項目式學習在初中化學單元教學中的應用

林雅梅

摘要：結合教育熱點，采用項目式學習新模式，對人教版九年級化學下冊第九單元“溶液”的教學進行創新設計。教師設置如何自制“魔法圣誕樹”的問題情境，引導學生在制作中產生新問題，不斷尋求與溶液有關的新知，在實踐中了解學科概念，形成學科觀念，養成學科精神。

關鍵詞：項目式學習;溶液;魔法圣誕樹

文章編號：1008-0546（2022）03x-0011-05??? 中圖分類號：G632.41??? 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.03x.003

2011年版義務教育階段的化學課程標準提出，化學教育要激發學生學習化學的好奇心，引導學生認識物質世界的變化規律，形成化學的基本觀念[1]。項目式學習是一種新型的教學模式，指的是在真實生動的情境下，要求學生主動探究，解決問題，并在解決問題的驅動下掌握學科概念，獲得學科知識[2]，其學習方式能激發學生學習的興趣和欲望。本文以人教版九年級化學下冊第九單元“溶液”為例，以項目式學習模式開展教學設計，以下是筆者的實踐過程。

一、項目主題分析

第九單元“溶液”是課標中一級主題“身邊的化學物質”中的二級主題“水和常見的溶液”中的一部分[1]，屬于初中化學非常重要的一個概念，也是人們經常接觸的一種化學物質，它應用廣泛，意義重大。第九單元教學的課題內容和教材模塊見表1，該單元概念多、知識雜、內容抽象，不僅要求學生具備基礎的識記和計算能力，還需要具備一定的抽象思維能力。

在常規的教學中，教師一般是按照書本課題分配，一個一個課時進行教學。教師注重每個課題知識點的講解，卻易忽視每個課題知識的銜接性和結構的復雜性，造成學生獲得的知識碎片化、孤立化、雜亂化[3]。在學習本單元之前，雖然學生在日常生活中接觸了一些含水的溶液，但是對溶液的概念缺乏系統、科學地認識，也未能對其進行定量分析。

“魔法圣誕樹”是一種紙樹會開花的兒童科學玩具，其制作過程是將圣誕造型的紙樹插在底座上，向紙樹倒入某種溶液，放置一段時間，就可以看到紙樹上長出晶體，仿佛披上雪花的樹木。如果在紙樹的枝丫末端涂上顏料，還能看到長出五顏六色的晶體，美妙無比，制作過程見圖1。

自制“魔法圣誕樹”主要探究溶液的配制，主要涵蓋第九單元的核心知識：溶液的形成、飽和溶液和不飽和溶液、結晶、溶解度、溶解度曲線、溶質質量分數等;使用到的技能有：計算、稱量、量取、溶解等;涉及的學科核心素養有：通過溶液形成過程的分析，培養學生宏觀辨識與微觀探析的核心素養;通過一定量的溶劑溶解的溶質是有限的，培養學生變化觀念和平衡思想的核心素養;結合溶解度曲線和不同溶液澆注在紙樹上的結晶效果，進行方案的評價和選擇，培養學生證據推理和模型認知的核心素養;通過乙醇代替水的方案創新，培養學生科學探究與創新意識的核心素養;通過評價乙醇作為溶劑配制溶液帶來的安全問題，培養學生科學精神和社會責任的核心素養。

綜上，該項目以“魔法圣誕樹”為載體，引導學生在解決問題時不斷產生求知的需要，不僅符合學生認知發展規律，讓知識的學習由淺入深;也能幫助學生構建系統、完整的知識模型，落實三維目標。

二、項目的學習目標

合理的學習目標是實施項目的指揮棒，也是完成項目式學習的有力保障，因此在實施項目之前需要弄清楚學習目標是什么，如何證明目標達成和實現學習目標。結合課程標準的要求，筆者設計了如表2 的項目實施框架1。

三、項目的學習流程和設計框架

項目設計是教師教學思路的具體體現，也是學生學習過程的反映。好的項目設計在落實學習目標上有著舉足輕重的作用。基于以上學習目標，筆者設計了如圖2的項目學習流程和表3的項目實施框架2，以幫助學生開展項目式學習。

四、項目實施過程

第一課時：任務一 ???初步認識“魔法圣誕樹”的構成和原理

環節一：情境導入

活動1：觀看“魔法圣誕樹”包裝袋的說明，回答問題1“‘魔法圣誕樹由哪些材料構成？”用市面售賣的材料完成“魔法圣誕樹”的制作。

活動2：查閱有關“魔法圣誕樹”的資料，回答問題2“紙樹開花的原理是什么？”

【設計意圖】培養學生觀察和獲取信息的能力，學會合作學習。

環節二：認識溶液

活動：對比生活中常見的液態混合物和“魔法圣誕樹”中的液態混合物，判斷混合物的類型并總結其特點。

【設計意圖】通過對比生活中常見的液態混合物，認識溶液。

環節三：理解溶液的形成

活動1：通過實驗向燒杯中加入約20mL水，向其中慢慢加入磷酸二氫鉀，回答問題3“溶液是怎么形成的？”

活動2：用不同符號表示微粒，將物質擴散到水中的過程畫出來。

【設計意圖】通過物質擴散到水中的宏觀現象，聯系微粒運動的示意圖，引導學生學會透過宏觀現象分析微觀本質。

活動3：借助電導率測定儀，檢測隨著時間推移磷酸二氫鉀溶于水時，溶液各位置的電導率情況。

活動4：修正剛才的微粒運動示意圖。

【設計意圖】借助電導率測定儀，將物質擴散到水中的微觀現象可視化，幫助學生理解溶液具有均一性、穩定性，消除學生迷思概念，突破學習難點。

環節四：認識溶液的組成

活動：分析不同液態混合物的形成，總結其組成成分。

【設計意圖】從生活中常見的液態混合物入手，分析不同混合物的特點，深刻體會溶質是被溶解的物質，避免產生“溶質就是加進溶劑的物質”的錯誤認識。

第二課時：任務二??? 配制“魔法圣誕樹”的溶液

活動1：向20 mL的水中不斷加入磷酸二氫鉀，觀察現象，并回答問題“一定量的溶劑可以無限制地溶解溶質嗎？”

【設計意圖】通過實驗，體會一定量的溶劑不能無限制地溶解某種溶質，并啟迪學生思考“如何增大一定量的溶劑所溶解的物質質量？”

活動2：回答問題5“有哪些方法可以增加物質溶解的質量？”并通過實驗驗證。

活動3：查閱資料，判斷活動1的溶液狀態經歷了哪些變化，判斷活動2的溶液狀態在哪些條件下會發生改變。

【設計意圖】創設情景，引導學生初步認識溶解度，并學會判斷溶液狀態。

第三課時：任務二??? 配制“魔法圣誕樹”的溶液

活動1：查閱資料，找出在一定量的溶劑中，不同溫度時磷酸二氫鉀的溶解度。

活動2：回答問題6“室溫下，配制一杯飽和磷酸二氫鉀溶液時，需要計算哪些物質的質量？”

活動3：小組合作實驗，并回答問題7“如何配制一杯飽和的磷酸二氫鉀溶液？配制過程需要注意哪些事項？”

【設計意圖】通過定量分析溶液，使學生的思維從質到量有飛躍性地提高。

第四課時：任務三??? 探究“魔法圣誕樹”溶液溶質的選擇因素

活動1：查閱化學下冊課本第37頁，觀察常見物質在水中的溶解度曲線。

活動2：分析溶解度曲線，回答問題8“哪些物質可以代替磷酸二氫鉀用于配制溶液？為什么？”

學生分析不同物質的溶解度，認為如果室溫下，物質的溶解度大于磷酸二氫鉀的溶解度，當溶劑蒸發時，析出的溶質更多，晶體更多，現象可能會更明顯，但可能存在紙片吸液效果不好;如果室溫下，物質的溶解度小于磷酸二氫鉀的溶解度，雖然溶劑蒸發，析出的晶體更少，但可能毛細現象更好，紙片吸液效果更好。因此分析哪種物質可以代替磷酸二氫鉀，需要考慮紙片吸液效果和結晶效果，于是選定室溫下溶解度在磷酸二氫鉀溶解度附近的硝酸銨、硝酸鉀、氯化銨、氯化鈉等物質進行研究，其選定物質的溶解度曲線見圖3。

活動3：用硝酸銨、硝酸鉀、氯化銨、氯化鈉、磷酸二氫鉀這幾種物質配制飽和溶液。

活動4：將不同的溶液澆注到紙樹上，觀察結晶情況，并回答問題“哪種飽和溶液用于制‘魔法圣誕樹更好？”學生實驗情況記錄見表4。

第五課時：任務三探究“魔法圣誕樹”溶液的溶質選擇因素

活動1：根據第四課時活動4的實驗現象，分析溶液的最佳配方。表5是學生整理得出的方案對比表。

通過實驗分析和對比，學生認為如果為了讓紙樹開花效果更好，現象更美麗，可以選用結晶時出現針狀固體的磷酸二氫鉀飽和溶液;如果考慮到藥品獲取方便，價格低廉，可以選擇結晶時出現顆粒狀的氯化鈉飽和溶液。為了讓實驗現象更明顯，晶體更飽滿，可以每隔一段時間補充溶液，讓紙樹反復結晶。

【設計意圖】結合實踐操作和理論學習，引導學生認識結晶，并產生“加快溶劑揮發或降低溫度可使溶質從溶液中更易析出”的認識，為活動2的創新想法做鋪墊。

活動2：用易揮發的乙醇做溶劑，將生活用品樟腦丸磨成粉，溶于乙醇配制成溶液并澆注在紙樹上，觀察現象。

通過實驗，學生否定了用乙醇代替溶劑水的方案，主要原因有三個，一個是能溶于乙醇的物質比較少，一般是有機物;一個是當溶液澆注到紙樹上時，由于空氣中有水蒸氣，樟腦的乙醇溶液遇到水就會產生白色固體，其原理是乙醇濃度變稀，不溶于水而溶于乙醇的樟腦就會析出來。當底座溶液表面和紙樹都出現白膜時，會影響毛細現象，降低紙片吸液效果;另一個是無水乙醇易揮發，且氧化性強，具有可燃性，使用過程應該注意避免與皮膚直接接觸，注意避免明火;若使用不當，容易造成安全事故。

【設計意圖】通過提出想法，實驗驗證，再否定想法的過程，可以讓學生明白實驗是檢驗真理的唯一標準，從而培養學生嚴謹求實、善于通過實驗驗證猜想的科學精神;同時，可以引導學生利用知識解決與化學有關的問題。

第六課時：任務四完成“魔法圣誕樹”的制作

活動1：根據最優實驗方案，配制磷酸二氫鉀飽和溶液或氯化鈉飽和溶液，自制魔法圣誕樹。

活動2：制作不同的紙片造型，自制趣味實驗玩具。

學生把紙片做成了蒲公英、帽子、孔雀尾巴、裙子等造型，讓晶體在表面析出，呈現另一幅美麗的畫面。

【設計意圖】通過對圣誕樹造型的改進，融合了化學與美術學科的特點，培養了學生的創新精神和實踐能力。

五、項目實施效果

1.學生的收獲

學生通過自制“魔法圣誕樹”的項目式學習，不僅掌握了溶液的相關知識，還鍛煉了化學基本實驗操作技能，對溶液在人類生產生活中的重要作用有了深刻的認識，感受到了化學與生活的密切聯系和化學的無窮魅力。在探究哪種溶質的溶液制作“魔法圣誕樹”效果更好時，學生的邏輯思維能力和實驗方案評價能力有了顯著的提高，學科核心素養有了發展。在合作完成“魔法圣誕樹”探究時，學生相互配合、互幫互助，加強了團隊凝聚力，增強了合作意識。

2.教師的收獲

通過本次項目的準備、落實和總結，教師對本班學生的學習風格有了更清晰認識，為今后的教學設計提供了學情依據。同時，通過項目的成功完成，教師感受到了學生對自己、對教師的認可，收獲了教學成就感。在項目實施時，教師引導學生把關注點集中在溶液的配制和選擇上，對紙片的選擇談得少之甚少，引起教師反思：是否可以引導學生聯系物理的毛細現象，對紙片的種類進行探究，以貫穿不同學科知識的聯系，更好地注重學生全面發展。

六、教學反思

1.情境創設生動有趣，寓教于樂促進發展

“魔法圣誕樹”是當下兒童熱衷的一款科學玩具，制作簡單，現象明顯，外形精美，很容易引起學生的學習興趣和探究欲望。本次項目以自制（上接第15頁）“魔法圣誕樹”貫穿始終，將第九單元知識隱藏其中，讓學生消除了被動學習的逆反心理;同時，本次項目以學生自評和互評為主，一改以往教師評價帶來的恐懼感和緊張感，很好地緩解了學生學習的壓力;在項目收尾時，學生自制“魔法圣誕樹”，獲得了精美的科學玩具，也收獲了幸福感。如果教師能夠借勢發揮，讓學生將第九單元的知識點以圣誕樹造型進行總結，形成思維框圖，則學習效果會更好。

2.重視化學核心素養培養，引導學生形成化學探究思維

本次項目著重以科學探究和實驗活動展開學習，能夠有效促進學生化學觀念的建構和發展。在探究過程中，注重引導學生記錄宏觀現象，分析微觀本質，并用微粒示意圖外顯思維過程，啟迪學生從宏觀和微觀相結合的視角分析化學現象，培養了學生的變化觀和微粒觀。同時，通過不同方案制作“魔法圣誕樹”，引導學生收集證據，進行方案分析和評價，培養學生的創新精神和綠色化學觀念，落實培養化學核心素養的目標。如果教師能夠啟迪學生探究紙質種類對毛細現象的影響，將自制“魔法圣誕樹”最優方案的探究延伸至課外，有利于學生的繼續學習，使得科學素養的培養變得可持續。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.義務教育化學課程標準（2011年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2012.

[2]黃項宇.項目式學習在初中科學教學發展科學素養的實踐研究[D].杭州：杭州師范大學，2018：10-11.

[3]陳美釵.微項目學習在化學復習課中的實踐與思考——以初中化學“溶液單元復習”為例[J].福建教育學院學報，2020（6）：46-49.