项目式学习在初中化学单元教学中的应用

林雅梅

摘要：结合教育热点，采用项目式学习新模式，对人教版九年级化学下册第九单元“溶液”的教学进行创新设计。教师设置如何自制“魔法圣诞树”的问题情境，引导学生在制作中产生新问题，不断寻求与溶液有关的新知，在实践中了解学科概念，形成学科观念，养成学科精神。

关键词：项目式学习;溶液;魔法圣诞树

文章编号：1008-0546（2022）03x-0011-05    中图分类号：G632.41    文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.03x.003

2011年版义务教育阶段的化学课程标准提出，化学教育要激发学生学习化学的好奇心，引导学生认识物质世界的变化规律，形成化学的基本观念[1]。项目式学习是一种新型的教学模式，指的是在真实生动的情境下，要求学生主动探究，解决问题，并在解决问题的驱动下掌握学科概念，获得学科知识[2]，其学习方式能激发学生学习的兴趣和欲望。本文以人教版九年级化学下册第九单元“溶液”为例，以项目式学习模式开展教学设计，以下是笔者的实践过程。

一、项目主题分析

第九单元“溶液”是课标中一级主题“身边的化学物质”中的二级主题“水和常见的溶液”中的一部分[1]，属于初中化学非常重要的一个概念，也是人们经常接触的一种化学物质，它应用广泛，意义重大。第九单元教学的课题内容和教材模块见表1，该单元概念多、知识杂、内容抽象，不仅要求学生具备基础的识记和计算能力，还需要具备一定的抽象思维能力。

在常规的教学中，教师一般是按照书本课题分配，一个一个课时进行教学。教师注重每个课题知识点的讲解，却易忽视每个课题知识的衔接性和结构的复杂性，造成学生获得的知识碎片化、孤立化、杂乱化[3]。在学习本单元之前，虽然学生在日常生活中接触了一些含水的溶液，但是对溶液的概念缺乏系统、科学地认识，也未能对其进行定量分析。

“魔法圣诞树”是一种纸树会开花的儿童科学玩具，其制作过程是将圣诞造型的纸树插在底座上，向纸树倒入某种溶液，放置一段时间，就可以看到纸树上长出晶体，仿佛披上雪花的树木。如果在纸树的枝丫末端涂上颜料，还能看到长出五颜六色的晶体，美妙无比，制作过程见图1。

自制“魔法圣诞树”主要探究溶液的配制，主要涵盖第九单元的核心知识：溶液的形成、饱和溶液和不饱和溶液、结晶、溶解度、溶解度曲线、溶质质量分数等;使用到的技能有：计算、称量、量取、溶解等;涉及的学科核心素养有：通过溶液形成过程的分析，培养学生宏观辨识与微观探析的核心素养;通过一定量的溶剂溶解的溶质是有限的，培养学生变化观念和平衡思想的核心素养;结合溶解度曲线和不同溶液浇注在纸树上的结晶效果，进行方案的评价和选择，培养学生证据推理和模型认知的核心素养;通过乙醇代替水的方案创新，培养学生科学探究与创新意识的核心素养;通过评价乙醇作为溶剂配制溶液带来的安全问题，培养学生科学精神和社会责任的核心素养。

综上，该项目以“魔法圣诞树”为载体，引导学生在解决问题时不断产生求知的需要，不仅符合学生认知发展规律，让知识的学习由浅入深;也能帮助学生构建系统、完整的知识模型，落实三维目标。

二、项目的学习目标

合理的学习目标是实施项目的指挥棒，也是完成项目式学习的有力保障，因此在实施项目之前需要弄清楚学习目标是什么，如何证明目标达成和实现学习目标。结合课程标准的要求，笔者设计了如表2 的项目实施框架1。

三、项目的学习流程和设计框架

项目设计是教师教学思路的具体体现，也是学生学习过程的反映。好的项目设计在落实学习目标上有着举足轻重的作用。基于以上学习目标，笔者设计了如图2的项目学习流程和表3的项目实施框架2，以帮助学生开展项目式学习。

四、项目实施过程

第一课时：任务一    初步认识“魔法圣诞树”的构成和原理

环节一：情境导入

活动1：观看“魔法圣诞树”包装袋的说明，回答问题1“‘魔法圣诞树由哪些材料构成？”用市面售卖的材料完成“魔法圣诞树”的制作。

活动2：查阅有关“魔法圣诞树”的资料，回答问题2“纸树开花的原理是什么？”

【设计意图】培养学生观察和获取信息的能力，学会合作学习。

环节二：认识溶液

活动：对比生活中常见的液态混合物和“魔法圣诞树”中的液态混合物，判断混合物的类型并总结其特点。

【设计意图】通过对比生活中常見的液态混合物，认识溶液。

环节三：理解溶液的形成

活动1：通过实验向烧杯中加入约20mL水，向其中慢慢加入磷酸二氢钾，回答问题3“溶液是怎么形成的？”

活动2：用不同符号表示微粒，将物质扩散到水中的过程画出来。

【设计意图】通过物质扩散到水中的宏观现象，联系微粒运动的示意图，引导学生学会透过宏观现象分析微观本质。

活动3：借助电导率测定仪，检测随着时间推移磷酸二氢钾溶于水时，溶液各位置的电导率情况。

活动4：修正刚才的微粒运动示意图。

【设计意图】借助电导率测定仪，将物质扩散到水中的微观现象可视化，帮助学生理解溶液具有均一性、稳定性，消除学生迷思概念，突破学习难点。

环节四：认识溶液的组成

活动：分析不同液态混合物的形成，总结其组成成分。

【设计意图】从生活中常见的液态混合物入手，分析不同混合物的特点，深刻体会溶质是被溶解的物质，避免产生“溶质就是加进溶剂的物质”的错误认识。

第二课时：任务二    配制“魔法圣诞树”的溶液

活动1：向20 mL的水中不断加入磷酸二氢钾，观察现象，并回答问题“一定量的溶剂可以无限制地溶解溶质吗？”

【设计意图】通过实验，体会一定量的溶剂不能无限制地溶解某种溶质，并启迪学生思考“如何增大一定量的溶剂所溶解的物质质量？”

活动2：回答问题5“有哪些方法可以增加物质溶解的质量？”并通过实验验证。

活动3：查阅资料，判断活动1的溶液状态经历了哪些变化，判断活动2的溶液状态在哪些条件下会发生改变。

【设计意图】创设情景，引导学生初步认识溶解度，并学会判断溶液状态。

第三课时：任务二    配制“魔法圣诞树”的溶液

活动1：查阅资料，找出在一定量的溶剂中，不同温度时磷酸二氢钾的溶解度。

活动2：回答问题6“室温下，配制一杯饱和磷酸二氢钾溶液时，需要计算哪些物质的质量？”

活动3：小组合作实验，并回答问题7“如何配制一杯饱和的磷酸二氢钾溶液？配制过程需要注意哪些事项？”

【设计意图】通过定量分析溶液，使学生的思维从质到量有飞跃性地提高。

第四课时：任务三    探究“魔法圣诞树”溶液溶质的选择因素

活动1：查阅化学下册课本第37页，观察常见物质在水中的溶解度曲线。

活动2：分析溶解度曲线，回答问题8“哪些物质可以代替磷酸二氢钾用于配制溶液？为什么？”

学生分析不同物质的溶解度，认为如果室温下，物质的溶解度大于磷酸二氢钾的溶解度，当溶剂蒸发时，析出的溶质更多，晶体更多，现象可能会更明显，但可能存在纸片吸液效果不好;如果室温下，物质的溶解度小于磷酸二氢钾的溶解度，虽然溶剂蒸发，析出的晶体更少，但可能毛细现象更好，纸片吸液效果更好。因此分析哪种物质可以代替磷酸二氢钾，需要考虑纸片吸液效果和结晶效果，于是选定室温下溶解度在磷酸二氢钾溶解度附近的硝酸铵、硝酸钾、氯化铵、氯化钠等物质进行研究，其选定物质的溶解度曲线见图3。

活动3：用硝酸铵、硝酸钾、氯化铵、氯化钠、磷酸二氢钾这几种物质配制饱和溶液。

活动4：将不同的溶液浇注到纸树上，观察结晶情况，并回答问题“哪种饱和溶液用于制‘魔法圣诞树更好？”学生实验情况记录见表4。

第五课时：任务三探究“魔法圣诞树”溶液的溶质选择因素

活动1：根据第四课时活动4的实验现象，分析溶液的最佳配方。表5是学生整理得出的方案对比表。

通过实验分析和对比，学生认为如果为了让纸树开花效果更好，现象更美丽，可以选用结晶时出现针状固体的磷酸二氢钾饱和溶液;如果考虑到药品获取方便，价格低廉，可以选择结晶时出现颗粒状的氯化钠饱和溶液。为了让实验现象更明显，晶体更饱满，可以每隔一段时间补充溶液，让纸树反复结晶。

【设计意图】结合实践操作和理论学习，引导学生认识结晶，并产生“加快溶剂挥发或降低温度可使溶质从溶液中更易析出”的认识，为活动2的创新想法做铺垫。

活动2：用易挥发的乙醇做溶剂，将生活用品樟脑丸磨成粉，溶于乙醇配制成溶液并浇注在纸树上，观察现象。

通过实验，学生否定了用乙醇代替溶剂水的方案，主要原因有三个，一个是能溶于乙醇的物质比较少，一般是有机物;一个是当溶液浇注到纸树上时，由于空气中有水蒸气，樟脑的乙醇溶液遇到水就会产生白色固体，其原理是乙醇浓度变稀，不溶于水而溶于乙醇的樟脑就会析出来。当底座溶液表面和纸树都出现白膜时，会影响毛细现象，降低纸片吸液效果;另一个是无水乙醇易挥发，且氧化性强，具有可燃性，使用过程应该注意避免与皮肤直接接触，注意避免明火;若使用不当，容易造成安全事故。

【设计意图】通过提出想法，实验验证，再否定想法的过程，可以让学生明白实验是检验真理的唯一标准，从而培养学生严谨求实、善于通过实验验证猜想的科学精神;同时，可以引导学生利用知识解决与化学有关的问题。

第六课时：任务四完成“魔法圣诞树”的制作

活动1：根据最优实验方案，配制磷酸二氢钾饱和溶液或氯化钠饱和溶液，自制魔法圣诞树。

活动2：制作不同的纸片造型，自制趣味实验玩具。

学生把纸片做成了蒲公英、帽子、孔雀尾巴、裙子等造型，让晶体在表面析出，呈现另一幅美丽的画面。

【设计意图】通过对圣诞树造型的改进，融合了化学与美术学科的特点，培养了学生的创新精神和实践能力。

五、项目实施效果

1.学生的收获

学生通过自制“魔法圣诞树”的项目式学习，不仅掌握了溶液的相关知识，还锻炼了化学基本实验操作技能，對溶液在人类生产生活中的重要作用有了深刻的认识，感受到了化学与生活的密切联系和化学的无穷魅力。在探究哪种溶质的溶液制作“魔法圣诞树”效果更好时，学生的逻辑思维能力和实验方案评价能力有了显著的提高，学科核心素养有了发展。在合作完成“魔法圣诞树”探究时，学生相互配合、互帮互助，加强了团队凝聚力，增强了合作意识。

2.教师的收获

通过本次项目的准备、落实和总结，教师对本班学生的学习风格有了更清晰认识，为今后的教学设计提供了学情依据。同时，通过项目的成功完成，教师感受到了学生对自己、对教师的认可，收获了教学成就感。在项目实施时，教师引导学生把关注点集中在溶液的配制和选择上，对纸片的选择谈得少之甚少，引起教师反思：是否可以引导学生联系物理的毛细现象，对纸片的种类进行探究，以贯穿不同学科知识的联系，更好地注重学生全面发展。

六、教学反思

1.情境创设生动有趣，寓教于乐促进发展

“魔法圣诞树”是当下儿童热衷的一款科学玩具，制作简单，现象明显，外形精美，很容易引起学生的学习兴趣和探究欲望。本次项目以自制（上接第15页）“魔法圣诞树”贯穿始终，将第九单元知识隐藏其中，让学生消除了被动学习的逆反心理;同时，本次项目以学生自评和互评为主，一改以往教师评价带来的恐惧感和紧张感，很好地缓解了学生学习的压力;在项目收尾时，学生自制“魔法圣诞树”，获得了精美的科学玩具，也收获了幸福感。如果教师能够借势发挥，让学生将第九单元的知识点以圣诞树造型进行总结，形成思维框图，则学习效果会更好。

2.重视化学核心素养培养，引导学生形成化学探究思维

本次项目着重以科学探究和实验活动展开学习，能够有效促进学生化学观念的建构和发展。在探究过程中，注重引导学生记录宏观现象，分析微观本质，并用微粒示意图外显思维过程，启迪学生从宏观和微观相结合的视角分析化学现象，培养了学生的变化观和微粒观。同时，通过不同方案制作“魔法圣诞树”，引导学生收集证据，进行方案分析和评价，培养学生的创新精神和绿色化学观念，落实培养化学核心素养的目标。如果教师能够启迪学生探究纸质种类对毛细现象的影响，将自制“魔法圣诞树”最优方案的探究延伸至课外，有利于学生的继续学习，使得科学素养的培养变得可持续。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准（2011年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2012.

[2]黄项宇.项目式学习在初中科学教学发展科学素养的实践研究[D].杭州：杭州师范大学，2018：10-11.

[3]陈美钗.微项目学习在化学复习课中的实践与思考——以初中化学“溶液单元复习”为例[J].福建教育学院学报，2020（6）：46-49.