項目式教學實錄課

張文輝

摘 要：本文以當下流行的自熱火鍋為課題，以新型教學模式——項目式教學為指導，充分調動學生的學習積極性和課堂參與感，學生通過發現問題，探索問題，解決問題一個具體項目的問題解決培養學生的主動思考的習慣、提高學生的協作動手能力，培養學生的學科素養。

關鍵詞：項目式教學 自熱包 發熱原理

一、項目式學習（Project-based Learning）

1.項目式學習含義：項目式學習（Project-based Learning），簡稱PBL，是一種以激發學生學習興趣為最佳驅動力，充分調動學生熱情去協力合作，運用各學科已有知識完成項目式探究的教學方式。組織學生以社團活動的形式，打破原有班級成員設置，學習內容不拘泥于教材，學習時間不局限于45分鐘，沒有苦戰題海，拒絕死記硬背，注重學習過程中學生科學素養的培養。學習興趣小組成員通過確定學習任務，提出項目課題，積極探討方案，合作、探究、情景模擬、實驗操作等完成一系列項目式學習任務，就是PBL;學生通過團隊協作完成項目，在共同學習的氛圍中產生思維碰撞的火花，通過目標的實現或問題的解決或項目的改進，最終呈現可視化成果，并對整個過程進行自我反思、自我評價和同伴評價，就是PBL;以項目為主線貫穿，教師為主導激疑，學生為主體探索的新型教學模式，強調促進學生獨立思考，自主探索，注重培養學生將知識融會貫通，提高解決現實問題的能力，就是PBL。

2.開展項目式學習的意義：信息共享時代，學習知識借助互聯網便可輕易完成。處于當代的教師除了傳授知識，更應讓學生懂得學以致用。為解決一系列項目式學習任務，學生能融合各學科知識并主動積極探索實踐，教師會積極思考如何讓學科內容變得密切相關的發現和創意，樹立處處留心皆學問，奇思妙想的學習觀;幫助學生樹立創造是第一生產力的理念，鼓勵學生的創新思維。營造富有激情、創意、積極實踐的學習氛圍。充滿激情有創意愿意實踐的師生通過分享自己的發現，設計項目，并精心設計課程和解決方案，一起動手操作，開展有針對性的教學活動，著重培養學生觀察、感知與實驗的技能，同時更加有趣，更容易讓學生理解，更能與生產生活實際相結合;教師經常與學生交流與本學科密以學生為中心，注重學生的協力合作，匯報展示。以一個個生活中常見的現象為具體的項目，在教學過程中實現項目問題的逐個解決，從而達到提升學生科學素養的目的^[1]。

二、項目選定——提出驅動問題

本節實錄課從學生感興趣的生活實例出發，選取當下走紅的自熱火鍋，從化學的角度探秘為什么不用電不用火就能吃上熱騰騰的火鍋。通過現實問題的提出，引導學生利用現有知識探索發熱反應原理^[2]。

三、項目實施——解決驅動問題

1.實驗準備：自熱火鍋，熱封機，無紡布袋，生石灰（氧化鈣），鋁粉、活性炭（吸附劑）

實驗器材：鐵架臺，電子天平，試管架和試管，燒杯，漏斗，蒸餾水，玻璃棒，濾紙，錐形瓶，廢液缸，錫紙盒，酒精燈

2.教學實施

階段一：成分探究

進入正式教學階段，教師先以自熱火鍋和自熱米飯圖片導入：本節課任務是探究自熱火鍋的發熱化學原理。

隨即教師現場展示自熱火鍋：自熱火鍋都分上下兩層，食用前將食材和底料放在上層，將加熱包放于下層，只需往發熱包上倒冷水（注意！不能用熱水！），便可反應發熱。溫度計測得溫度高達150℃以上，足以蒸熱食物。加熱蓋子上有一個出氣孔，使蒸汽能夠及時擴散，避免自熱火鍋內因壓強太大發生危險。從生活真實情景出發，激發學生的興趣，進入到項目學習情境。

教師提出第一個問題——“熱從何來”？引導學生討論：遇水能產生大量熱的物質有哪些？學生將思維集中在不需加熱就能實現的放熱反應上，大多數學生都會想到生石灰。得到教師肯定后，師生一起剪開加熱包，觀察發現：加熱包內是灰色的粉末狀固體。也就是說并不僅僅只有生石灰，“生石灰遇水反應發熱”是其中之一，應該還有其他物質。

每個小組分發加熱包內物質，各小組取少量該物質于試管中，加入適量水，學生小心觸摸試管底部，感受到明顯發燙，并發現試管底部有氣泡出現，產生無色無味的氣體，教師隨即拋出第二個問題“氣體是誰”。學生猜測有氫氣，氧氣，二氧化碳。教師讓學生再次討論，普遍認為在強堿溶液中二氧化碳被吸收，產生氫氣、氧氣的可能性最大，而氧氣的來源可以是過氧化鈉遇水反應，但過氧化鈉本身為淡黃色，與看到的灰色顏色不符，因此初步判斷該氣體是氫氣。隨后學生通過實驗驗證氫氣的存在。另取少量該物質于大試管中重新加水，收集氣體，做氫氣的爆鳴實驗，驗證猜想正確。

在證明是氫氣的基礎上引導學生思考：氫氣是從何而來？學生對主要成分進一步探究，在強堿性溶液氛圍中，哪些物質能生成氫氣？有學生提出鋁、硅能在強堿溶液中產生氫氣。但又有學生回答硅在自然界中無游離態只有化合態，所以鋁粉的可能性最大。除此以外，有學生回答道還有可能是鐵粉，因為鐵能與水蒸氣反應也會產生氫氣。教師引導學生分析，鐵與水蒸氣反應是一個吸熱反應，而加熱包是為了給外界提供能量，不希望能量有損耗;那么到底有沒有鐵粉和鋁粉呢？各小組學生從實驗的角度進行積極探究，并匯報如下^[3]：

1.探究鋁粉的存在：取自熱包與水反應后恢復常溫下的少量上層清液于試管中，逐滴滴加鹽酸，觀察到先出現了白色沉淀，隨后沉淀逐漸溶解最后消失。即證明有鋁粉存在。

2.探究鐵粉的存在：取自熱包粉末狀藥品少許于濾紙上，用磁鐵貼著濾紙底部移動，發現并沒有粉末藥品隨著磁鐵的移動而移動。即證明沒有鐵粉。

教師總結，該發熱包中含有鋁粉，會通過原電池反應緩慢的釋放熱量，類似“暖寶寶”的化學反應原理，結合生石灰與水反應放出大量熱的反應，既能保證食物快速煮沸后，又可以保持較長時間的加熱。

生活生產中化學藥品的用量遵循生產和節約并重原則，教師提出固相與液相的物質如何充分接觸并發生化學反應？有學生回答，需要吸附劑。

教師順勢給學生介紹常見吸附劑的種類：

（1）物理吸附劑包括非極性吸附劑，如活性炭，紙漿、滑石粉、硅藻土。如活性炭是一種優良的吸附劑，其內部有大量的微孔和空隙，表面積可達200-500m2/g。它對色素、細菌、熱原等雜質有很強的吸附能力，并且有助濾作用。極性吸附劑：如硅膠、氧化鋁，可去除親水性色素。

（2）化學吸附劑則利用化學反應進行吸附

該自熱包中就含有活性炭、硅藻土等典型的吸附劑成分，其疏松多孔的結構有利于各種有效成分附著。

階段二：小組展示

在師生共同探究出加熱包的主要成分后，各小組開始動手自制自熱包，調動學生動手操作的積極性。實驗以安全為主，教師要求學生在藥品的用量上慎重選擇，并要求學生在試管中先進行微量的試驗，以保證合適的比例。各小組分工協作，利用探究出的主要成分生石灰和鋁粉的不同用量比例去測量產生熱量引起溫度上升的情況。明確溫度不是越高越好，還要考慮到溫度上升的持久性。學生在動手過程中收獲了知識，實現了實驗探究與創新意識，證據推理與模型認知的教學目標。

階段三：教學評價

1.整體評價

教師在課堂最后總結本節課所學內容，將本節內容進行間接的回顧和梳理，讓學生整體體會到本節課的教學重點之所在，并對學生在課堂上的積極表現進行及時的肯定和鼓勵。

2.同伴評價與自我互評

在學生以小組為單位進行問題探討時，學生之間的思維碰撞和觀點交流便實現了同伴互評和自我評價，學生對問題的認知在交流過程中便實現了修正和升華，對自己和同學的思考問題方式和角度都有所評價。

3.教師評價

在學生回答問題時，教師對學生的贊同是對學生極大的鼓勵，而對學生思維的引導則是幫助學生拓寬思維的深度，在學生展示結果的過程中實現了教師評價，并且讓學生對自己的思維方式也有所認知，從而實現學生的自我評價。

階段四：補充說明

1.自熱包主要原理

（1）氧化鈣遇水后，會釋放出大量的熱量，容易發生暴沸，所以應進行防護。

（2）加熱包的兩種主要成分為氧化鈣和鋁粉，含量均在40%左右，屬于“遇水放出易燃氣體的物質和混合物”，根據聯合國關于《危險貨物運輸的建議書·規章范本》^[1]的分類標準 ，自熱火鍋在運輸中屬于“危險化學品”，在轎車等密閉的空間里或在使用過程中釋放的氫氣一旦遇到火源，如點煙，開空調，發動機等，都有爆燃隱患。使用時一定要注意安全。

（3）發熱包通常還有氫氧化鈉或碳酸鈉、氯化鈣、硫酸鎂等鹽分，主要是用來吸收滲入包裝內的微量水分，防止氧化鈣逐漸失效，同時在化學反應中起到輔助作用。

有的加熱包成分還含有鐵粉、利用鐵粉為負極碳粉為正極發生原電池原理以保證發熱的持久性。還有的加熱包為了使溫度能夠持續更長，使用了礦物材料蛭石來保溫。

2.使用注意事項

（1）自熱火鍋塑料包裝在盒身（多為盒底）循環的小三角里寫著數字5。使用的都是這種耐高溫的PP5塑料。要是沒有這標識，安全起見，建議同學們不要買。

（2）往發熱包上只能加冷水，不能加熱水。

（3）“自熱火鍋”包裝盒的蓋子上有一個透氣孔，加熱時要注意透氣孔敞開。

（4）加熱時，包裝底部溫度極高，整個過程注意安全，避免燙傷。

（5）自熱火鍋不能放入微波爐、烤箱加熱。

四、項目反思

項目式教學和傳統的照本宣科教學非常不同，學生處在現實的情景學習中產生興趣好奇，通過動腦動嘴動手思考交流合作探究等一系列項目式學習過程的推進去解決主題實施教學，從中學會表達和展示，最終有可呈現的作品能夠深刻理解主題。在這個過程中，學生需要搞清楚他們已經知道的、需要知道的以及如何獲得有助于解決問題的相關信息，學會協作完成項目的計劃和實施。項目式教學看重的是學生不僅僅能夠應用所學的學科知識，還要懂得如何在現實生活中將這些知識學以致用^[2]。老師要建立學生們敢于接受難題的自信心，并且在必要時拓展他們對問題的理解，同時鼓勵學生積極參與，肯定所有的思考和探索以及動手實踐都是有意義的。無論項目最終是否成功突破，對于學生來說都是一種寶貴的體驗和經歷。告訴學生沒有什么是唯一正確答案。在項目教學收尾時，引導學生進行深度反思也是提升學生思維縝密性的一個非常重要的環節。

參考文獻

[1]陳健.項目式學習漸成課改趨向[J].《教育》.2018，44.

[2]唐智松.探究式教學的基本原則[J].中國教育學刊，2001，（05）：16-19.

[3]劉力.探究式教學的探討[J].學科教育，2003，（10）：37-39+46.