化学核心素养导向的项目化学习课堂教学

张玲帆

摘要：项目化学习的过程中，如何在课堂中落实化学核心素养，需要从学习方式、教学模式等方面改变。以“改进硫燃烧实验装置”为例，以“如何防止硫燃烧的产物外泄”“如何更好吸收瓶内二氧化硫”“如何检测吸收情况”等驱动性问题开展讨论，教师引导，帮助学生学会分析问题、解决问题，根据评价量表开展自评、互评、他评，在实践中增强社会责任感，落实化学学科核心素养的提升。

关键词：项目化学习;初中化学;创新实验

文章编号：1008-0546（2022）02x-0055-03

中图分类号：G632.41

文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.02x.015

美国教育家杜威（JohnDewey）在1916年发表的《民主主义与教育》[1]一书中提出“从做中学”的教育原则，影响至今。教师要通过引导学生“做”，促使学生思考、学习新知，从而学得知识。学习的过程就是一个探索未知，并运用知识技能解决问题的过程。

《普通高中化学课程标准》提出化学学科核心素养。初中化学与高中教学内容虽有不同，但学科核心素养是互相渗透的，其中，课堂教学是渗透学科核心素养的主阵地。

《上海市义务教育项目化学习三年行动计划》中提到，项目化学习是根据真实、富有挑战性的问题，教师指导学生在一段时间内持续探究，尝试创造性地解决问题，形成相关项目成果。

本文以“改进硫燃烧实验装置”一课为例，设计创新实验装置，探讨化学核心素养导向的项目化学习课堂教学。课题出自于教材，又在教材的内容上有所延伸、拓展，加深学生对环境问题的关注，引导学生建立“绿色化学”的理念，增强社会责任感。

一、教材与学情分析

1.教材分析

“硫的燃烧”是上海教育出版社九年级化学上册第二章第二节“氧气的性质”中涉及的内容。本节课内容是对第二章第一节“人类赖以生存的氧气”进行了延伸，在学习氧气性质的同时，从宏观现象和微观角度使学生感受化学变化中反应物浓度与反应剧烈程度的关系。

2.学情分析

在学生之前的学习中，已经学习化学实验的基本内容、空气及氧气的相关性质等知识。作为九年级学生，第一次接触化学学科，有强烈的好奇心，从低年级的感性认知为主，转变为理性认知为主的思维模式，初步具备了观察、分析、推断的基础能力，为本节课探究学习提供了保障。借助头脑风暴、小组讨论和实验事实分析，动手操作，培养学生逻辑思维能力、证据推理能力、动手能力和合作观念。

二、项目的设计实施

1.项目目标设计

（1）核心知识

学生需知道硫燃烧的现象，理解“绿色化学”实验原则，根据已有知识或资料综合运用，进行组合迁移，并解决实际问题。学会相关装置的使用及操作。

（2）关键能力

通过提出问题、设计实验方案、动手实验，掌握科学探究的一般方法;通过科学安全实验，培养学生的实验能力和安全意识。

体会科技、社会、环境之间的关系，感受化学科学精神，树立珍爱生命，保护环境，珍惜资源的理念，逐步建立社会责任感，培养社会主义核心价值观。

2.项目实施

（1）活动过程

在活动过程中，教师以“教材中的实验”为背景

入项，引出了本节课的驱动性问题“如何防止二氧化硫逸出”，同学们进行分组讨论、研究，针对所提出的问题查阅资料、筛选信息并小组讨论，对每一次改进呈现出的问题进行改进、迭代，最终搭建一个较优的装置。

1片段一

教学场景：教师按照教材中实验，在敞口集气瓶（分别充满氧气、空气）中点燃硫粉，产生的有毒尾气二氧化硫直接排放在了空气中，闻到了浓重的刺激性气味，这引起了同学们的关注。

学生产生驱动性问题：产生的二氧化硫是否对环境、人体有害？如何防止二氧化硫外泄？

教师展示新闻讯息：2017年4月，江苏连云港二氧化硫泄漏40多人中毒。

学生进行头脑风暴，讨论得出：

由于装置敞口，实验产生的二氧化硫直接排放至空气中，危害师生健康，故改为密闭装置。设计了液封除毒气集气瓶，并辅以燃烧匙、单孔塞、药匙，瓶盖处加水使集气瓶液封，阻止气体外逸。进行实验。

由于产生的二氧化硫有毒，而二氧化硫和二氧化碳都为酸性气体，可以用水吸收产生的二氧化硫。

2片段二

教学场景：教师在第一次改进实验后，开始进行硫燃烧实验。同学们观察到硫在氧气中燃烧剧烈，瓶内压强增大。同时，产生的二氧化硫被集气瓶底的水逐渐吸收。学生反映依旧能闻到少量二氧化硫的味道。集气瓶内二氧化硫遇水产生大量酸雾，瓶内二氧化硫并未完全吸收。

学生产生驱动性问题：如何更好地吸收瓶内二氧化硫？防止因气压增大造成的气体外泄？

学生进行头脑风暴，讨论得出：

由于硫燃烧反應剧烈，使密闭容器内压强瞬间增大，导致瓶盖与水面脱离，使气体逸出。可设计调节压强的装置，如改为双孔塞、导管辅以气球或密封袋。

由于二氧化硫在水中的溶解度较低，且容易与水形成酸雾，二氧化硫并不能完全溶解。查阅资料后得知，工业上用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫，可仿照此法来吸收产物。

3片段三

教学场景：教师在第二次改进实验后（图1），硫在氧气中燃烧剧烈，瓶内压强增大，使密封袋变大，同时，产生的二氧化硫被集气瓶底的2%氢氧化钠溶液（滴有酚酞）逐渐吸收，最终，溶液吸收大量二氧化硫，酚酞仍为红色。反应剧烈，密封袋先膨胀，后逐渐变小，再变瘪。

学生产生驱动性问题：如何验证二氧化硫吸收情况？且硫的点燃工序需要在空气中进行，产生的二氧化硫一部分仍排于空气中，能否在密闭空气内“点燃”硫，使其全程在密闭装置中反应呢？

学生进行头脑风暴，讨论得出：

a.可以利用放大镜汇聚热量，此外，若改变热传递的方式，对流转化为传导，或许能在密闭容器中点燃硫，利用金属的导热性完成实验。

b.酚酞遇碱性溶液变红，氢氧化钠及产生的亚硫酸钠都为碱性，故酚酞不能用作反应进程的指示剂。不知是否有传感器等设备进行二氧化硫/亚硫酸盐的浓度检测。

学生查阅资料：市面上有亚硫酸盐电化学传感器，但价格较高。除此之外，还有纸质的亚硫酸盐检测试剂，价格适中。根据使用说明，学生可以学习新型检测手段，自行检测。此外，家用的电饭煲底部铺设了镍铬丝，通过电加热的方法，将热量传导至容器中。装置操作简便，且安全无污染。

在老师的引导下，师生共同组装搭建了一套以电加热方式进行的硫燃烧绿色实验装置（图2）。

3.项目评价

在项目化学习过程中，以小组的形式开展活动，并设立小组长、记录员等小岗位，引导、带领同组同学进行思维的碰撞，创意的激发，并开展以“团结协作、装置创新”为主的小组自评、他评、师评的过程性评价，通过以表现性评价[2]为主评价，结合PTA（Pri⁃mary Trait Analysis）量表的使用，对学习过程进行反馈。此外，开展“核心知识，学习实践”为主的总结性评价，通过纸笔评价，监测核心知识的落实，互相交流，以促进步。

三、反思

本节课从思考“如何防止硫燃烧的产物外泄”开始，不断提出驱动性问题，通过小组头脑风暴，进行实验创新，通过项目化学习，学生进一步深入理解知识，勇于试错，并不断改进。通过小组合作，结合评价量表进行自评、互评、他评，增强了团队意识和自我评价的能力。只是项目进程较短，在日常课中占比较低，单一一个项目无法充分激发学生的能力，项目化学习需要进一步延续。此外，缺少成果的公开展示，仅在课堂内进行了分享。

项目过程中，学生在思考问题时，通过高阶认知带动低阶认知，在分析、推理、问题解決的高阶认知策略实践过程中，带动了单纯的组织、存储、巩固等低阶认知策略实践。夏雪梅博士提出，让孩子成为心智自由的终身学习者[3]。通过项目化学习，引导学生产生驱动性问题，并进行一系列学习、思考、实践、评价，在过程中充分提升化学学科核心素养。根据总结性评价看，教师的教学效果也有较好的反馈。通过项目化学习，使学生在“做中学”的基础上，

发展“研中学”，在思考、认知、决策时，有创造性地解决实际问题，使学生获得21世纪学习技能。

参考文献

[1]约翰·杜威（John Dewey）（美）.民主主义与教育[M].北京：人民教育出版社，2001.

[2]周文叶.中小学表现性评价的理论与技术[M].上海：华东师范大学出版社，2014.

[3]夏雪梅.项目化学习设计[M].北京：教育科学出版社，2018.

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