評價，評出最佳學習小組。

四、結語

在高中復習中開展項目式學習的教學已經(jīng)引起教研部門的關注，許多一線的教師正在進行實踐和嘗試。本團隊經(jīng)過一年多的實踐，通過實驗班級與普通班級的對比，發(fā)現(xiàn)實驗班學生對陌生情景問題思考比較深入和到位，多角度判斷和分析問題能力以及知識應用、遷移能力和反思問題的能力有明顯提高。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2019.

[2]申燕，陳尚寶，鄒志譜，等.基于STEM理念下的項目式學習課例設計——以“探秘人體的呼吸”為例[J].化學教學.2019（9）：50-55.

[3]牛彩霞，鄒映波.基于項目式學習的“水溶液中的離子平衡”專題復習——以“人體代謝性酸中毒治療方案的設計”為例[J].化學教學，2020（6）53-58.

[4] 皇甫倩，常珊珊，王后雄.美國學習進階的研究進展及啟示[J].外國中小學教育，2015（8）：52-59.

（作者單位：佛山市順德區(qū)倫教中學，廣東 ?佛山 ?528000）