項目化學(xué)習(xí)在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

在新課標(biāo)背景下，越來越多新型的學(xué)習(xí)方式開始出現(xiàn)，為課堂教學(xué)帶來了更多生機(jī)和活力，項目化學(xué)習(xí)就是其中之一?；瘜W(xué)在高中教育中具有重要地位，它強(qiáng)調(diào)理論和實踐相結(jié)合，而項目化學(xué)習(xí)具有較高的適用性，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)，引導(dǎo)學(xué)生高效達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)，強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

一、項目化學(xué)習(xí)概述

項目化學(xué)習(xí)是以項目為核心，關(guān)注學(xué)生個人體驗的一種學(xué)習(xí)方式，它注重引導(dǎo)學(xué)生對現(xiàn)實世界或模擬環(huán)境中的復(fù)雜問題展開探究，激發(fā)學(xué)生的求知欲望和好奇心，增強(qiáng)學(xué)生對深層次知識的理解以及運(yùn)用能力。在項目化學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生需要圍繞核心項目任務(wù)來開展學(xué)習(xí)活動，通過積極探索、合作交流以及實際動手操作，將所學(xué)的理論知識與實際應(yīng)用結(jié)合起來，培養(yǎng)批判性分析能力、創(chuàng)新精神、問題解決能力以及團(tuán)隊合作能力等。除此之外，項目化學(xué)習(xí)將學(xué)生視為核心，致力于培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，鼓勵學(xué)生在項目實踐中不斷思考，優(yōu)化學(xué)習(xí)方案，以此完善自身知識體系并提升學(xué)習(xí)技能。

二、項目化學(xué)習(xí)在“鐵及其化合物”教學(xué)中的應(yīng)用

（一）分析項目主題

選擇合理的項目主題對開展“鐵及其化合物”教學(xué)十分關(guān)鍵。鐵是日常生活中經(jīng)常出現(xiàn)的元素，其各種化合物在人類日常生活、各類工業(yè)制造以及科學(xué)研究領(lǐng)域都有著不可替代的作用。教師要想提升教學(xué)質(zhì)量，就要挑選和學(xué)生生活緊密聯(lián)系且能激發(fā)他們學(xué)習(xí)熱情的項目[1]。

本文將“鐵及其化合物”作為研究課題，通過實際情境中的項目化探究方法，帶領(lǐng)學(xué)生全面了解鐵及其化合物的本質(zhì)特性、生成過程以及實際應(yīng)用。該主題和化學(xué)基本概念聯(lián)系緊密，還具備拓展探究的靈活性以及持續(xù)研究的潛力，包含化學(xué)領(lǐng)域的核心內(nèi)容，能加強(qiáng)學(xué)生對該學(xué)科本質(zhì)的理解，提升他們的學(xué)科核心素養(yǎng)。項目化學(xué)習(xí)也能讓學(xué)生有機(jī)會參與科學(xué)探索，鍛煉他們解決難題的能力和創(chuàng)新思維。

（二）設(shè)定教學(xué)目標(biāo)

（三）教學(xué)實施流程

1.乳酸亞鐵的制備

在“鐵及其化合物”項目化學(xué)習(xí)中，乳酸亞鐵的制備是一個經(jīng)典的教學(xué)案例，這對突出項目式學(xué)習(xí)的要點能起到幫助作用。在探究鐵元素補(bǔ)充劑時，乳酸亞鐵起著關(guān)鍵作用，通過制備這種物質(zhì)，能增強(qiáng)學(xué)生對鐵元素及其化合物特性的認(rèn)識，還能讓他們掌握氧化還原反應(yīng)的原理和實驗技能[2]。

首先，合成機(jī)制是學(xué)生需要掌握的重要知識點，乳酸亞鐵 Fe（C₃H₅O₃）₂ 的制備一般是借助鐵和乳酸發(fā)生反應(yīng)來達(dá)成的，其反應(yīng)方程式為： Fe+C₃H₆O₃Fe（C₃H₅O₃）₂+H₂↑ 。在這個化學(xué)反應(yīng)中，鐵發(fā)揮還原劑的作用，它能促使乳酸分子里的氫離子發(fā)生置換，產(chǎn)生乳酸亞鐵和氫氣這兩種產(chǎn)物，這呈現(xiàn)出置換反應(yīng)的特性。經(jīng)過此化學(xué)反應(yīng)過程，學(xué)生能了解鐵元素與酸性物質(zhì)作用的特點，并能增強(qiáng)對氧化還原反應(yīng)的認(rèn)識。

其次，在實驗活動中，學(xué)生要掌握實驗的基礎(chǔ)技巧以及操作規(guī)范，如探討精確量取鐵粉末和乳酸的方法，研究控制化學(xué)反應(yīng)中溫度和時間的策略，同時分析搜集以及處理產(chǎn)生的氫氣的步驟。學(xué)生要掌握通過化學(xué)方程式推算出反應(yīng)物之間摩爾關(guān)系的方法，并學(xué)會依照摩爾關(guān)系精確量取反應(yīng)物。通過參加這類實踐活動，學(xué)生能掌握制備乳酸亞鐵的方法，還能培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒灳窈涂茖W(xué)實驗?zāi)芰Α?/p>

最后，學(xué)生要針對所制備的乳酸亞鐵開展特性驗證以及實際應(yīng)用方面的研究，觀察乳酸亞鐵溶液的色澤以及它的穩(wěn)定性情況，以此對其純度做出判斷；將乳酸亞鐵溶液的顏色和已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行對比，這樣就能確定它的具體濃度；運(yùn)用動物實驗的方式，對乳酸亞鐵補(bǔ)充鐵質(zhì)所產(chǎn)生的效果展開評價。通過對各項特性進(jìn)行驗證以及實際應(yīng)用，學(xué)生能掌握乳酸亞鐵的化學(xué)屬性以及運(yùn)用意義，還能拓寬學(xué)生的知識視野。

2.鐵及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系

掌握鐵與其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，是課程的核心知識點，借助項目化學(xué)習(xí)，學(xué)生能掌握鐵與鐵的化合物之間的轉(zhuǎn)化途徑，把握具有變價特性的金屬元素在氧化還原過程中的關(guān)鍵原理，并掌握它們在轉(zhuǎn)化過程中的條件以及所遵循的規(guī)律[3]。

首先，學(xué)生要掌握這些化合物的基本性質(zhì)以及它們之間相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系。例如，鐵氧化物包含氧化亞鐵FeO、氧化鐵 Fe₂O₃ 與四氧化三鐵 Fe₃O₄ 鐵的氫氧化物有氫氧化亞鐵 Fe（OH）₂ 和氫氧化鐵Fe（OH）₃ ；鐵的鹽類有亞鐵鹽 FeSO₄ 以及鐵鹽 FeCl₃ 等。

其次，學(xué)生要清楚鐵及其化合物的基本性質(zhì)以及分類，如可以通過對氫氧化亞鐵進(jìn)行加熱來制取氧化亞鐵（反應(yīng)方程式： Fe（OH）₂+O₂+H₂O △→Fe（OH）₃ ），接著通過還原反應(yīng)將氧化亞鐵轉(zhuǎn)變?yōu)殍F（反應(yīng)方程式： FeO+H₂Fe+H₂O） ；還可以借助氯氣將亞鐵鹽氧化成為鐵鹽（反應(yīng)方程式： FeCl₂+Cl₂?FeCl₃ ），再通過還原反應(yīng)將鐵鹽還原成亞鐵鹽（反應(yīng)方程式： FeCl₃+FeFeCl₂. ；等等。經(jīng)過一系列的實驗探究，學(xué)生能把握鐵元素及其化合物轉(zhuǎn)化的內(nèi)在機(jī)理與化學(xué)特性。

最后，學(xué)生要對鐵元素以及它的化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系進(jìn)行梳理和整合，繪制鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化流程圖，展現(xiàn)出各類化合物的相互轉(zhuǎn)化情況[4]；學(xué)生可以采用表格形式，對照著分析不同化合物的特性以及轉(zhuǎn)化所需要的條件；學(xué)生借助化學(xué)方程式，也能歸納總結(jié)出轉(zhuǎn)化反應(yīng)的種類與內(nèi)在規(guī)律。在實施歸納與總結(jié)的過程中，學(xué)生能了解鐵元素及其化合物之間的轉(zhuǎn)化機(jī)制，這樣能為他們接下來的學(xué)習(xí)探究以及實際應(yīng)用創(chuàng)造條件。

3.鐵氧化物的制備和性質(zhì)探究

通過項目式學(xué)習(xí)，學(xué)生能掌握鐵氧化物的合成方法以及獨(dú)特的屬性，同時也能明白氧化還原過程在鐵氧化物的生成過程中具有關(guān)鍵作用。

首先，教師要指導(dǎo)學(xué)生掌握鐵氧化物的本質(zhì)屬性以及它的種類。鐵氧化物主要有氧化亞鐵FeO、氧化鐵 Fe₂O₃ 和四氧化三鐵 Fe₃O₄ ，各種氧化物質(zhì)呈現(xiàn)出獨(dú)特的色彩、磁性和溶解性[5]。對學(xué)生來說，掌握這些基礎(chǔ)特性，是他們能順利開展后續(xù)實驗制備以及研究性質(zhì)的關(guān)鍵。

其次，學(xué)生要參與實驗研究，探尋生成鐵氧化物的方法，如加熱鐵粉與氧氣的混合物能制備氧化亞鐵，其反應(yīng)方程式是 ；加熱氫氧化鐵可以制備氧化鐵，反應(yīng)方程式是 Fe₂O₃+H₂O ；鋁熱反應(yīng)可以用來制備四氧化三鐵，反應(yīng)方程式是 Fe₂O₃+AlFe₃O₄+Al₂O₃ ；等等。經(jīng)過一系列實驗操作，學(xué)生能熟悉生成鐵氧化物的方法，還能掌握氧化還原反應(yīng)在這個過程中的關(guān)鍵作用。

最后，學(xué)生要對制備的鐵氧化物開展特性驗證以及實際應(yīng)用方面的研究，如通過觀察氧化物的色澤還有磁性辨別它的類型，利用和酸性物質(zhì)的作用分析其溶解性質(zhì)以及生成物，借助動物實驗評定其生物效應(yīng)和實際應(yīng)用潛力。通過檢測這些特性以及深入研究實際應(yīng)用，學(xué)生能了解鐵氧化物的本質(zhì)及其應(yīng)用的意義，拓展教學(xué)內(nèi)容。此外，為了探索鐵氧化物的應(yīng)用潛能，學(xué)生可以將這些化合物應(yīng)用于日常情境，如當(dāng)作著色劑、催化介質(zhì)或者磁介質(zhì)，以此加深學(xué)生對鐵及其化合物的運(yùn)用的認(rèn)識。

三、項目化學(xué)習(xí)在“鐵及其化合物”中的應(yīng)用效果

（一）激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提升參與積極性

傳統(tǒng)的高中化學(xué)教學(xué)大多是以教師講授作為主要方式，學(xué)生處于被動接受知識的狀態(tài)，這樣很容易讓學(xué)生感覺到枯燥無味，而項目化學(xué)習(xí)將學(xué)習(xí)內(nèi)容融入真實并且具有挑戰(zhàn)性的項目情境中，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[6]。

以“探究生活中鐵銹的形成與防護(hù)”為項目主題，學(xué)生要走進(jìn)生活觀察鐵制品生銹的情況，思考鐵銹產(chǎn)生的緣由以及影響因素，這類從生活實際出發(fā)的項目，打破了化學(xué)學(xué)科與生活之間的界限，讓學(xué)生明白化學(xué)知識不是抽象難懂的，而是和日常生活緊密相連的。在項目實施時，學(xué)生不再是被動的聽眾，而是主動的探索者。學(xué)生踴躍查閱資料，了解鐵生銹的化學(xué)反應(yīng)原理，設(shè)計實驗探究不同環(huán)境對鐵生銹速度的作用。從準(zhǔn)備實驗材料，到開展實驗操作，再到記錄和分析實驗數(shù)據(jù)，每個環(huán)節(jié)都充滿了新奇和挑戰(zhàn)。學(xué)生也可以在小組合作中熱烈討論，各抒己見，充分發(fā)揮自身的主觀能動性，積極投身到項目的每個階段，這種強(qiáng)烈的參與感和探索欲，是傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式很難給予的，能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性，為后續(xù)學(xué)習(xí)化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)。

（二）培養(yǎng)綜合能力，促進(jìn)知識融會貫通

項目化學(xué)習(xí)能全面培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，在項自進(jìn)行期間，學(xué)生要運(yùn)用多學(xué)科知識解決實際問題，實現(xiàn)知識的融會貫通。

以“設(shè)計并制作鐵基催化劑”項目為例。學(xué)生一開始需要充分了解鐵以及它的化合物的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)與反應(yīng)原理，依據(jù)這些來挑選合適的化合物當(dāng)作催化劑的原料，確定制備催化劑的化學(xué)反應(yīng)路徑。進(jìn)入實驗操作階段，學(xué)生要掌握物理實驗技能，如正確使用儀器、精準(zhǔn)控制實驗條件等，保證催化劑的順利制備。與此同時，為了分析催化劑的性能，學(xué)生還需要運(yùn)用數(shù)學(xué)知識處理和分析實驗數(shù)據(jù)，通過繪制圖表、計算反應(yīng)速率等評估催化劑的催化作用[7]。除此之外，在項目成果展示環(huán)節(jié)，學(xué)生要將自己的研究思路、實驗過程以及成果清楚地展現(xiàn)給教師和同學(xué)，鍛煉語言表達(dá)能力和溝通能力。在整個項目過程中，學(xué)生不是孤立地學(xué)習(xí)化學(xué)知識，而是將化學(xué)和物理、數(shù)學(xué)等學(xué)科知識有機(jī)結(jié)合起來，形成一個完整的知識體系。這種綜合能力能幫助學(xué)生更好地理解和掌握化學(xué)知識，提升他們解決實際問題的能力。

（三）強(qiáng)化探究精神，提升科學(xué)思維素養(yǎng)

項目化學(xué)習(xí)為學(xué)生提供了充足的探究空間，學(xué)生的探究精神得以強(qiáng)化，科學(xué)思維素養(yǎng)也得以提升。

以“探究不同價態(tài)鐵元素之間的相互轉(zhuǎn)化”項目為例，學(xué)生要獨(dú)立設(shè)計實驗方案來驗證假設(shè)，運(yùn)用科學(xué)思維如類比思維，參考已學(xué)過的元素化合物知識去推測鐵元素不同價態(tài)之間可能的轉(zhuǎn)化方式。學(xué)生還要運(yùn)用邏輯思維，分析實驗條件跟實驗結(jié)果之間的因果關(guān)系，確定實驗的變量以及控制條件。在實驗探究過程中，學(xué)生有可能會遇到各種問題，如實驗現(xiàn)象和預(yù)期不一樣等情況，這時學(xué)生要運(yùn)用批判性思維對實驗方案以及操作過程進(jìn)行反思與質(zhì)疑，找出問題，并嘗試提出改進(jìn)措施。經(jīng)過不斷的探究與實踐，學(xué)生能逐漸掌握科學(xué)研究的方法與步驟，學(xué)會從現(xiàn)象里抽象出本質(zhì)，運(yùn)用科學(xué)理論解釋實驗結(jié)果，依據(jù)實驗數(shù)據(jù)得出合理的結(jié)論。

四、總結(jié)

通過項目化學(xué)習(xí)，學(xué)生能掌握鐵及其化合物的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化等核心知識，還能提升他們的實驗技能以及科學(xué)探究能力。項目化學(xué)習(xí)注重學(xué)生在真實情境中借助小組合作解決問題，這能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及主動性，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和團(tuán)隊協(xié)作能力。展望未來，教師要結(jié)合更多實際案例開發(fā)更多優(yōu)質(zhì)項目資源，完善評價體系，以此提高化學(xué)教學(xué)的質(zhì)量和效率。

［參考文獻(xiàn)]

[1］祝隆祥.高中化學(xué)項目化學(xué)習(xí)策略探究［J].新課程研究，2024（27）：90-92.

[2]張玉蓮，馬志霞.項目引路高效學(xué)習(xí)：高中化學(xué)項目化教學(xué)探究［J］.數(shù)理化解題研究，2024（24）：99-101.

[3]崔芳芳.高中化學(xué)項目化學(xué)習(xí)的設(shè)計與實踐研究［J].考試周刊，2024（32）：110-114.

[4］汪建民.基于STEM理念的高中化學(xué)項目化學(xué)習(xí)研究：以“簡單燃料電池的制作與原理循證”為例［J].甘肅教育，2024（15）：68-71.

[5」馬晶.高中化學(xué)項目化學(xué)習(xí)設(shè)計的實踐和探索［J].中學(xué)課程輔導(dǎo)，2024（19）：81-83.

[6」丁蘇君.項目化學(xué)習(xí)在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用：以《氯及其化合物》為例［J］.高考，2024（19）：137-139.

[7］張家友.項目式學(xué)習(xí)在高中化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用［J].青海教育，2024（6）：36.