基于真实情境的初中化学项目式单元复习教学实践——以“金属和金属材料”复习课为例

陈琼兰 许 燕 张贤金

（1.莆田市教师进修学院，福建 莆田 351100；2.莆田市外国语学校，福建 莆田 351152；3.福建教育学院化学教育研究所，福建 福州 350025）

利用项目进行单元知识复习，将学生置于一个完整而真实的情景过程中完成知识的再现，对培养学生的实践应用及迁移创新能力有独特的功能和价值。［1］相较于探究式教学，项目式教学直接指向真实而富有挑战性的问题，更偏向于在真实世界中根据存在的问题形成思维方式并运用思维技能来解决问题，形成具有凝结核心知识的指向驱动性问题解决的公开成果。［2］据此，作者以“科学探究假黄金真面目”为项目载体，以“科学鉴别假黄金”为项目学习成果，把“金属和金属材料”［3］的单元知识体系和学生的实验技能融合，使学生经历基于任务驱动的项目式学习过程，引导学生应用所学的知识解决生活问题。基于真实情境的项目式单元复习课，不仅能巩固所学知识，还能引导学生慧眼识“金”，体现化学学科价值。

一、项目内容分析

围绕探究假黄金真面目展开项目式教学，可以将“金属和金属材料”主题下多且零散的知识完整融合在项目活动里，形成具有较强逻辑关系的知识线。从而巩固教材知识，学会解决真实问题的具体思路和方法，明晰多角度认识物质的思路，形成完整的知识结构体系，验证并获取生活经验。

本项目的社会价值：随着科技的发展，锻造工艺的提升，合金的用途越来越广泛。市面上各种假黄金饰品可以达到以假乱真。如果能够深入探究假黄金的“真面目”，就能进一步树立正确利用金属资源铸造饰品的审美观和价值观。学科价值：假黄金涉及的金属包含《义务教育化学课程标准（2011 年版）》［4］要求的所有金属，能承载课标要求，有利于学生从学科角度深度认识金属和金属材料。教育价值：从生活问题中发现科学探究的切入点，关注金属材料与社会发展的关系，有利于拓宽学生的视野。学生价值：明确化学来源于生活服务于生活，感悟物有所值的道理，在物欲横流的市场上理性消费。

二、项目教学目标

学科素养的发展需要精选学科知识并置于真实的学习情境中。［5］故此，本项目聚焦假黄金这个社会真实问题，学生通过探究假黄金的真面目来达到如下教学目标：（1）通过项目活动，构建金属元素性质的知识体系，进一步理解冶炼金属的原理和方法，学会合理利用金属资源，了解金属制品的防护。（2）掌握科学探究的原理和科学实验的一般步骤，增强探究实践能力，发展化学学科核心素养。（3）学会从化学视角认识并解决真实的社会问题，激发学习化学兴趣，增强社会责任意识。

三、项目任务及教学流程

充分考虑课时和初中学生的学习能力，把项目分解成5 个任务，并把任务1 移到课前完成。具体项目任务、教学活动及设计意图见表1。

四、项目实施过程

班级以小组为单位，5-6 人一组进行项目合作学习。

［教师］请根据课前查阅的资料信息及已有的知识经验，归纳假黄金包含的元素种类、共性和差异性。

［学生］假黄金一般含有铜、锌、银等，都为金属元素，在性质上有所差异。

表1 项目任务及教学流程

（一）环节1：小组代表汇报预设的实验方案及结论

［方案1］测量密度或掂量。黄金密度为19.3g/cm3［6］，Cu的密度为8.96g/cm3［6］，Zn的密度为7.13g/cm3［6］。假黄金较轻，密度偏小。

［方案2］观察颜色。黄金呈金黄色，色泽和谐，表面细腻，光亮鲜艳；假黄金颜色偏鲜艳、偏绿、偏黑。

［方案3］拿磁铁吸。磁铁只能吸引铁钴镍，吸引不了黄金。若被吸，则为假。

［方案4］稍用力扭转或用刀划或用牙咬。黄金延展性好，硬度小。假黄金的硬度大，不易被扭曲，刀划无痕，无牙印。

［方案5］将黄金样品抛掷到硬地上，仔细辨别发出的声音与回弹情况。若发声沉闷无明显回弹为真；若发出尖而响的声音且有明显回弹则为假。

［方案6］用酒精灯灼烧黄金样品，观察现象。若样品颜色变黑则为假，反之为真。

［方案7］将黄金样品放入稀硫酸（或盐酸）溶液中，观察现象。若有气泡产生，则为假，反之为真。

［方案8］将黄金样品放入CuSO4（或AgNO3）溶液中，观察现象。若有红色（或银白色）固体析出，则为假，反之为真。

（二）环节2：教师汇总并评估学生的预设方案

方案1 到方案5 是利用金属的物理性质进行鉴别。密度测量需要精密的测量仪器，掂量、观色、用力扭等物理方法较为主观，实际操作时，若没有严格的参照物，不够严谨，需要进一步获取更有力的证据。另一方面，假黄金中可能含有重金属成分，不宜用牙咬。方案5 更是适用于阅“金”无数的人，对于常人来说存在难度。方案6 到方案8 是利用金属的化学性质进行鉴别。利用金属活动性差异来设计实验，虽然对铜锌合金是可行的，但对于镀金、包金（色金）、锻压金等仿真度较高的假黄金是否能达到实验效果，需同学进一步探究实验。

（三）环节3：学生分组探究实验

每组1 个网购“假黄金戒指”，盐酸、稀硫酸、浓硝酸、硫酸铜溶液、硝酸银溶液、氢氧化钠溶液、烧杯、砂纸、滴管、酒精灯、镊子、托盘天平、量筒、小刀、磁铁、火柴、点滴板、废液缸等必需的实验用品，学生根据评价后的实验方案进行科学的实验操作，提醒学生注意实验的先后顺序，见表2。

（四）环节4：汇报实验成果并归类总结

1.总结实验设计规律。利用合金中不同金属（Zn、Cu、Ag）之间的活动性不同进行实验设计，进一步掌握金属的化学性质及置换反应中强制弱的规律，初步学会从微观视角分析金属活动性强弱与其原子结构及电子得失难易程度的关系。

2.归纳汇总鉴别结果。本项目探究所涉及的假黄金类别有二：一是铜锌合金，此类合金又分为锌含量偏少的，和锌含量多的。因此在科学鉴别假黄金的实验探究中，要综合考虑多种因素，如第1 组和第5组。二是包金，即在表面镀一层“色金”类物质，此类合金在利用金属的化学性质进行探究时应先除去表面物质，避免干扰，如第2、3、4 组。

3.实验延伸生活应用。通过本项目学习，同学们深刻认识到假黄金种类繁杂，生活中合金种类也是参差不齐，繁多复杂。通过真实情境探究各合金中成分金属的活动性特征后，明确了在生活中如何有效避免金属腐蚀和合理利用金属，真正提升学科核心素养。

表2 学生分组探究实验并汇报实验结果

4.交流讨论回收金属。学生通过查阅资料并交流讨论后得出：先把假黄金放在由浓盐酸与浓硝酸按体积比1：3 混合而成的王水里溶解，将所得溶液再用铁、铜等进一步置换可得到黄金。最后还主动将整个实验过程中得到的废液进行回收处理。图1 是回收到的金属银。

图1 回收到的金属银

五、项目教学反思

（一）知识重现得以落实

各小组基本能通过物理性质初步认识假黄金的特征（颜色、硬度、密度），并懂得利用金属的化学性质进一步探究。在探究实验过程中，不仅认识金属表面氧化膜的存在与意义，还能通过直观的反应现象，如加硝酸银溶液比加硫酸铜溶液反应现象更明显，进一步认识金属的活动性顺序。通过项目学习，不但完善了学生的化学知识储备量，同时提高化学素养和化学专业的自信感。

（二）学科素养得以提升

通过本项目的学习，学生不仅学会了利用课程知识解决实际问题的能力，还获得了目标以外的能力提升。同样1 个戒指，最多的小组能做5 次，最少的只做2 次。由此认识理论不一定与实践高度匹配，理论往往是高度理想化，只有通过真正的实践，才能发现实践中的一些不可控的因素，深刻体会到科学实验的重要性。只有真正学以致用，才能推动学习向纵深发展。本项目的学习，还能引导学生树立科学的物质观，谨记理性消费。

项目式学习作为学生亲历与体验的科学探究活动，有利于促进学生深度学习以及核心素养融合发展的综合优势。［7］为此，笔者总结了项目学习的一般过程及其对应的学科素养能力、认知水平发展之间的逻辑关系，见图2。

问题是成功学习的本源，活动是有效学习的基点，评价是智慧学习的保障。项目式教学是培养学生知行合一的有效手段，是走进高效课堂的“金钥匙”，而项目展示是解决学习内驱力的最好手段。笔者将继续挖掘更多有意义的项目活动，促使核心知识结构化，核心素养具体化，帮助学生更好地构建认知模型。

图2 项目学习的一般过程及其学科能力表现