项目式教学实录课

张文辉

摘 要：本文以当下流行的自热火锅为课题，以新型教学模式——项目式教学为指导，充分调动学生的学习积极性和课堂参与感，学生通过发现问题，探索问题，解决问题一个具体项目的问题解决培养学生的主动思考的习惯、提高学生的协作动手能力，培养学生的学科素养。

关键词：项目式教学 自热包 发热原理

一、项目式学习（Project-based Learning）

1.项目式学习含义：项目式学习（Project-based Learning），简称PBL，是一种以激发学生学习兴趣为最佳驱动力，充分调动学生热情去协力合作，运用各学科已有知识完成项目式探究的教学方式。组织学生以社团活动的形式，打破原有班级成员设置，学习内容不拘泥于教材，学习时间不局限于45分钟，没有苦战题海，拒绝死记硬背，注重学习过程中学生科学素养的培养。学习兴趣小组成员通过确定学习任务，提出项目课题，积极探讨方案，合作、探究、情景模拟、实验操作等完成一系列项目式学习任务，就是PBL;学生通过团队协作完成项目，在共同学习的氛围中产生思维碰撞的火花，通过目标的实现或问题的解决或项目的改进，最终呈现可视化成果，并对整个过程进行自我反思、自我评价和同伴评价，就是PBL;以项目为主线贯穿，教师为主导激疑，学生为主体探索的新型教学模式，强调促进学生独立思考，自主探索，注重培养学生将知识融会贯通，提高解决现实问题的能力，就是PBL。

2.开展项目式学习的意义：信息共享时代，学习知识借助互联网便可轻易完成。处于当代的教师除了传授知识，更应让学生懂得学以致用。为解决一系列项目式学习任务，学生能融合各学科知识并主动积极探索实践，教师会积极思考如何让学科内容变得密切相关的发现和创意，树立处处留心皆学问，奇思妙想的学习观;帮助学生树立创造是第一生产力的理念，鼓励学生的创新思维。营造富有激情、创意、积极实践的学习氛围。充满激情有创意愿意实践的师生通过分享自己的发现，设计项目，并精心设计课程和解决方案，一起动手操作，开展有针对性的教学活动，着重培养学生观察、感知与实验的技能，同时更加有趣，更容易让学生理解，更能与生产生活实际相结合;教师经常与学生交流与本学科密以学生为中心，注重学生的协力合作，汇报展示。以一个个生活中常见的现象为具体的项目，在教学过程中实现项目问题的逐个解决，从而达到提升学生科学素养的目的^[1]。

二、项目选定——提出驱动问题

本节实录课从学生感兴趣的生活实例出发，选取当下走红的自热火锅，从化学的角度探秘为什么不用电不用火就能吃上热腾腾的火锅。通过现实问题的提出，引导学生利用现有知识探索发热反应原理^[2]。

三、项目实施——解决驱动问题

1.实验准备：自热火锅，热封机，无纺布袋，生石灰（氧化钙），铝粉、活性炭（吸附剂）

实验器材：铁架台，电子天平，试管架和试管，烧杯，漏斗，蒸馏水，玻璃棒，濾纸，锥形瓶，废液缸，锡纸盒，酒精灯

2.教学实施

阶段一：成分探究

进入正式教学阶段，教师先以自热火锅和自热米饭图片导入：本节课任务是探究自热火锅的发热化学原理。

随即教师现场展示自热火锅：自热火锅都分上下两层，食用前将食材和底料放在上层，将加热包放于下层，只需往发热包上倒冷水（注意！不能用热水！），便可反应发热。温度计测得温度高达150℃以上，足以蒸热食物。加热盖子上有一个出气孔，使蒸汽能够及时扩散，避免自热火锅内因压强太大发生危险。从生活真实情景出发，激发学生的兴趣，进入到项目学习情境。

教师提出第一个问题——“热从何来”？引导学生讨论：遇水能产生大量热的物质有哪些？学生将思维集中在不需加热就能实现的放热反应上，大多数学生都会想到生石灰。得到教师肯定后，师生一起剪开加热包，观察发现：加热包内是灰色的粉末状固体。也就是说并不仅仅只有生石灰，“生石灰遇水反应发热”是其中之一，应该还有其他物质。

每个小组分发加热包内物质，各小组取少量该物质于试管中，加入适量水，学生小心触摸试管底部，感受到明显发烫，并发现试管底部有气泡出现，产生无色无味的气体，教师随即抛出第二个问题“气体是谁”。学生猜测有氢气，氧气，二氧化碳。教师让学生再次讨论，普遍认为在强碱溶液中二氧化碳被吸收，产生氢气、氧气的可能性最大，而氧气的来源可以是过氧化钠遇水反应，但过氧化钠本身为淡黄色，与看到的灰色颜色不符，因此初步判断该气体是氢气。随后学生通过实验验证氢气的存在。另取少量该物质于大试管中重新加水，收集气体，做氢气的爆鸣实验，验证猜想正确。

在证明是氢气的基础上引导学生思考：氢气是从何而来？学生对主要成分进一步探究，在强碱性溶液氛围中，哪些物质能生成氢气？有学生提出铝、硅能在强碱溶液中产生氢气。但又有学生回答硅在自然界中无游离态只有化合态，所以铝粉的可能性最大。除此以外，有学生回答道还有可能是铁粉，因为铁能与水蒸气反应也会产生氢气。教师引导学生分析，铁与水蒸气反应是一个吸热反应，而加热包是为了给外界提供能量，不希望能量有损耗;那么到底有没有铁粉和铝粉呢？各小组学生从实验的角度进行积极探究，并汇报如下^[3]：

1.探究铝粉的存在：取自热包与水反应后恢复常温下的少量上层清液于试管中，逐滴滴加盐酸，观察到先出现了白色沉淀，随后沉淀逐渐溶解最后消失。即证明有铝粉存在。

2.探究铁粉的存在：取自热包粉末状药品少许于滤纸上，用磁铁贴着滤纸底部移动，发现并没有粉末药品随着磁铁的移动而移动。即证明没有铁粉。

教师总结，该发热包中含有铝粉，会通过原电池反应缓慢的释放热量，类似“暖宝宝”的化学反应原理，结合生石灰与水反应放出大量热的反应，既能保证食物快速煮沸后，又可以保持较长时间的加热。

生活生产中化学药品的用量遵循生产和节约并重原则，教师提出固相与液相的物质如何充分接触并发生化学反应？有学生回答，需要吸附剂。

教师顺势给学生介绍常见吸附剂的种类：

（1）物理吸附剂包括非极性吸附剂，如活性炭，纸浆、滑石粉、硅藻土。如活性炭是一种优良的吸附剂，其内部有大量的微孔和空隙，表面积可达200-500m2/g。它对色素、细菌、热原等杂质有很强的吸附能力，并且有助滤作用。极性吸附剂：如硅胶、氧化铝，可去除亲水性色素。

（2）化学吸附剂则利用化学反应进行吸附

该自热包中就含有活性炭、硅藻土等典型的吸附剂成分，其疏松多孔的结构有利于各种有效成分附着。

阶段二：小组展示

在师生共同探究出加热包的主要成分后，各小组开始动手自制自热包，调动学生动手操作的积极性。实验以安全为主，教师要求学生在药品的用量上慎重选择，并要求学生在试管中先进行微量的试验，以保证合适的比例。各小组分工协作，利用探究出的主要成分生石灰和铝粉的不同用量比例去测量产生热量引起温度上升的情况。明确温度不是越高越好，还要考虑到温度上升的持久性。学生在动手过程中收获了知识，实现了实验探究与创新意识，证据推理与模型认知的教学目标。

阶段三：教学评价

1.整体评价

教师在课堂最后总结本节课所学内容，将本节内容进行间接的回顾和梳理，让学生整体体会到本节课的教学重点之所在，并对学生在课堂上的积极表现进行及时的肯定和鼓励。

2.同伴评价与自我互评

在学生以小组为单位进行问题探讨时，学生之间的思维碰撞和观点交流便实现了同伴互评和自我评价，学生对问题的认知在交流过程中便实现了修正和升华，对自己和同学的思考问题方式和角度都有所评价。

3.教师评价

在学生回答问题时，教师对学生的赞同是对学生极大的鼓励，而对学生思维的引导则是帮助学生拓宽思维的深度，在学生展示结果的过程中实现了教师评价，并且让学生对自己的思维方式也有所认知，从而实现学生的自我评价。

阶段四：补充说明

1.自热包主要原理

（1）氧化钙遇水后，会释放出大量的热量，容易发生暴沸，所以应进行防护。

（2）加热包的两种主要成分为氧化钙和铝粉，含量均在40%左右，属于“遇水放出易燃气体的物质和混合物”，根据联合国关于《危险货物运输的建议书·规章范本》^[1]的分类标准 ，自热火锅在运输中属于“危險化学品”，在轿车等密闭的空间里或在使用过程中释放的氢气一旦遇到火源，如点烟，开空调，发动机等，都有爆燃隐患。使用时一定要注意安全。

（3）发热包通常还有氢氧化钠或碳酸钠、氯化钙、硫酸镁等盐分，主要是用来吸收渗入包装内的微量水分，防止氧化钙逐渐失效，同时在化学反应中起到辅助作用。

有的加热包成分还含有铁粉、利用铁粉为负极碳粉为正极发生原电池原理以保证发热的持久性。还有的加热包为了使温度能够持续更长，使用了矿物材料蛭石来保温。

2.使用注意事项

（1）自热火锅塑料包装在盒身（多为盒底）循环的小三角里写着数字5。使用的都是这种耐高温的PP5塑料。要是没有这标识，安全起见，建议同学们不要买。

（2）往发热包上只能加冷水，不能加热水。

（3）“自热火锅”包装盒的盖子上有一个透气孔，加热时要注意透气孔敞开。

（4）加热时，包装底部温度极高，整个过程注意安全，避免烫伤。

（5）自热火锅不能放入微波炉、烤箱加热。

四、项目反思

项目式教学和传统的照本宣科教学非常不同，学生处在现实的情景学习中产生兴趣好奇，通过动脑动嘴动手思考交流合作探究等一系列项目式学习过程的推进去解决主题实施教学，从中学会表达和展示，最终有可呈现的作品能够深刻理解主题。在这个过程中，学生需要搞清楚他们已经知道的、需要知道的以及如何获得有助于解决问题的相关信息，学会协作完成项目的计划和实施。项目式教学看重的是学生不仅仅能够应用所学的学科知识，还要懂得如何在现实生活中将这些知识学以致用^[2]。老师要建立学生们敢于接受难题的自信心，并且在必要时拓展他们对问题的理解，同时鼓励学生积极参与，肯定所有的思考和探索以及动手实践都是有意义的。无论项目最终是否成功突破，对于学生来说都是一种宝贵的体验和经历。告诉学生没有什么是唯一正确答案。在项目教学收尾时，引导学生进行深度反思也是提升学生思维缜密性的一个非常重要的环节。

参考文献

[1]陈健.项目式学习渐成课改趋向[J].《教育》.2018，44.

[2]唐智松.探究式教学的基本原则[J].中国教育学刊，2001，（05）：16-19.

[3]刘力.探究式教学的探讨[J].学科教育，2003，（10）：37-39+46.