基于真實(shí)情境的初中化學(xué)項(xiàng)目式單元復(fù)習(xí)教學(xué)實(shí)踐
——以“金屬和金屬材料”復(fù)習(xí)課為例

陳瓊蘭 許 燕 張賢金

（1.莆田市教師進(jìn)修學(xué)院，福建 莆田 351100；2.莆田市外國(guó)語(yǔ)學(xué)校，福建 莆田 351152；3.福建教育學(xué)院化學(xué)教育研究所，福建 福州 350025）

利用項(xiàng)目進(jìn)行單元知識(shí)復(fù)習(xí)，將學(xué)生置于一個(gè)完整而真實(shí)的情景過(guò)程中完成知識(shí)的再現(xiàn)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用及遷移創(chuàng)新能力有獨(dú)特的功能和價(jià)值。［1］相較于探究式教學(xué)，項(xiàng)目式教學(xué)直接指向真實(shí)而富有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題，更偏向于在真實(shí)世界中根據(jù)存在的問(wèn)題形成思維方式并運(yùn)用思維技能來(lái)解決問(wèn)題，形成具有凝結(jié)核心知識(shí)的指向驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題解決的公開(kāi)成果。［2］據(jù)此，作者以“科學(xué)探究假黃金真面目”為項(xiàng)目載體，以“科學(xué)鑒別假黃金”為項(xiàng)目學(xué)習(xí)成果，把“金屬和金屬材料”［3］的單元知識(shí)體系和學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能融合，使學(xué)生經(jīng)歷基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)解決生活問(wèn)題。基于真實(shí)情境的項(xiàng)目式單元復(fù)習(xí)課，不僅能鞏固所學(xué)知識(shí)，還能引導(dǎo)學(xué)生慧眼識(shí)“金”，體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科價(jià)值。

一、項(xiàng)目?jī)?nèi)容分析

圍繞探究假黃金真面目展開(kāi)項(xiàng)目式教學(xué)，可以將“金屬和金屬材料”主題下多且零散的知識(shí)完整融合在項(xiàng)目活動(dòng)里，形成具有較強(qiáng)邏輯關(guān)系的知識(shí)線。從而鞏固教材知識(shí)，學(xué)會(huì)解決真實(shí)問(wèn)題的具體思路和方法，明晰多角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)的思路，形成完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，驗(yàn)證并獲取生活經(jīng)驗(yàn)。

本項(xiàng)目的社會(huì)價(jià)值：隨著科技的發(fā)展，鍛造工藝的提升，合金的用途越來(lái)越廣泛。市面上各種假黃金飾品可以達(dá)到以假亂真。如果能夠深入探究假黃金的“真面目”，就能進(jìn)一步樹(shù)立正確利用金屬資源鑄造飾品的審美觀和價(jià)值觀。學(xué)科價(jià)值：假黃金涉及的金屬包含《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011 年版）》［4］要求的所有金屬，能承載課標(biāo)要求，有利于學(xué)生從學(xué)科角度深度認(rèn)識(shí)金屬和金屬材料。教育價(jià)值：從生活問(wèn)題中發(fā)現(xiàn)科學(xué)探究的切入點(diǎn)，關(guān)注金屬材料與社會(huì)發(fā)展的關(guān)系，有利于拓寬學(xué)生的視野。學(xué)生價(jià)值：明確化學(xué)來(lái)源于生活服務(wù)于生活，感悟物有所值的道理，在物欲橫流的市場(chǎng)上理性消費(fèi)。

二、項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo)

學(xué)科素養(yǎng)的發(fā)展需要精選學(xué)科知識(shí)并置于真實(shí)的學(xué)習(xí)情境中。［5］故此，本項(xiàng)目聚焦假黃金這個(gè)社會(huì)真實(shí)問(wèn)題，學(xué)生通過(guò)探究假黃金的真面目來(lái)達(dá)到如下教學(xué)目標(biāo)：（1）通過(guò)項(xiàng)目活動(dòng)，構(gòu)建金屬元素性質(zhì)的知識(shí)體系，進(jìn)一步理解冶煉金屬的原理和方法，學(xué)會(huì)合理利用金屬資源，了解金屬制品的防護(hù)。（2）掌握科學(xué)探究的原理和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的一般步驟，增強(qiáng)探究實(shí)踐能力，發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。（3）學(xué)會(huì)從化學(xué)視角認(rèn)識(shí)并解決真實(shí)的社會(huì)問(wèn)題，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)興趣，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任意識(shí)。

三、項(xiàng)目任務(wù)及教學(xué)流程

充分考慮課時(shí)和初中學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，把項(xiàng)目分解成5 個(gè)任務(wù)，并把任務(wù)1 移到課前完成。具體項(xiàng)目任務(wù)、教學(xué)活動(dòng)及設(shè)計(jì)意圖見(jiàn)表1。

四、項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程

班級(jí)以小組為單位，5-6 人一組進(jìn)行項(xiàng)目合作學(xué)習(xí)。

［教師］請(qǐng)根據(jù)課前查閱的資料信息及已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，歸納假黃金包含的元素種類、共性和差異性。

［學(xué)生］假黃金一般含有銅、鋅、銀等，都為金屬元素，在性質(zhì)上有所差異。

表1 項(xiàng)目任務(wù)及教學(xué)流程

（一）環(huán)節(jié)1：小組代表匯報(bào)預(yù)設(shè)的實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)論

［方案1］測(cè)量密度或掂量。黃金密度為19.3g/cm3［6］，Cu的密度為8.96g/cm3［6］，Zn的密度為7.13g/cm3［6］。假黃金較輕，密度偏小。

［方案2］觀察顏色。黃金呈金黃色，色澤和諧，表面細(xì)膩，光亮鮮艷；假黃金顏色偏鮮艷、偏綠、偏黑。

［方案3］拿磁鐵吸。磁鐵只能吸引鐵鈷鎳，吸引不了黃金。若被吸，則為假。

［方案4］稍用力扭轉(zhuǎn)或用刀劃或用牙咬。黃金延展性好，硬度小。假黃金的硬度大，不易被扭曲，刀劃無(wú)痕，無(wú)牙印。

［方案5］將黃金樣品拋擲到硬地上，仔細(xì)辨別發(fā)出的聲音與回彈情況。若發(fā)聲沉悶無(wú)明顯回彈為真；若發(fā)出尖而響的聲音且有明顯回彈則為假。

［方案6］用酒精燈灼燒黃金樣品，觀察現(xiàn)象。若樣品顏色變黑則為假，反之為真。

［方案7］將黃金樣品放入稀硫酸（或鹽酸）溶液中，觀察現(xiàn)象。若有氣泡產(chǎn)生，則為假，反之為真。

［方案8］將黃金樣品放入CuSO4（或AgNO3）溶液中，觀察現(xiàn)象。若有紅色（或銀白色）固體析出，則為假，反之為真。

（二）環(huán)節(jié)2：教師匯總并評(píng)估學(xué)生的預(yù)設(shè)方案

方案1 到方案5 是利用金屬的物理性質(zhì)進(jìn)行鑒別。密度測(cè)量需要精密的測(cè)量?jī)x器，掂量、觀色、用力扭等物理方法較為主觀，實(shí)際操作時(shí)，若沒(méi)有嚴(yán)格的參照物，不夠嚴(yán)謹(jǐn)，需要進(jìn)一步獲取更有力的證據(jù)。另一方面，假黃金中可能含有重金屬成分，不宜用牙咬。方案5 更是適用于閱“金”無(wú)數(shù)的人，對(duì)于常人來(lái)說(shuō)存在難度。方案6 到方案8 是利用金屬的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行鑒別。利用金屬活動(dòng)性差異來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，雖然對(duì)銅鋅合金是可行的，但對(duì)于鍍金、包金（色金）、鍛壓金等仿真度較高的假黃金是否能達(dá)到實(shí)驗(yàn)效果，需同學(xué)進(jìn)一步探究實(shí)驗(yàn)。

（三）環(huán)節(jié)3：學(xué)生分組探究實(shí)驗(yàn)

每組1 個(gè)網(wǎng)購(gòu)“假黃金戒指”，鹽酸、稀硫酸、濃硝酸、硫酸銅溶液、硝酸銀溶液、氫氧化鈉溶液、燒杯、砂紙、滴管、酒精燈、鑷子、托盤(pán)天平、量筒、小刀、磁鐵、火柴、點(diǎn)滴板、廢液缸等必需的實(shí)驗(yàn)用品，學(xué)生根據(jù)評(píng)價(jià)后的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行科學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作，提醒學(xué)生注意實(shí)驗(yàn)的先后順序，見(jiàn)表2。

（四）環(huán)節(jié)4：匯報(bào)實(shí)驗(yàn)成果并歸類總結(jié)

1.總結(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)規(guī)律。利用合金中不同金屬（Zn、Cu、Ag）之間的活動(dòng)性不同進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步掌握金屬的化學(xué)性質(zhì)及置換反應(yīng)中強(qiáng)制弱的規(guī)律，初步學(xué)會(huì)從微觀視角分析金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱與其原子結(jié)構(gòu)及電子得失難易程度的關(guān)系。

2.歸納匯總鑒別結(jié)果。本項(xiàng)目探究所涉及的假黃金類別有二：一是銅鋅合金，此類合金又分為鋅含量偏少的，和鋅含量多的。因此在科學(xué)鑒別假黃金的實(shí)驗(yàn)探究中，要綜合考慮多種因素，如第1 組和第5組。二是包金，即在表面鍍一層“色金”類物質(zhì)，此類合金在利用金屬的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行探究時(shí)應(yīng)先除去表面物質(zhì)，避免干擾，如第2、3、4 組。

3.實(shí)驗(yàn)延伸生活應(yīng)用。通過(guò)本項(xiàng)目學(xué)習(xí)，同學(xué)們深刻認(rèn)識(shí)到假黃金種類繁雜，生活中合金種類也是參差不齊，繁多復(fù)雜。通過(guò)真實(shí)情境探究各合金中成分金屬的活動(dòng)性特征后，明確了在生活中如何有效避免金屬腐蝕和合理利用金屬，真正提升學(xué)科核心素養(yǎng)。

表2 學(xué)生分組探究實(shí)驗(yàn)并匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

4.交流討論回收金屬。學(xué)生通過(guò)查閱資料并交流討論后得出：先把假黃金放在由濃鹽酸與濃硝酸按體積比1：3 混合而成的王水里溶解，將所得溶液再用鐵、銅等進(jìn)一步置換可得到黃金。最后還主動(dòng)將整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中得到的廢液進(jìn)行回收處理。圖1 是回收到的金屬銀。

圖1 回收到的金屬銀

五、項(xiàng)目教學(xué)反思

（一）知識(shí)重現(xiàn)得以落實(shí)

各小組基本能通過(guò)物理性質(zhì)初步認(rèn)識(shí)假黃金的特征（顏色、硬度、密度），并懂得利用金屬的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)一步探究。在探究實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不僅認(rèn)識(shí)金屬表面氧化膜的存在與意義，還能通過(guò)直觀的反應(yīng)現(xiàn)象，如加硝酸銀溶液比加硫酸銅溶液反應(yīng)現(xiàn)象更明顯，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)金屬的活動(dòng)性順序。通過(guò)項(xiàng)目學(xué)習(xí)，不但完善了學(xué)生的化學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備量，同時(shí)提高化學(xué)素養(yǎng)和化學(xué)專業(yè)的自信感。

（二）學(xué)科素養(yǎng)得以提升

通過(guò)本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅學(xué)會(huì)了利用課程知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，還獲得了目標(biāo)以外的能力提升。同樣1 個(gè)戒指，最多的小組能做5 次，最少的只做2 次。由此認(rèn)識(shí)理論不一定與實(shí)踐高度匹配，理論往往是高度理想化，只有通過(guò)真正的實(shí)踐，才能發(fā)現(xiàn)實(shí)踐中的一些不可控的因素，深刻體會(huì)到科學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要性。只有真正學(xué)以致用，才能推動(dòng)學(xué)習(xí)向縱深發(fā)展。本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，還能引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立科學(xué)的物質(zhì)觀，謹(jǐn)記理性消費(fèi)。

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)作為學(xué)生親歷與體驗(yàn)的科學(xué)探究活動(dòng)，有利于促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)以及核心素養(yǎng)融合發(fā)展的綜合優(yōu)勢(shì)。［7］為此，筆者總結(jié)了項(xiàng)目學(xué)習(xí)的一般過(guò)程及其對(duì)應(yīng)的學(xué)科素養(yǎng)能力、認(rèn)知水平發(fā)展之間的邏輯關(guān)系，見(jiàn)圖2。

問(wèn)題是成功學(xué)習(xí)的本源，活動(dòng)是有效學(xué)習(xí)的基點(diǎn)，評(píng)價(jià)是智慧學(xué)習(xí)的保障。項(xiàng)目式教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生知行合一的有效手段，是走進(jìn)高效課堂的“金鑰匙”，而項(xiàng)目展示是解決學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力的最好手段。筆者將繼續(xù)挖掘更多有意義的項(xiàng)目活動(dòng)，促使核心知識(shí)結(jié)構(gòu)化，核心素養(yǎng)具體化，幫助學(xué)生更好地構(gòu)建認(rèn)知模型。

圖2 項(xiàng)目學(xué)習(xí)的一般過(guò)程及其學(xué)科能力表現(xiàn)