基于智慧课堂的初中化学项目式教学设计与反思

周抒

关键词：智慧课堂;初中化学;项目式教学;核心素养

一、问题的提出

随着“双减”政策的出台和实施，基于项目的学习越来越受到广大教育工作者的重视和青睐。项目式教学以项目驱动性问题为出发点，以学生为项目学习和执行的主体，在教师的整体把握和指导下，将学生学习置于有意义的“问题”情境里，使学生通过分析真实问题、完成项目任务来建构项目承载的科学知识和科学方法，同时提高学生解决问题的综合能力[1]。科技的高速发展，使课堂教学迎来了“互联网+”时代，逐渐迈入“智慧课堂”的模式，各项手持技术的使用，丰富了课堂，使课堂教学手段变得多样化，课堂教学策略也越来越精准化。

义务教育化学课程标准将初中化学教学内容设置成“科学探究与化学实验”“物质的性质与应用”“物质的组成与结构”“物质的变化与化学反应”和“化学与社会发展”五大学习主题，从主题内容上看非常适用于进行项目化学习。如何在初中化学课堂中处理好智慧课堂和项目化学习的关系？是我们必须直面的问题。以人教版九年级化学上册第六单元课题2“二氧化碳制取的研究”为例进行分析。

二、项目设计及实施过程

1.教学内容分析

学生之前学习了氧气的实验室制取与性质，已掌握了一些实验基本技能，对化学实验的学习产生了一定的兴趣，初步具备基本的实验操作能力。学生要分析能生成二氧化碳的化学反应，经过“确定实验药品”

“选择实验装置”“优化实验方案、进行分组实验”等过程，完成本项目的学习内容。

学生主动设计和优化实验方案，对于今后化学知识的学习有很大的帮助;引导学生根据药品性质、反应条件、气体性质等选择实验仪器，能培养学生严谨科学的态度和实验探究的一般方法。

2.教学目标

（1）通过任务1“如何选择实验室制取二氧化碳的药品？”了解实验室制取气体药品选择的一般方法，培养学生分析推理的能力。

（2）通过任务2“如何确定制取二氧化碳装置？”掌握利用已学知识进行类比学习的方法，构建确定实验室制取气体实验装置的模型。

（3）通过任务3“如何进行实验室制取二氧化碳的操作？”培养严谨的实验态度，养成规范的实验基本操作，初步形成“从个别到一般”的学习方法。

3.教學流程

教学流程见表1。

4.项目实施过程及学生学习成果

[课前预习]教师通过智学网发布任务链接。

①整理已学的能生成二氧化碳的化学反应（可以用化学方程式表示）;②总结实验室制取氧气的药品、反应条件和对应的实验装置;③梳理实验室制取氧气的主要步骤。学生及时完成并向学习平台上传课前预习任务。

[教师提出项目驱动任务]结合课前预习任务，如何在实验室制取一瓶二氧化碳气体？

[学生拆解项目任务]讨论并根据课前预习将教师提出的总项目进行拆解：①如何根据已学的能生成二氧化碳的化学反应，选择适合实验室制取二氧化碳的药品？②如何确定实验室制取二氧化碳的实验装置？③如何优化并确定实验室制取二氧化碳的实验步骤并完成实验？

任务1：选择实验室制取二氧化碳的药品[教师展示学生课前预习任务1]已学的能生成二氧化碳的反应主要有以下几类：①含碳物质的燃烧;②木炭还原氧化铜、氧化铁;③高温煅烧石灰石;④碳酸钠和稀盐酸反应。

[学生讨论分析]含碳物质的燃烧得到的二氧化碳不纯，也不好收集，可能还有污染;木炭还原氧化铜、氧化铁和高温煅烧石灰石，条件较苛刻，不易满足，同时也有污染;碳酸钠和稀盐酸反应较方便。

[教师演示]碳酸钠和稀盐酸反应，利用平板直播，引导学生观察实验现象（尤其是反应速率）。

[学生观点]反应速率太快，不适用于实验室制取二氧化碳。

[教师展示资料解决困惑]含碳酸根离子的化合物（如Na2CO3 、CaCO3）能与稀盐酸（HCl）或稀硫酸（H2SO4）在常温下反应生成CO2气体。

[学生观点]为避免反应速率过快，可以选择块状含碳酸根离子的化合物（如石灰石或大理石，选择理由：廉价）与稀盐酸或稀硫酸反应。

[教师进行演示实验]分别取2块石灰石与5 mL10%的稀盐酸或稀硫酸反应，利用平板直播，引导学生观察实验现象。

[学生观点]石灰石与稀盐酸反应放出气泡的速率适中，与稀硫酸反应开始时有气泡冒出，一会儿就停止。因此，实验室制取二氧化碳的药品为石灰石和稀盐酸。

[教师释疑]

[学生观点]CaCO3与H2SO4反应生成微溶于水的CaSO4，附着在石灰石表面，将石灰石与稀硫酸隔开，阻碍反应的继续进行。

任务2：确定实验室制取二氧化碳的实验装置[教师提出驱动性问题]展示实验室制取氧气的三种原理以及对应实验装置，结合学生完成的课前预习任务2，如何确定实验室制取二氧化碳的实验装置？

[学生观点1]气体制取的实验装置分为发生装置和收集装置。

[学生观点2]发生装置可以根据反应物的状态和反应条件确定，收集装置可以根据气体的性质（密度、溶解性）确定。因此，实验室制取二氧化碳的发生装置应选择“固液常温”型，收集方法采用向上排空气法（二氧化碳能溶于水）。

[教师追问]投影展示如图1所示的实验仪器，问：如何选择仪器和组装装置？

[学生活动]反应容器可选择锥形瓶、平底烧瓶和试管，双孔和单孔的导管都可以，若选择双孔导管需配套长颈漏斗。结合智慧课堂推送的flash动画，在线选择组装实验装置

[教师展示]利用平板展示学生在线组装的实验装置，引导分析其中的优缺点;实物展示如图2所示的实验装置。

[教师设置驱动问题]梳理、展示课前预习任务3：实验室制取氧气的实验步骤，实验室制取二氧化碳是否也可以参照制取氧气的实验步骤？

[学生观点]可模仿制取氧气的实验步骤，设计并优化得出实验室制取二氧化碳的步骤为：①按图组裝实验装置，检查装置的气密性;②先加石灰石，再加稀盐酸;③收集并验满二氧化碳;④检验二氧化碳。

[分组实验]根据实验步骤，完成实验。

[教师追问]二氧化碳的检验和验满与氧气的检验和验满有什么区分？

[学生讨论抢答]氧气和二氧化碳的验满：分别用带火星的木条和燃着的木条放在集气瓶口;氧气的检验仍然用带火星的木条，二氧化碳的检验需通入澄清石灰水中。

[教师设问]通过完成本项目，你能总结出实验室制取气体的一般思路和方法吗？

[学生观点]①确定制取气体的化学反应原理，在实验室条件下，选择什么药品以及通过什么反应来制取这种气体？②确定制取气体时应采用的实验装置，包括气体发生装置和收集装置;③验证制得的气体。

[课后评价，利用智学网推送课后练习]根据如图3所示实验装置图，回答有关问题。

（1）写出图中标有序号的仪器名称：① ，② 。

（2）实验室用大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳，反应的化学方程式为;制取二氧化碳优先选用的发生装置是，该装置与另一个可选用的装置相比，其主要优点是。

（3）装入药品前应进行的操作是。

（4）请写出一种检验收集二氧化碳的方法;若将收集到的二氧化碳气体倒入如图G所示的烧杯中，烧杯中的气球（内部为空气）将（填“上升”或“保持不动”）。

（5）用装置C制取气体，在反应过程中，用弹簧夹夹住导气管上的橡皮管，过一会儿反应就会停止，其原因是。

（6）若利用装置A加热高锰酸钾制取氧气，还需要进行的改进是。

三、教学反思

本项目的实施对象是九年级学生，他们学习化学系统知识的时间不长，所掌握的学科知识有限，化学学习的深度和广度有待提升。在项目实施过程中，学生自主对已学的氧气的相关知识进行归纳和整理，将类比的学习方法运用到项目学习的过程中，有利于化学知识系统化。学生整体参与度高，学习主动。

1.利用智慧课堂，实施精准教学

该项目在实施前，教师对教材和学情进行了充分的研读和研判，设置了3个课前预习任务，并通过智慧课堂推送给学生，学生及时完成课前预习任务，不仅能对已学知识进行梳理总结，为项目学习作知识铺垫，同时也能将自身的不足暴露出来，教师在收集、分析学生任务完成的结果和数据后，便于在项目实施时，适当调整教学策略，进行精准化教学。

2.拆解教学内容，建构知识模型

该项目的总任务是二氧化碳制取的研究，教师引导学生将其拆解为3个子任务，分别为“如何选择实验室制取二氧化碳的药品？”“实验室制取二氧化碳实验装置的确定”和“实验室制取二氧化碳实验步骤”，与3个课前任务对应起来。项目任务明确，环环相扣、层层递进。学生在教师引导下，有针对性地突破难点，完成项目任务，对实验室制备气体的一般过程和方法逐渐有了清晰认识，从个别到一般，逐步建立起气体制取研究的模型。

3.设置问题驱动，启发学生思维

在化学课堂中发展学生的学科核心素养，就是围绕化学课程内容，引导和组织学生积极参与实验探究、交流讨论、问题解决等多样化的学习活动，让学生在学习过程中自主获取学科知识形成学科观念[2]。在项目实施前和实施过程中，教师精心设计驱动性问题，开展学生活动、化学实验探究等，引导学生自主解决问题，不但能有条不紊地推进项目研究的深入，更能启发学生的化学思维。

四、结束语

在初中化学中实施项目式教学能改善传统化学课堂的缺憾，在融入智慧课堂后，能有效发挥智慧课堂的优势，疏通项目任务实施的关键环节，提升项目实施的完成度和效果，促进学生化学观念的形成和学科核心素养的提升。