基于项目学习理论的化学平衡教学研究

康建峰

摘   要：化学平衡的思想贯穿于高中化学学科内容的始终，因此针对高中化学平衡内容的教学，教师应从培养学生核心素养这一角度出发。在新课标要求的指引之下，高中化学平衡内容教学更需要循序渐进，并且注重学科素养的融合，为学生打造平衡思想的知识体系。文章根据项目学习理论，在分析近几年全国理综化学试题中有关考察内容的基础上，阐述了化学平衡内容下“氨的前世今生”“氧化还原反应平衡移动”的项目教学设计思路，并提出了项目的几个教学目标、评价目标，力图借此提升学生对化学平衡内容的学习水平。

关键词：项目学习理论；学科素养；化学平衡

1  项目学习理论

项目学习主要由内容、活动、情境及成果构成。其中，项目学习的内容集中于生活性的化学问题，学生对于项目内容的学习首先应当满足完整性的条件，且是系统性的，对于学生而言要具有学习及探索价值。活动形式多种多样，可以是学生自主参与的学习活动，也可以是挑战性的学习游戏、比赛等，这些活动不但能提升学生的学习兴趣，还能够帮助学生更加创新性地学习化学平衡内容。学习情境的创建，能够更好帮助学生融入学习氛围，可以是小组、团队式的学习情境，这样的情境能够帮助学生深层次体会到学习效果。学习成果可以是课堂活动成果汇报，也可以是表演或者调查报告。通过项目学习，学生的团队协作能力、自主探究能力和创新性思维能力都将得到锻炼，对于其后期自我发展有着重要的意义[ 1 ]。

项目学习以“从做中学”为主要思想，展现的是一种全新的学习及教学模式。如图1所示，在这种模式中，学生需要经历选定项目、制定计划以及作品制作等一系列过程，因此学生可借助项目学习锻炼自主实践能力，锻炼认识、解决问题的能力，也能够提升其语言表达及组织管理能力。

2  化学平衡试题解析

反观近些年高中化学试题中的化学平衡考题，多集中于对学生化学反应影响因素、化学平衡转化、变化及移动原理应用等相关知识点的考查。具体学习目标为：（1）着重培养学生获取化学有效信息的能力；（2）通过加强学生对化学平衡内容原理的学习及应用，进而锻炼学生解决复杂化学问题的能力；（3）培养学生化学学科核心素养。前面几种学习目标，以最后一个为落脚点。在历年的考试真题中，对于化学平衡内容的考查，通常借助于真实的生活案例及问题来展开考试问题，而这些案例通常都是发生在学生生活实际中的化学问题，这种真实的化学考题取材能够更好重现、深化学生对于化学平衡内容的学习记忆，并让学生将已学知识更快调用出来，以解决考题中的化学问题，并培养学科思维[ 2 ]。

3  化学平衡教学设计

3.1  “氨的前世今生”项目教学设计

主要以氨这一化学物质为研究重点，通过四个教学环节来引导学生认识、探究及发现“氨的前世今生”，具体环节设置如图2所示。在教学设计中，主要按照氨的原来身份、氨的合成为基本设计路线，基于“氨的合成”的化学平衡实验，引导学生认识氨在工业合成及转化中所需要具备的条件、面临的困难、转化中使用到的设备装置等关键问题。

3.1.1  教学目标

（1）基于氮元素价类二维物质转化过程引导学生探究实验室合成氨的基本流程；

（2）引导学生认识实验室合成氨所必须的几个条件，同时为学生建立化学平衡的思想；

（3）借助于实验室合成氨的设计路线、设备装置的学习，提出实验过程中的一些困难，并引导学生更好认识化学平衡的学科思想，提升学生的学科思维并帮助其更全面认识化学平衡的学习价值。

3.1.2  评价目标

（1）借助于实验室合成氨设计流程、路线、存在的挑战及装置安全性的学习与思考，考查学生化学平衡、转化的认知；

（2）基于化学平衡的视角，通过研究实验开展的几个必须条件考查学生对化学反应的定量认知情况；

（3）通过认识实验室合成氨的装置设备，锻炼学生简单的实验设计能力，同时健全学生对化学平衡内容的研究视角。

3.1.3  教学流程

（1）情境引入。通过回溯历史知识，展示化学家发现氨的实验，加热氯化铵和石灰混合物从而发现氨，让学生写出化学方程式2NH4Cl + Ca（OH）2 = 2NH3↑+ 2H2O + CaCl2，并提出问题，如何从空气中获得氮肥，让学生通过书写氮肥的化学方程式，猜想假设实验路线：2NO + O2 = 2NO2 ，3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO，NH3 + HNO3 = NH4NO3 。

（2）优化合成氨的条件、设计合成装置

根据学生提出的不同方案：①N2（g） ＋ 3H2（g） = 2NH3（g）；②2N2（g） ＋ 3H2O（g） = 4NH3（g） + 3O2（g）。教师要从动力学角度引导学生选择更佳的合成氨的实验，通过寻找反应限度，让学生结合化学平衡常数设计如图3所示的实验步骤。

3.2  “氧化还原反应平衡移动”项目教学设计

对于“氧化还原反应平衡移动”的教学设计，主要借助于实验形式展开。如图4所示，教师可以设计重点包括虚拟和真实环境中的电池设计原理、平衡移动受影响的因素、原电池工作基本模型。重点考查及锻炼学生设立观点、验证观点与取证的能力，同时提升学生的逻辑思维水平。

3.2.1  教学目标

（1）对于“氧化还原反应平衡移动”的特点进行讲述，同时为学生初步阐述原电池工作模型；

（2）在真实和虚拟的实验环境之下研究氧化还原平衡移动，并探索平衡移动的影响因素；

（3）通过对碘的显色反应知识的延伸让学生认识到化学反应中细微变化发生的偶然性，并认识到化学实验的科学性。

3.2.2  评价目标

（1）借助于平衡可视化的实验设计，锻炼学生宏观辨识、微观探析、证据推理及知识迁移的能力；

（2）借助于平衡移动实验，锻炼学生认识化学反应、操作化学实验的能力；

（3）带动学生认知化学实验中各个细微变化的认知，提升学生对化学实验的科学认知。

4  总结

实验教学的教学设计都是基于项目学习理论，借用生活中实际化学反应，培养学生获取化学有效信息的能力，并通过加强学生对化学平衡原理的学习及应用，锻炼学生解决复杂化学问题的能力，引导学生从化学平衡角度优化反应速率、解决实际问题等，进而培养学生的学科素养，打造化学平衡的知识体系。

参考文献：

［1］ 汤春珍.分析高中化学中对化学平衡原理的巧妙应用[J].科学咨询（教育科研），2019（7）：122-123.

［2］ 赵雪，卢巍，逄金满.高中“化学反应原理”习题命制应注意的几个问题[J].化學教学，2021（9）：82-86.