學科素養視角下的項目式教學實踐

周莉敏

摘要：以“鈉鹽知多少”為項目學習主題，呈現了初中化學“鹽的化學性質”復習課的項目教學案例。基于學科素養視角，以鈉鹽的來源、鑒別、制備、測定和轉化為主線，開發了項目學習任務，在分析和解決真實的問題任務過程中，培養和發展學生的學科素養，充分實現學科的育人價值。

關鍵詞：鈉鹽;初中化學;項目教學;學科素養;教學案例

文章編號：1008-0546（2022）04-0077-04

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.04.016

一、問題的提出

項目式教學是指圍繞某一項目學習主題，以“問題化”和“情境化”為顯著特征，以培養綜合實踐創新能力為終極目標的教學方式[1]。基于項目式的教學過程圍繞目標展開，但絕不是為了完成目標，刻意追求課堂效率的傳統教學。部分教師在教學過程中，通常側重于知識的理解，加以適當的習題與變式，力求培養學生在理解基礎上運用知識解決問題的能力。但從學生角度，以這種方式習得的知識是缺乏生命力與活力的，這樣的課堂也很難真正煥發出學生內在的學習潛能。

朱志江等認為，化學學科素養的知識架構包括以“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”為核心的實體性知識;以“證據推理與模型認知”“科學探究與創新意識”為核心的方法性知識;以“科學精神與社會責任”為核心的意義性知識[2]。由此可見，缺乏知識，空談素養是華而不實的，素養與知識是密不可分的集合體。北師大王磊教授認為，項目式教學被認為是最具有核心素養融合發展效力的教學方式[3]。基于此，本研究從學科素養視角，對項目式教學展開實踐。

二、項目主題的分析

“鈉鹽知多少”是基于項目學習理論的初中課程“鹽的化學性質”的復習課教學案例。如何創設真實的情境，設計有驅動性的問題，在復習課階段幫助學生把習得的知識轉化為關鍵能力和必備品格，需要教師從素養角度對該內容進行研究。氯化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉是廚房中常見的三種鹽，無論在生活、人體健康，還是工業生產方面，都有著不可估量的作用。從物質結構角度分析，三種鹽溶于水中，會電離產生共同的金屬陽離子——鈉離子，因此它們都屬于鈉鹽，但是因為陰離子的不同，性質存在差異。以探究“鈉鹽”為主題的項目式教學，可以為發展學生“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認知”等素養打下基礎。比如：以“侯德榜制堿”為情境，通過設置驅動性問題，探尋三種鈉鹽的轉化關系，分析轉化中的物質成分與性質的“變”以及元素種類、原子種類數目的“不變”，培養學生的“變化觀念與平衡思想”素養。再如，了解侯德榜的經歷和貢獻，初步掌握侯氏制堿原理與生產過程，并嘗試對產品中鈉鹽的含量進行測定，有助于培養學生的科學探究精神與社會責任感，體現“立德樹人”的根本任務。

三、項目學習的教學目標

通過對項目主題的分析，結合化學課程標準，以提升學科素養為主旨，制定出項目學習的教學目標，具體包含以下三點：

（1）能從宏觀分類及微觀構成角度，理解物質存在“共性”和“個性”的原因，學會設計方案對鈉鹽進行鑒別。

（2）了解侯德榜制堿的發現歷程，初步掌握侯氏制堿原理與生產過程，并能結合工業流程，運用所學內容，從定量角度解決相關問題，培養嚴謹的科學探究精神。

（3）能通過對鈉鹽鑒別、制備、測定、轉化的學習，繪制鈉鹽的轉化模型，整合并構建知識網絡，培養模型建構與證據推理能力。

四、項目教學流程

項目學習的教學流程主要包括5個核心環節：鈉鹽的來源、鑒別、工業制備、測定以及轉化。具體內容及課時分配如表1所示。

五、項目學習過程

1.鈉鹽的自然界來源

[教師創設情境，提出驅動性問題1]茶卡鹽湖擁

有著美麗的自然風光，以其生產、旅游兩相宜的特點在青藏高原風光游中享有較高的美譽。你知道茶卡鹽湖周邊的工廠主要生產哪些鹽嗎？如何從自然界獲得氯化鈉、碳酸鈉兩種鹽？

[任務結果]學生根據已有經驗得出主要生產食用鹽，結合溶解度曲線，分析得到從自然界中獲取兩種鹽的方式是不同的。夏天溫度高，水分蒸發快，鹽水容易達到飽和而結晶析出，夏天曬鹽;冬天溫度低，碳酸鈉在水中的溶解度小，容易結晶析出，冬天撈堿。

[教師支持]啟發學生從兩種鹽的溶解度隨溫度變化這一角度展開分析，培養學生在陌生情境下運用已有知識解決問題的能力。

2.鈉鹽的鑒別

[驅動性問題2]從自然界中獲得的這兩種鈉鹽常溫下都是白色固體，且易溶于水。在實驗室中，如何鑒別這兩種鹽溶液呢？

[任務結果]學生從微觀離子共存角度，探討出方案，并選擇性地使用酚酞、稀鹽酸、氯化鈣、硝酸銀等試劑進行小組實驗：

[教師追問]實驗發現向裝有兩種無色鹽溶液的試管中分別加入少量的硝酸銀溶液，都產生了白色沉淀。運用硝酸銀是否無法鑒別這兩種溶液？如何進行進一步驗證？

[學生表現]向產生白色沉淀的兩支試管中，繼續滴加稀硝酸，振蕩。白色沉淀沒有消失，說明是氯化銀，對應的鹽溶液為氯化鈉;白色沉淀逐漸消失，且產生大量氣泡，說明沉淀是碳酸銀，對應的鹽溶液為碳酸鈉。

[教師支持]根據性質的不同進行物質的鑒別，是形成化學思維的基本要求。小組同學查閱資料，得到了關于碳酸鈉和碳酸氫鈉的相關信息（見表2），你能設計出鑒別兩種鹽的實驗方案嗎？

[學生表現]室溫下，分別取兩種固體溶于水中，測定pH值，pH值大的是碳酸鈉溶液，pH值較小的是碳酸氫鈉溶液。

[教師追問]直接測pH就可以嗎？完成對比實驗還需要注意哪些因素？

[學生表現]控制單一變量，保證濃度相同。各取等量的固體，加等量的水配制成溶液，用潔凈干燥的玻璃棒蘸取待測液于pH試紙上，半分鐘內與標準比色卡對照讀數，pH值較大的是碳酸鈉，pH值較小的是碳酸氫鈉。

[教師支持]結合碳酸鈉與碳酸氫鈉性質的相關信息，啟發學生設計鑒別兩種鹽的方案，培養學科思維能力。

3.鈉鹽-純堿的工業制備

[驅動性問題3]但是自然界中獲得純堿的量是有限的，而且純度低，遠遠不能滿足生產生活的需求，工業制備技術亟需研發。如何選擇原料呢？從哪些角度思考？

[學生表現]從可靠性（保證足夠的、穩定的原料來源）、經濟性（原料價格相對便宜）、合理性（對資源的綜合利用率較高）三個角度選擇制堿的最佳原料。

[教師支持]播放實驗室模擬侯氏制堿的視頻，帶學生感受純堿的制備過程，展示關鍵流程如圖1。

[教師追問，提出設計型問題]飽和氯化鈉溶液通入足量的兩種氣體后，為何會很快析出大量碳酸氫鈉晶體？

[學生表現]小組討論，從溶劑減少、生成物質量增多以及溶解度對比三個角度進行思考。

4.鈉鹽-碳酸鈉含量的測定

[驅動性問題4]工業上制得的純堿含有一定量的氯化鈉雜質，現有一瓶含少量氯化鈉的碳酸鈉樣品，如何測定樣品中碳酸鈉的含量？

[學生表現]將碳酸根離子轉化為沉淀或者氣體，比如加入過量氯化鈣溶液，測定反應生成的碳酸鈣質量;或加入過量稀鹽酸，測定生成二氧化碳氣體的質量或體積。

[教師追問，展開定量研究]某廠純堿樣品11g，逐滴滴加某濃度的稀鹽酸至不再產生氣泡為止，共用去稀鹽酸93.4g，反應后的溶液經稱重，恰好為100g。（假定反應產生的二氧化碳全部逸出，水蒸氣、HCl氣體揮發忽略不計），請測定該樣品中碳酸鈉的質量分數。

[學生表現]結合問題情境展開定量計算，培養嚴謹求實的科學精神。

5.常見鈉鹽的轉化

[驅動性問題5]通過所學內容，能否繪制出常見鈉鹽的相關轉化圖？

[學生表現]自主構建三種鈉鹽的轉化模型（見圖2），整合鈉鹽的性質、用途，培養變化觀念和轉化思想。

[教師總結]本節課，我們對氯化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉三種常見鈉鹽的性質進行了復習，這三種鈉鹽在生活與工業生產中，都有著非常重要的作用。碳酸鈉能否一步轉化為碳酸氫鈉呢？雖然目前學過的知識無法解決這一問題，但在很多材料中，都曾有介紹。請同學們查閱資料，課后再交流。

六、教學反思

化學學科核心素養只有在分析和解決真實的問題任務過程中，才能夠得到培養和發展。華東師大崔允漷教授認為，運用大項目設計課程，應該作為中學生重要的學習方式，普遍存在于學科學習中[4]。廈門市教育科學研究院江合佩教授認為，學科素養視角下的項目化學習主要包括核心知識的再建構、真實驅動性問題的創建、高階學習帶動低階學習、持續的學習實踐四個方面[5]。在理論研究的基礎上，本次教學實踐圍繞“鈉鹽”的來源、鑒別、制備、測定和轉化這一邏輯主線展開，對“鹽的化學性質”進行了多角度多層次的復習。教學過程中，通過設置基于真實情境的驅動性問題，喚醒學生的認知內驅力;通過分組實驗活動，培養學生的批判性思維與科學探究能力;通過自主構建轉化圖，發展學生的模型認知水平。

誠然，本次教學實踐也存在一些不足之處，比如：在課堂中，對有價值的生成性教育資源把握不夠靈活。在談到如何用硝酸銀鑒別氯化鈉和碳酸鈉時，有學生提出能否用稀鹽酸進一步檢驗兩種沉淀，教師此時不應草率回答，應該進一步引導學生思考鑒別的依據是什么，幫助學生歸納解決一類問題的方法，充分培養化學學科的思維能力。此外，由于時間、場地限制，有些項目的探究還不夠深入，未給予學生足夠的開放性。學生沒有親自動手操作，深入體驗侯氏制堿的關鍵流程，思維盲點就得不到充分的暴露，只有讓學生經歷探索的過程，才能真正將項目學習落到實處，充分實現學科的育人價值。

參考文獻

[1]盧小花.項目式學習的特征與實施路徑[J].教育理論與實踐，2020，40（8）：59-61.

[2]朱志江，倪娟.化學學科核心素養的知識組織和教學啟示[J].課程·教材·教法，2021，41（4）：125-130.

[3]王磊，陳光巨.外顯學科核心素養促進知識向能力和素養的轉化[J].化學教育，2019，40（17）：9-19.

[4]崔允漷.學習素養通過項目化學習培養[J].上海教育，2018（34）：18.

[5]江合佩.基于真實情境的項目式學習課程構建與實施[J].福建教育，2021（24）：26-29.