化學核心素養導向的項目化學習課堂教學

張玲帆

摘要：項目化學習的過程中，如何在課堂中落實化學核心素養，需要從學習方式、教學模式等方面改變。以“改進硫燃燒實驗裝置”為例，以“如何防止硫燃燒的產物外泄”“如何更好吸收瓶內二氧化硫”“如何檢測吸收情況”等驅動性問題開展討論，教師引導，幫助學生學會分析問題、解決問題，根據評價量表開展自評、互評、他評，在實踐中增強社會責任感，落實化學學科核心素養的提升。

關鍵詞：項目化學習;初中化學;創新實驗

文章編號：1008-0546（2022）02x-0055-03

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.02x.015

美國教育家杜威（JohnDewey）在1916年發表的《民主主義與教育》[1]一書中提出“從做中學”的教育原則，影響至今。教師要通過引導學生“做”，促使學生思考、學習新知，從而學得知識。學習的過程就是一個探索未知，并運用知識技能解決問題的過程。

《普通高中化學課程標準》提出化學學科核心素養。初中化學與高中教學內容雖有不同，但學科核心素養是互相滲透的，其中，課堂教學是滲透學科核心素養的主陣地。

《上海市義務教育項目化學習三年行動計劃》中提到，項目化學習是根據真實、富有挑戰性的問題，教師指導學生在一段時間內持續探究，嘗試創造性地解決問題，形成相關項目成果。

本文以“改進硫燃燒實驗裝置”一課為例，設計創新實驗裝置，探討化學核心素養導向的項目化學習課堂教學。課題出自于教材，又在教材的內容上有所延伸、拓展，加深學生對環境問題的關注，引導學生建立“綠色化學”的理念，增強社會責任感。

一、教材與學情分析

1.教材分析

“硫的燃燒”是上海教育出版社九年級化學上冊第二章第二節“氧氣的性質”中涉及的內容。本節課內容是對第二章第一節“人類賴以生存的氧氣”進行了延伸，在學習氧氣性質的同時，從宏觀現象和微觀角度使學生感受化學變化中反應物濃度與反應劇烈程度的關系。

2.學情分析

在學生之前的學習中，已經學習化學實驗的基本內容、空氣及氧氣的相關性質等知識。作為九年級學生，第一次接觸化學學科，有強烈的好奇心，從低年級的感性認知為主，轉變為理性認知為主的思維模式，初步具備了觀察、分析、推斷的基礎能力，為本節課探究學習提供了保障。借助頭腦風暴、小組討論和實驗事實分析，動手操作，培養學生邏輯思維能力、證據推理能力、動手能力和合作觀念。

二、項目的設計實施

1.項目目標設計

（1）核心知識

學生需知道硫燃燒的現象，理解“綠色化學”實驗原則，根據已有知識或資料綜合運用，進行組合遷移，并解決實際問題。學會相關裝置的使用及操作。

（2）關鍵能力

通過提出問題、設計實驗方案、動手實驗，掌握科學探究的一般方法;通過科學安全實驗，培養學生的實驗能力和安全意識。

體會科技、社會、環境之間的關系，感受化學科學精神，樹立珍愛生命，保護環境，珍惜資源的理念，逐步建立社會責任感，培養社會主義核心價值觀。

2.項目實施

（1）活動過程

在活動過程中，教師以“教材中的實驗”為背景

入項，引出了本節課的驅動性問題“如何防止二氧化硫逸出”，同學們進行分組討論、研究，針對所提出的問題查閱資料、篩選信息并小組討論，對每一次改進呈現出的問題進行改進、迭代，最終搭建一個較優的裝置。

1片段一

教學場景：教師按照教材中實驗，在敞口集氣瓶（分別充滿氧氣、空氣）中點燃硫粉，產生的有毒尾氣二氧化硫直接排放在了空氣中，聞到了濃重的刺激性氣味，這引起了同學們的關注。

學生產生驅動性問題：產生的二氧化硫是否對環境、人體有害？如何防止二氧化硫外泄？

教師展示新聞訊息：2017年4月，江蘇連云港二氧化硫泄漏40多人中毒。

學生進行頭腦風暴，討論得出：

由于裝置敞口，實驗產生的二氧化硫直接排放至空氣中，危害師生健康，故改為密閉裝置。設計了液封除毒氣集氣瓶，并輔以燃燒匙、單孔塞、藥匙，瓶蓋處加水使集氣瓶液封，阻止氣體外逸。進行實驗。

由于產生的二氧化硫有毒，而二氧化硫和二氧化碳都為酸性氣體，可以用水吸收產生的二氧化硫。

2片段二

教學場景：教師在第一次改進實驗后，開始進行硫燃燒實驗。同學們觀察到硫在氧氣中燃燒劇烈，瓶內壓強增大。同時，產生的二氧化硫被集氣瓶底的水逐漸吸收。學生反映依舊能聞到少量二氧化硫的味道。集氣瓶內二氧化硫遇水產生大量酸霧，瓶內二氧化硫并未完全吸收。

學生產生驅動性問題：如何更好地吸收瓶內二氧化硫？防止因氣壓增大造成的氣體外泄？

學生進行頭腦風暴，討論得出：

由于硫燃燒反應劇烈，使密閉容器內壓強瞬間增大，導致瓶蓋與水面脫離，使氣體逸出?？稍O計調節壓強的裝置，如改為雙孔塞、導管輔以氣球或密封袋。

由于二氧化硫在水中的溶解度較低，且容易與水形成酸霧，二氧化硫并不能完全溶解。查閱資料后得知，工業上用氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫，可仿照此法來吸收產物。

3片段三

教學場景：教師在第二次改進實驗后（圖1），硫在氧氣中燃燒劇烈，瓶內壓強增大，使密封袋變大，同時，產生的二氧化硫被集氣瓶底的2%氫氧化鈉溶液（滴有酚酞）逐漸吸收，最終，溶液吸收大量二氧化硫，酚酞仍為紅色。反應劇烈，密封袋先膨脹，后逐漸變小，再變癟。

學生產生驅動性問題：如何驗證二氧化硫吸收情況？且硫的點燃工序需要在空氣中進行，產生的二氧化硫一部分仍排于空氣中，能否在密閉空氣內“點燃”硫，使其全程在密閉裝置中反應呢？

學生進行頭腦風暴，討論得出：

a.可以利用放大鏡匯聚熱量，此外，若改變熱傳遞的方式，對流轉化為傳導，或許能在密閉容器中點燃硫，利用金屬的導熱性完成實驗。

b.酚酞遇堿性溶液變紅，氫氧化鈉及產生的亞硫酸鈉都為堿性，故酚酞不能用作反應進程的指示劑。不知是否有傳感器等設備進行二氧化硫/亞硫酸鹽的濃度檢測。

學生查閱資料：市面上有亞硫酸鹽電化學傳感器，但價格較高。除此之外，還有紙質的亞硫酸鹽檢測試劑，價格適中。根據使用說明，學生可以學習新型檢測手段，自行檢測。此外，家用的電飯煲底部鋪設了鎳鉻絲，通過電加熱的方法，將熱量傳導至容器中。裝置操作簡便，且安全無污染。

在老師的引導下，師生共同組裝搭建了一套以電加熱方式進行的硫燃燒綠色實驗裝置（圖2）。

3.項目評價

在項目化學習過程中，以小組的形式開展活動，并設立小組長、記錄員等小崗位，引導、帶領同組同學進行思維的碰撞，創意的激發，并開展以“團結協作、裝置創新”為主的小組自評、他評、師評的過程性評價，通過以表現性評價[2]為主評價，結合PTA（Pri?mary Trait Analysis）量表的使用，對學習過程進行反饋。此外，開展“核心知識，學習實踐”為主的總結性評價，通過紙筆評價，監測核心知識的落實，互相交流，以促進步。

三、反思

本節課從思考“如何防止硫燃燒的產物外泄”開始，不斷提出驅動性問題，通過小組頭腦風暴，進行實驗創新，通過項目化學習，學生進一步深入理解知識，勇于試錯，并不斷改進。通過小組合作，結合評價量表進行自評、互評、他評，增強了團隊意識和自我評價的能力。只是項目進程較短，在日常課中占比較低，單一一個項目無法充分激發學生的能力，項目化學習需要進一步延續。此外，缺少成果的公開展示，僅在課堂內進行了分享。

項目過程中，學生在思考問題時，通過高階認知帶動低階認知，在分析、推理、問題解決的高階認知策略實踐過程中，帶動了單純的組織、存儲、鞏固等低階認知策略實踐。夏雪梅博士提出，讓孩子成為心智自由的終身學習者[3]。通過項目化學習，引導學生產生驅動性問題，并進行一系列學習、思考、實踐、評價，在過程中充分提升化學學科核心素養。根據總結性評價看，教師的教學效果也有較好的反饋。通過項目化學習，使學生在“做中學”的基礎上，

發展“研中學”，在思考、認知、決策時，有創造性地解決實際問題，使學生獲得21世紀學習技能。

參考文獻

[1]約翰·杜威（John Dewey）（美）.民主主義與教育[M].北京：人民教育出版社，2001.

[2]周文葉.中小學表現性評價的理論與技術[M].上海：華東師范大學出版社，2014.

[3]夏雪梅.項目化學習設計[M].北京：教育科學出版社，2018.

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