基于智慧課堂的初中化學(xué)項目式教學(xué)設(shè)計與反思

周抒

關(guān)鍵詞：智慧課堂;初中化學(xué);項目式教學(xué);核心素養(yǎng)

一、問題的提出

隨著“雙減”政策的出臺和實施，基于項目的學(xué)習(xí)越來越受到廣大教育工作者的重視和青睞。項目式教學(xué)以項目驅(qū)動性問題為出發(fā)點，以學(xué)生為項目學(xué)習(xí)和執(zhí)行的主體，在教師的整體把握和指導(dǎo)下，將學(xué)生學(xué)習(xí)置于有意義的“問題”情境里，使學(xué)生通過分析真實問題、完成項目任務(wù)來建構(gòu)項目承載的科學(xué)知識和科學(xué)方法，同時提高學(xué)生解決問題的綜合能力[1]?？萍嫉母咚侔l(fā)展，使課堂教學(xué)迎來了“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，逐漸邁入“智慧課堂”的模式，各項手持技術(shù)的使用，豐富了課堂，使課堂教學(xué)手段變得多樣化，課堂教學(xué)策略也越來越精準(zhǔn)化。

義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)將初中化學(xué)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置成“科學(xué)探究與化學(xué)實驗”“物質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用”“物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)”“物質(zhì)的變化與化學(xué)反應(yīng)”和“化學(xué)與社會發(fā)展”五大學(xué)習(xí)主題，從主題內(nèi)容上看非常適用于進(jìn)行項目化學(xué)習(xí)。如何在初中化學(xué)課堂中處理好智慧課堂和項目化學(xué)習(xí)的關(guān)系？是我們必須直面的問題。以人教版九年級化學(xué)上冊第六單元課題2“二氧化碳制取的研究”為例進(jìn)行分析。

二、項目設(shè)計及實施過程

1.教學(xué)內(nèi)容分析

學(xué)生之前學(xué)習(xí)了氧氣的實驗室制取與性質(zhì)，已掌握了一些實驗基本技能，對化學(xué)實驗的學(xué)習(xí)產(chǎn)生了一定的興趣，初步具備基本的實驗操作能力。學(xué)生要分析能生成二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)過“確定實驗藥品”

“選擇實驗裝置”“優(yōu)化實驗方案、進(jìn)行分組實驗”等過程，完成本項目的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

學(xué)生主動設(shè)計和優(yōu)化實驗方案，對于今后化學(xué)知識的學(xué)習(xí)有很大的幫助;引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)藥品性質(zhì)、反應(yīng)條件、氣體性質(zhì)等選擇實驗儀器，能培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的態(tài)度和實驗探究的一般方法。

2.教學(xué)目標(biāo)

（1）通過任務(wù)1“如何選擇實驗室制取二氧化碳的藥品？”了解實驗室制取氣體藥品選擇的一般方法，培養(yǎng)學(xué)生分析推理的能力。

（2）通過任務(wù)2“如何確定制取二氧化碳裝置？”掌握利用已學(xué)知識進(jìn)行類比學(xué)習(xí)的方法，構(gòu)建確定實驗室制取氣體實驗裝置的模型。

（3）通過任務(wù)3“如何進(jìn)行實驗室制取二氧化碳的操作？”培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒瀾B(tài)度，養(yǎng)成規(guī)范的實驗基本操作，初步形成“從個別到一般”的學(xué)習(xí)方法。

3.教學(xué)流程

教學(xué)流程見表1。

4.項目實施過程及學(xué)生學(xué)習(xí)成果

[課前預(yù)習(xí)]教師通過智學(xué)網(wǎng)發(fā)布任務(wù)鏈接。

①整理已學(xué)的能生成二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)（可以用化學(xué)方程式表示）;②總結(jié)實驗室制取氧氣的藥品、反應(yīng)條件和對應(yīng)的實驗裝置;③梳理實驗室制取氧氣的主要步驟。學(xué)生及時完成并向?qū)W習(xí)平臺上傳課前預(yù)習(xí)任務(wù)。

[教師提出項目驅(qū)動任務(wù)]結(jié)合課前預(yù)習(xí)任務(wù)，如何在實驗室制取一瓶二氧化碳?xì)怏w？

[學(xué)生拆解項目任務(wù)]討論并根據(jù)課前預(yù)習(xí)將教師提出的總項目進(jìn)行拆解：①如何根據(jù)已學(xué)的能生成二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)，選擇適合實驗室制取二氧化碳的藥品？②如何確定實驗室制取二氧化碳的實驗裝置？③如何優(yōu)化并確定實驗室制取二氧化碳的實驗步驟并完成實驗？

任務(wù)1：選擇實驗室制取二氧化碳的藥品[教師展示學(xué)生課前預(yù)習(xí)任務(wù)1]已學(xué)的能生成二氧化碳的反應(yīng)主要有以下幾類：①含碳物質(zhì)的燃燒;②木炭還原氧化銅、氧化鐵;③高溫煅燒石灰石;④碳酸鈉和稀鹽酸反應(yīng)。

[學(xué)生討論分析]含碳物質(zhì)的燃燒得到的二氧化碳不純，也不好收集，可能還有污染;木炭還原氧化銅、氧化鐵和高溫煅燒石灰石，條件較苛刻，不易滿足，同時也有污染;碳酸鈉和稀鹽酸反應(yīng)較方便。

[教師演示]碳酸鈉和稀鹽酸反應(yīng)，利用平板直播，引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象（尤其是反應(yīng)速率）。

[學(xué)生觀點]反應(yīng)速率太快，不適用于實驗室制取二氧化碳。

[教師展示資料解決困惑]含碳酸根離子的化合物（如Na2CO3 、CaCO3）能與稀鹽酸（HCl）或稀硫酸（H2SO4）在常溫下反應(yīng)生成CO2氣體。

[學(xué)生觀點]為避免反應(yīng)速率過快，可以選擇塊狀含碳酸根離子的化合物（如石灰石或大理石，選擇理由：廉價）與稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)。

[教師進(jìn)行演示實驗]分別取2塊石灰石與5 mL10%的稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)，利用平板直播，引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象。

[學(xué)生觀點]石灰石與稀鹽酸反應(yīng)放出氣泡的速率適中，與稀硫酸反應(yīng)開始時有氣泡冒出，一會兒就停止。因此，實驗室制取二氧化碳的藥品為石灰石和稀鹽酸。

[教師釋疑]

[學(xué)生觀點]CaCO3與H2SO4反應(yīng)生成微溶于水的CaSO4，附著在石灰石表面，將石灰石與稀硫酸隔開，阻礙反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行。

任務(wù)2：確定實驗室制取二氧化碳的實驗裝置[教師提出驅(qū)動性問題]展示實驗室制取氧氣的三種原理以及對應(yīng)實驗裝置，結(jié)合學(xué)生完成的課前預(yù)習(xí)任務(wù)2，如何確定實驗室制取二氧化碳的實驗裝置？

[學(xué)生觀點1]氣體制取的實驗裝置分為發(fā)生裝置和收集裝置。

[學(xué)生觀點2]發(fā)生裝置可以根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件確定，收集裝置可以根據(jù)氣體的性質(zhì)（密度、溶解性）確定。因此，實驗室制取二氧化碳的發(fā)生裝置應(yīng)選擇“固液常溫”型，收集方法采用向上排空氣法（二氧化碳能溶于水）。

[教師追問]投影展示如圖1所示的實驗儀器，問：如何選擇儀器和組裝裝置？

[學(xué)生活動]反應(yīng)容器可選擇錐形瓶、平底燒瓶和試管，雙孔和單孔的導(dǎo)管都可以，若選擇雙孔導(dǎo)管需配套長頸漏斗。結(jié)合智慧課堂推送的flash動畫，在線選擇組裝實驗裝置

[教師展示]利用平板展示學(xué)生在線組裝的實驗裝置，引導(dǎo)分析其中的優(yōu)缺點;實物展示如圖2所示的實驗裝置。

[教師設(shè)置驅(qū)動問題]梳理、展示課前預(yù)習(xí)任務(wù)3：實驗室制取氧氣的實驗步驟，實驗室制取二氧化碳是否也可以參照制取氧氣的實驗步驟？

[學(xué)生觀點]可模仿制取氧氣的實驗步驟，設(shè)計并優(yōu)化得出實驗室制取二氧化碳的步驟為：①按圖組裝實驗裝置，檢查裝置的氣密性;②先加石灰石，再加稀鹽酸;③收集并驗滿二氧化碳;④檢驗二氧化碳。

[分組實驗]根據(jù)實驗步驟，完成實驗。

[教師追問]二氧化碳的檢驗和驗滿與氧氣的檢驗和驗滿有什么區(qū)分？

[學(xué)生討論搶答]氧氣和二氧化碳的驗滿：分別用帶火星的木條和燃著的木條放在集氣瓶口;氧氣的檢驗仍然用帶火星的木條，二氧化碳的檢驗需通入澄清石灰水中。

[教師設(shè)問]通過完成本項目，你能總結(jié)出實驗室制取氣體的一般思路和方法嗎？

[學(xué)生觀點]①確定制取氣體的化學(xué)反應(yīng)原理，在實驗室條件下，選擇什么藥品以及通過什么反應(yīng)來制取這種氣體？②確定制取氣體時應(yīng)采用的實驗裝置，包括氣體發(fā)生裝置和收集裝置;③驗證制得的氣體。

[課后評價，利用智學(xué)網(wǎng)推送課后練習(xí)]根據(jù)如圖3所示實驗裝置圖，回答有關(guān)問題。

（1）寫出圖中標(biāo)有序號的儀器名稱：① ，② 。

（2）實驗室用大理石與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為;制取二氧化碳優(yōu)先選用的發(fā)生裝置是，該裝置與另一個可選用的裝置相比，其主要優(yōu)點是。

（3）裝入藥品前應(yīng)進(jìn)行的操作是。

（4）請寫出一種檢驗收集二氧化碳的方法;若將收集到的二氧化碳?xì)怏w倒入如圖G所示的燒杯中，燒杯中的氣球（內(nèi)部為空氣）將（填“上升”或“保持不動”）。

（5）用裝置C制取氣體，在反應(yīng)過程中，用彈簧夾夾住導(dǎo)氣管上的橡皮管，過一會兒反應(yīng)就會停止，其原因是。

（6）若利用裝置A加熱高錳酸鉀制取氧氣，還需要進(jìn)行的改進(jìn)是。

三、教學(xué)反思

本項目的實施對象是九年級學(xué)生，他們學(xué)習(xí)化學(xué)系統(tǒng)知識的時間不長，所掌握的學(xué)科知識有限，化學(xué)學(xué)習(xí)的深度和廣度有待提升。在項目實施過程中，學(xué)生自主對已學(xué)的氧氣的相關(guān)知識進(jìn)行歸納和整理，將類比的學(xué)習(xí)方法運用到項目學(xué)習(xí)的過程中，有利于化學(xué)知識系統(tǒng)化。學(xué)生整體參與度高，學(xué)習(xí)主動。

1.利用智慧課堂，實施精準(zhǔn)教學(xué)

該項目在實施前，教師對教材和學(xué)情進(jìn)行了充分的研讀和研判，設(shè)置了3個課前預(yù)習(xí)任務(wù)，并通過智慧課堂推送給學(xué)生，學(xué)生及時完成課前預(yù)習(xí)任務(wù)，不僅能對已學(xué)知識進(jìn)行梳理總結(jié)，為項目學(xué)習(xí)作知識鋪墊，同時也能將自身的不足暴露出來，教師在收集、分析學(xué)生任務(wù)完成的結(jié)果和數(shù)據(jù)后，便于在項目實施時，適當(dāng)調(diào)整教學(xué)策略，進(jìn)行精準(zhǔn)化教學(xué)。

2.拆解教學(xué)內(nèi)容，建構(gòu)知識模型

該項目的總?cè)蝿?wù)是二氧化碳制取的研究，教師引導(dǎo)學(xué)生將其拆解為3個子任務(wù)，分別為“如何選擇實驗室制取二氧化碳的藥品？”“實驗室制取二氧化碳實驗裝置的確定”和“實驗室制取二氧化碳實驗步驟”，與3個課前任務(wù)對應(yīng)起來。項目任務(wù)明確，環(huán)環(huán)相扣、層層遞進(jìn)。學(xué)生在教師引導(dǎo)下，有針對性地突破難點，完成項目任務(wù)，對實驗室制備氣體的一般過程和方法逐漸有了清晰認(rèn)識，從個別到一般，逐步建立起氣體制取研究的模型。

3.設(shè)置問題驅(qū)動，啟發(fā)學(xué)生思維

在化學(xué)課堂中發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，就是圍繞化學(xué)課程內(nèi)容，引導(dǎo)和組織學(xué)生積極參與實驗探究、交流討論、問題解決等多樣化的學(xué)習(xí)活動，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中自主獲取學(xué)科知識形成學(xué)科觀念[2]。在項目實施前和實施過程中，教師精心設(shè)計驅(qū)動性問題，開展學(xué)生活動、化學(xué)實驗探究等，引導(dǎo)學(xué)生自主解決問題，不但能有條不紊地推進(jìn)項目研究的深入，更能啟發(fā)學(xué)生的化學(xué)思維。

四、結(jié)束語

在初中化學(xué)中實施項目式教學(xué)能改善傳統(tǒng)化學(xué)課堂的缺憾，在融入智慧課堂后，能有效發(fā)揮智慧課堂的優(yōu)勢，疏通項目任務(wù)實施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，提升項目實施的完成度和效果，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)觀念的形成和學(xué)科核心素養(yǎng)的提升。