基于真實(shí)情境的高中化學(xué)項(xiàng)目式教學(xué)設(shè)計(jì)案例的開發(fā)
——以“金屬礦物的開發(fā)利用”為例

楊金才 劉茜茜

(1.畢節(jié)市實(shí)驗(yàn)高級中學(xué),貴州 畢節(jié) 551700;2.陜西師范大學(xué),陜西 西安 710100 3.江西省吉水中學(xué),江西 吉安 331600)

開展“素養(yǎng)為本”的化學(xué)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施,對教師來說是一個(gè)新的、富有挑戰(zhàn)性的研究課題,這就要求教師在教學(xué)活動中要注重真實(shí)情景的創(chuàng)設(shè),在行動研究中總結(jié)和提煉發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的有效途徑、方法和策略,提升自身開展“素養(yǎng)為本”的課堂教學(xué)能力.筆者以“金屬礦物的開發(fā)利用”為例,采用項(xiàng)目式教學(xué)的觀點(diǎn),開發(fā)基于真實(shí)情境開展素養(yǎng)為本的教學(xué)案例.

1 基于真實(shí)情境的“金屬礦物的開發(fā)利用”項(xiàng)目式教學(xué)設(shè)計(jì)思路

根據(jù)汪合佩等人的觀點(diǎn)[1],教學(xué)任務(wù)項(xiàng)目式設(shè)計(jì)采用項(xiàng)目、學(xué)科模塊及核心認(rèn)知視角三條線并列共進(jìn)、相互融合的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行.

1.1 “金屬礦物的開發(fā)利用”項(xiàng)目主題任務(wù)分析

對項(xiàng)目任務(wù)“金屬礦物的開發(fā)利用”主題分析見表1.

表1 “金屬礦物的開發(fā)利用”項(xiàng)目主題任務(wù)

1.2 基于真實(shí)情境的項(xiàng)目主題任務(wù)設(shè)計(jì)思路

設(shè)計(jì)思路如圖1所示.

圖1 教學(xué)設(shè)計(jì)思路

2 基于真實(shí)情境的“金屬礦物的開發(fā)利用”項(xiàng)目式教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1 教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)

素養(yǎng)取向的教學(xué)重點(diǎn)在于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生解決陌生的、綜合性問題的能力,這就要求教學(xué)設(shè)計(jì)中要注意素養(yǎng)化教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計(jì)[2].在“素養(yǎng)為本”的教學(xué)設(shè)計(jì)理念下,設(shè)計(jì)本課時(shí)的教學(xué)目標(biāo)如下:

(1)通過鋁的冶煉的探究方案設(shè)計(jì),初步體驗(yàn)流程圖在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用,逐步發(fā)展證據(jù)推理的

關(guān)鍵能力;

(2)掌握鋁熱反應(yīng)的原理,能正確書寫相應(yīng)的化學(xué)方程式,感受鋁熱反應(yīng)在實(shí)際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用價(jià)值;

(3)了解金屬冶煉的原理,知道冶煉金屬的幾種常用方法,感受氧化還原反應(yīng)原理在實(shí)際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用;

(4)通過學(xué)習(xí)金屬資源的開發(fā)利用,能自發(fā)地欣賞和贊揚(yáng)化學(xué)對生產(chǎn)和生活的貢獻(xiàn)與作用.

2.2 教學(xué)過程設(shè)計(jì)

總體教學(xué)過程設(shè)計(jì)見表2.

表2 教學(xué)過程設(shè)計(jì)

(1)項(xiàng)目主題任務(wù)一:從“鋁的前世今生”學(xué)習(xí)金屬鋁的冶煉過程——發(fā)展證據(jù)推理與模型認(rèn)知核心素養(yǎng)

基于真實(shí)素材,從“拿破侖的碗”談起,激發(fā)學(xué)生思考“鋁在古代為什么會成為身份的象征?” 揭示了少數(shù)不活潑金屬在自然界中能以游離態(tài)存在,而活潑金屬在自然界中主要以化合態(tài)的形式存在的普遍規(guī)律,發(fā)展學(xué)生依據(jù)金屬活潑性預(yù)測金屬存在形態(tài)的合理性.通過探究“鋁的冶煉”,完成“從鋁土礦到鋁”的工藝流程設(shè)計(jì)方案,能從具體流程圖中收集證據(jù),找到突破口,定性分析解決相關(guān)問題,突出“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng).

在進(jìn)行教學(xué)時(shí),要求學(xué)生根據(jù)粗鹽的提純操作(如圖2所示),思考、討論用稀鹽酸從鋁土礦中制備金屬鋁流程圖(如圖3所示),完成流程圖中未標(biāo)明的物質(zhì)的化學(xué)式或操作名稱(即將虛線矩形框內(nèi)填寫完整),并寫出涉及到的化學(xué)方程式.

圖2 粗鹽提純的操作流程示意圖

圖3 用稀鹽酸從鋁土礦中制備金屬鋁的流程示意圖

學(xué)生完設(shè)計(jì)方案1后,教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生利用NaOH溶液設(shè)計(jì)簡單的流程方案,完成從鋁土礦制備金屬鋁的探究活動(設(shè)計(jì)流程如圖4所示),繼續(xù)發(fā)展 “證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng).

圖4 用NaOH溶液從鋁土礦中制備金屬鋁的流程示意圖

通過完成設(shè)計(jì)方案1和2,學(xué)生初步學(xué)會用流程圖解決生產(chǎn)生活中的實(shí)際問題,教師進(jìn)一步提出鋁的前世今生,即鋁制品在古代只有帝王將相才能使用,而在當(dāng)今卻“飛入尋常百姓家”,是解決了什么樣的難題? 感受化學(xué)學(xué)科改變?nèi)祟惿畹闹匾饬x.

(2)主題任務(wù)二:鋁熱反應(yīng)原理的應(yīng)用——科學(xué)探究與創(chuàng)新意識

通過“鐵軌的焊接”真實(shí)情境,激發(fā)學(xué)生探究其中蘊(yùn)含的化學(xué)原理.“鋁熱反應(yīng)”從宏觀現(xiàn)象出發(fā),蘊(yùn)含著化學(xué)反應(yīng)伴有能量轉(zhuǎn)換的思想,通過書寫正確的化學(xué)方程式,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)“宏——微——符”的三重表征觀.收集鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用,用化學(xué)知識聯(lián)系社會生活,通過完成“鋁熱反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)探究,基于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,對化學(xué)問題進(jìn)行解釋,發(fā)展學(xué)生“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”核心素養(yǎng).

(3)主題任務(wù)三:金屬的冶煉——發(fā)展科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任

人類使用金屬的歷史,必定蘊(yùn)含著金屬冶煉的歷史,通過了解我國古代文明的“青銅時(shí)代”“鐵器時(shí)代”,學(xué)習(xí)金屬冶煉的本質(zhì)是將化合態(tài)的金屬轉(zhuǎn)變成游離態(tài)的金屬.基于化學(xué)史素材學(xué)習(xí)金屬的冶煉方法,體驗(yàn)化學(xué)科學(xué)的發(fā)展對人類生活的影響.基于真實(shí)情境素材開發(fā)金屬資源的回收利用,學(xué)會辯證看待人類發(fā)展過程中迫切需要解決的“可持續(xù)發(fā)展”的問題,培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”的核心素養(yǎng).

基于真實(shí)情境的化學(xué)教學(xué),其“問題”“情境”“知識”都是為發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)所服務(wù)的,關(guān)注學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律,利用情境組織“知識”,發(fā)掘“知識”承載的“核心素養(yǎng)”,解決實(shí)際化學(xué)問題.同樣的化學(xué)核心知識,其在不同情境中表現(xiàn)出的核心素養(yǎng)可能不盡相同,如金屬的冶煉教學(xué)活動中,緊扣學(xué)科基本概念和理論基礎(chǔ),將金屬的冶煉與氧化還原反應(yīng)的理論相互結(jié)合、不同金屬的冶煉方法與能量相結(jié)合,便可承載“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng).