“探究金屬活動性順序”項目式教學(xué)設(shè)計與實施

蘇卓 黃鉞

【摘要】本文以“項目式學(xué)習(xí)”理念為指導(dǎo)，旨在為學(xué)生設(shè)計發(fā)展思維、提升素養(yǎng)、實效性強的項目任務(wù)，讓教育過程活動化、探究化、成長化，圍繞“實驗創(chuàng)新”“建立模型”“解決問題”進行項目任務(wù)的教學(xué)設(shè)計，通過對項目設(shè)計思路、教學(xué)設(shè)計、課堂實施情況的介紹、分析和總結(jié)，以期促進化學(xué)項目式教學(xué)的長遠發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】探究金屬活動性順序;項目式教學(xué);設(shè)計;實施

一、項目確立

課堂教學(xué)中學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)慢慢成為一種“教學(xué)新潮”，因此以知識傳授為主的傳統(tǒng)型課堂正向著以關(guān)注“人”的全面發(fā)展為主的素養(yǎng)型課堂發(fā)展。起源于美國的項目式學(xué)習(xí)，起始階段是針對醫(yī)學(xué)教學(xué)發(fā)展起來的，高等教育提出的為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和問題解決能力的一種教學(xué)方法，因為其先進的理念，引發(fā)各個學(xué)段教學(xué)人員的研究與實踐，對發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)起到了積極的作用。初中化學(xué)課程標準要求培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，實驗探究活動應(yīng)盡可能鼓勵學(xué)生主動去完成;綜合性較強的探究活動要組織學(xué)生以小組為單位共同協(xié)作完成，以培養(yǎng)學(xué)生的團隊精神和協(xié)同工作能力?！疤骄拷饘倩顒有皂樞颉笔腔谔嵘龑W(xué)生科學(xué)探究能力，培養(yǎng)勤于思考、樂于實踐、善于合作等科學(xué)品質(zhì)的項目式教學(xué)。

二、設(shè)計思路

項目式學(xué)習(xí)強調(diào)在真實情境下，教師通過驅(qū)動性問題開展教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生通過小組合作的方式，在解決問題、完成項目任務(wù)的過程中，主動建構(gòu)認知模型，提升遷移創(chuàng)新能力，最終達到促進學(xué)生核心素養(yǎng)形成與發(fā)展的目的。下面以人教版九年級《化學(xué)》下冊·第八單元·課題2·金屬的化學(xué)性質(zhì)中“探究金屬活動性順序”為例，設(shè)計基于項目式學(xué)習(xí)的教學(xué)案例，以提升初中學(xué)生的認知能力、合作能力和創(chuàng)造能力。設(shè)計思路如圖1所示。

項目設(shè)計分為問題設(shè)計、實驗創(chuàng)新、建立模型、遷移應(yīng)用四個環(huán)節(jié)。首先進行問題鏈的設(shè)計，設(shè)計的系列問題，要具有“一定的思維容量、適宜的難度、合適的梯度”。這樣的問題才能引發(fā)真思考，訓(xùn)練真思維。在問題鏈引導(dǎo)思考的基礎(chǔ)上，建立學(xué)生的“腳手架”——實驗探究與認知模型，促進學(xué)生的深度思考與理解，從而達到知識內(nèi)化。最后通過對已建模型知識的遷移應(yīng)用來解決實際生活中的復(fù)雜問題，提升問題解決能力。

三、教學(xué)設(shè)計

1.本項目教學(xué)設(shè)計的流程

本項目教學(xué)設(shè)計從生活問題情境化到創(chuàng)造模型：了解配制農(nóng)藥波爾多液的原料和裝置、建立探究2種金屬活動性順序的認知模型、運用模型探究其它金屬的活動性順序、解決生產(chǎn)生活中的真實問題、建立探究3種金屬活動性順序的認知模型、分享交流等幾個方面，共分2課時，教學(xué)流程如圖2所示。

2.本項目教學(xué)設(shè)計的突出亮點

（1）對實驗裝置進行改造、對藥品進行優(yōu)化—采用過濾裝置和金屬粉末（如圖3所示）。

①反應(yīng)速率更快、節(jié)約藥品更環(huán)保，提高學(xué)習(xí)有效性，促進學(xué)生綠色化學(xué)觀的生成。

②實現(xiàn)固液分離，便于分別觀察固體和液體的顏色變化，體現(xiàn)“實驗”在課堂教學(xué)中的作用和價值。

③溶液顏色無干擾，現(xiàn)象更明顯，實現(xiàn)實驗現(xiàn)象可視化、準確化。

④提高學(xué)生參與分組實驗的興趣，更能夠鍛煉學(xué)生手、眼、腦協(xié)調(diào)能力，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注實驗過程現(xiàn)象的意識，體現(xiàn)“教—學(xué)—做合一”。

（2）通過問題鏈與實驗探究，引導(dǎo)學(xué)生自主建構(gòu)認知模型、運用認知模型、創(chuàng)造認知模型，把主動權(quán)交還給學(xué)生，鼓勵學(xué)生以化學(xué)的眼光、思維對物質(zhì)進行探索，促進深度學(xué)習(xí)，形成“科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境”的大觀念，感受化學(xué)對人類社會的作用和貢獻，將化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)落實在課堂上。

四、項目實施

“探究金屬活動性順序”是第八單元的核心內(nèi)容。本項目開展前，學(xué)生已經(jīng)具備的知識和能力是：能根據(jù)氫前金屬與酸反應(yīng)的劇烈程度來比較部分金屬的活動性順序，從微觀角度認識簡單的化學(xué)反應(yīng)。本項目旨在“探究前面的金屬能置換后面的金屬”、能從金屬之間的置換角度探究金屬活動性的強弱，并以此作為推理分析的重要手段。進入高中后，學(xué)生將繼續(xù)學(xué)習(xí)部分活潑金屬與水的反應(yīng)、分析原電池原理，實現(xiàn)金屬知識的延伸。因此本項目起到了承接初中金屬知識和高中金屬知識的橋梁作用。

筆者以“立德樹人”為教育理念，以“探究金屬活動性順序”為主線設(shè)計項目任務(wù)。

1. 第一課時項目任務(wù)

【創(chuàng)設(shè)真情境】觀看“波爾多液”的配制過程和使用方法，教師提出問題：配制波爾多液能否使用鐵桶？

【思考與猜想】學(xué)生自主思考并得出結(jié)論—不能使用鐵桶，因為鐵會與波爾多液反應(yīng)。

【合作學(xué)習(xí)】課件展示配制波爾多液的原料，學(xué)生通過小組合作方式找出問題的真相——鐵會與配制波爾多液的其中一種原料硫酸銅發(fā)生反應(yīng)。

【問題1】鐵和硫酸銅的反應(yīng)是否需要條件呢？

【實驗探究】學(xué)生分成4人小組完成2個對比實驗：鐵粉和硫酸銅固體反應(yīng)實驗? ? ? 鐵粉和硫酸銅溶液反應(yīng)實驗。

【建立模型1】金屬與其它金屬化合物反應(yīng)的條件——強換弱、在溶液中進行（如圖4）。

【宏微認知】通過觀看課件上的“微觀動畫”理解金屬強換弱的實質(zhì)、總結(jié)金屬強換弱的實質(zhì)、在黑板上再現(xiàn)金屬強換弱的實質(zhì)，最后寫出化學(xué)反應(yīng)方程式。一系列的任務(wù)驅(qū)動，在促進學(xué)生持久思考的同時也能促使學(xué)生形成“微觀知識宏觀化”的學(xué)科觀念。

【問題2】你能否利用現(xiàn)有實驗裝置、藥品探究“銅和銀”“鋁和鐵”的活動性順序？

【運用模型】在前面的探究活動和模型認知的基礎(chǔ)上，學(xué)生能快速形成“探究2種金屬活動性順序”的基本思路并將其遷移，進一步驗證“銅和銀”“鋁和鐵”的活動性順序，將更多金屬的活動性進行排序。

【建立模型2】探究2種金屬活動性順序的認知模型（如圖5）。

【歸納總結(jié)】本項目的設(shè)計拆分為實驗探究、宏微結(jié)合、模型建立等多個子任務(wù)，讓知識從內(nèi)在的邏輯關(guān)聯(lián)上進行銜接，最終實現(xiàn)對金屬活動性順序表的整體認知，更有利于開展大概念教學(xué)。

2. 第二課時項目任務(wù)

【解決真問題】將理論與實際相結(jié)合，可以更快速地掌握化學(xué)知識。利用金屬活動性順序解決“印刷電路板”“制備膽礬”“孔雀石的利用”等多個現(xiàn)實問題，感受化學(xué)知識的應(yīng)用價值，促進學(xué)生分析問題、解決問題的綜合能力提升。

【問題3】用最少的藥品，比較鐵、銅、銀3種金屬活動性順序，你的方案是？

【建立模型3】“探究3種金屬活動性順序”的傳統(tǒng)教學(xué)，方式多樣、發(fā)散性強，大多數(shù)學(xué)生沒有切入點和方向，無法抓住問題的關(guān)鍵。筆者采用建立認知模型為任務(wù)驅(qū)動，利用小組合作方式，讓學(xué)生創(chuàng)建探究3種金屬活動性順序的認知模型（如圖6）。發(fā)展學(xué)生高階思維，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力。

【分享交流】學(xué)生在分享交流中提到：要正確認識金屬制品和金屬材料在生產(chǎn)生活、工程技術(shù)中不可替代的重要作用，提倡樹立保護金屬、愛護金屬、回收利用廢舊金屬的環(huán)保理念。

五、總結(jié)與啟示

基于項目的學(xué)習(xí)以其極強操作性和多樣化的形式深受學(xué)生喜愛，然而，目前這一教學(xué)模式還未廣泛開展，這需要教師提高思想意識，盡可能根據(jù)學(xué)情和知識，進行對應(yīng)的項目設(shè)計，增強教育過程的活動性、探究性、成長性，實現(xiàn)“真探究”，促使課堂向著“做中學(xué)”發(fā)展，在課堂上落實“知識—能力—素養(yǎng)”的培育。

參考文獻：

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