初中化學項目式教學實踐探索
——以課例“探秘潔廁劑”的教學為例

■王 猛

一、教學背景

“酸”是滬教版九（下）化學“物質的性質與應用”主題中的內容。通過新課的學習，學生對酸的認識經歷了從個別到一般的進階過程。《義務教育化學課程標準（2022 年版）》（以下簡稱“新課標”）在內容上淡化了酸的概念，強調了酸的性質及應用，明確了素養發展的要求。項目式教學基于情境，圍繞真實問題的解決，進行目標整合，關聯并重構知識內容，引導學生在經歷完整的問題解決過程中建構大概念，培養高階思維能力，建構學科思想方法及認識方式。下面，筆者以“探秘潔廁劑”的相關實驗為例，淺談項目式教學在復習課中的相關應用。本項目可以分成三個環節：一是定性認識酸的組成與結構，并從分子、離子角度描述酸；二是通過實驗探究，定量測定潔廁劑中酸的含量；三是研究酸的目的與價值，時確潔廁劑使用注意事項。

二、教學目標

通過測定潔廁劑的酸堿性，了解并掌握酸堿指示劑檢驗溶液酸堿性的方法；通過自主設計實驗方案，探究潔廁劑的有效成分，形成“宏觀認識酸的性質→微觀探析酸的組成與結構→物質組成與結構決定物質性質”的嚴謹科學思維；通過對潔廁劑去污原理分析，學生初步建立分析真實化學情境的一般思路和方法，體會如何將實際問題轉化為簡單化學問題的過程，樹立正確使用化學用品的意識。

三、教學過程

在課堂導入環節，筆者提出以下問題：家庭衛生間常用的潔廁劑是如何清除馬桶上的垢狀物的？如何合理使用潔廁劑呢？我們應該從哪些方面了解它呢？

在此基礎上，提出項目驅動性任務：如果你使用潔廁劑打掃衛生間，如何設計使用方案呢？要合理使用潔廁劑，應該從哪些方面了解它呢？同時幫助學生拆解子任務：需要了解潔廁劑的成分是什么？清潔原理是什么？使用應注意哪些事項？

1.認識潔廁劑的成分

師：我們首先看一下說明書，說明書里面有這樣幾個關鍵詞組：“各類耐酸性陶瓷坐便器”“無機酸”“本品為酸性液體”，這說明潔廁劑顯酸性。請討論并設計實驗方案進行驗證。提醒：實驗方案應包括實驗原理、實驗用品、操作、現象和結論等。

實驗1證明潔廁劑里有酸的存在

實驗原理：紫色石蕊試液遇酸性溶液變成紅色，酚酞遇酸性溶液不變色。

實驗用品：紫色石蕊試液、井穴板、潔廁劑、滴管。

操作：取一滴管潔廁劑滴在井穴板上，然后滴上紫色石蕊試液。

現象：溶液變成紅色。

結論：溶液顯酸性。

師：請大家回顧常見金屬與稀鹽酸的反應，完成鎂條、鋅粒、銅片與酸反應的實驗。然后用拇指堵住管口，用火柴點燃，說一說稀鹽酸中存在H+的證據。

生：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，Mg+2HCl=MgCl2+H2↑，Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑，依據質量守恒定律，生成的氫氣中的氫元素來自HCl。

師追問：溶液中也有水，氫氣中的氫元素有可能來自水嗎？如何驗證呢？

生：和水做對比實驗就可以驗證了。

師：請分別用鋅粒、潔廁劑做實驗進行驗證。

結論：潔廁劑中含有H+。

師：潔廁劑中除了含有H+，還有哪些微粒呢？說說你的方案。

實驗2證明潔廁劑含有其他微粒

實驗原理：溶液中的氯離子能與硝酸銀溶液反應，生成白色的沉淀（氯化銀），該沉淀不溶于稀硝酸。硫酸根離子能與氯化鋇溶液反應，生成白色的沉淀（硫酸鋇），該沉淀不溶于稀鹽酸。

實驗用品：硝酸銀溶液、氯化鋇溶液、潔廁劑、井穴板、滴管。

操作：分別取一滴管潔廁劑于井穴板2、3號孔穴內，在2號孔穴內滴加1—2滴硝酸銀溶液，并滴加2—3滴稀硝酸，在3號孔穴內滴加1—2滴氯化鋇溶液。

現象：2號孔穴內有白色沉淀生成。

結論：潔廁劑中還含有Cl-，所以其中的酸為鹽酸。

師：潔廁劑為藍色。我們知道含有Cu2+的溶液呈藍色，潔廁劑中會有Cu2+嗎？請設計實驗方案進行驗證。

實驗3證明潔廁劑含有Cu2+

實驗原理：對比實驗，鐵與硫酸銅反應：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；鐵與潔廁劑反應：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑。

實驗用品：鐵釘、硫酸銅溶液、潔廁劑。

操作：在4、5 號孔穴內加入鐵釘，分別取一滴管潔廁劑、硫酸銅溶液于井穴板4、5號孔穴內。

現象：鐵釘表面都有氣泡生成，5 號孔穴內硫酸銅溶液顏色變淺，鐵釘表面有紅色物質析出，潔廁劑中有大量泡沫生成。

結論：潔廁劑中沒有Cu2+存在。

師：這種藍色叫酸性藍，在潔廁劑中作為警示劑，既可以協助稀鹽酸產生輔助作用，也能讓人看到后感到清爽。

2.探究潔廁劑中鹽酸含量

師：我國衛生潔具清潔劑國家標準規定，衛生間專用型的清洗劑，鹽酸溶質質量分數不得高于12%，以保護瓷磚表面不被過分腐蝕。你有哪些方法可以測出潔廁劑中鹽酸的含量？

生：可以通過測量潔廁劑與金屬反應生成氫氣的量來計算鹽酸的量，也可以通過測量潔廁劑與碳酸鈣反應生成二氧化碳的量來計算鹽酸的量。

師：請你說說實驗原理。

生：潔廁劑與金屬（或碳酸鈣）反應生成不溶于水的氫氣，通過排水法可以測出氫氣的體積，利用m=ρv求出氫氣質量，再求出HCl質量。

師：實驗時有哪些注意事項呢？

生：需冷卻至室溫后再讀數，讀數前需調節液面相平。

師：我們知道酸可以與碳酸鈣反應生成二氧化碳，堿石灰可以吸收二氧化碳，也可以吸收水。若用此裝置（圖1），請大家提出需要改進的地方。

圖1

生：生成的氣體不一定完全進入下一裝置，錐形瓶中也存在二氧化碳；堿石灰除了吸收二氧化碳還會吸收水，會導致結果偏大；空氣中的二氧化碳會進入堿石灰，也會導致結果偏大……

師：如何解決呢?請討論改進方案，并畫出示意圖。

生：可以利用圖2的裝置來檢測這瓶潔廁劑是否達標。

圖2

3.合理使用潔廁劑

師：潔廁劑為什么能夠起到潔廁的作用？閱讀資料卡片（圖3）。

圖3

師：馬桶里有紅色鐵銹，使用潔廁劑能除去嗎？請用化學方程式表示。

生：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O。

師：再看說明書，請大家討論為什么使用潔廁劑有注意事項。

生：（1）大理石主要成分是碳酸鈣，能與稀鹽酸反應；（2）酸有腐蝕性；（3）鹽酸具有揮發性；（4）2HCl+NaClO=NaCl+Cl2↑+H2O。

師：本節課，我們共同完成了潔廁劑的探秘，請談談你的收獲。

生：我認識了潔廁劑的成分，探究了潔廁劑中HCl的含量，知道了合理使用潔廁劑的方法。

四、教學反思

生活是最好的教學素材。本節課中，筆者基于新課標，整合相關資料，選取實物、特殊器具、潔廁劑等真實的情境素材，以認識潔廁劑的組成、結構、性質及應用為例，增進學生對科學探究的理解，發展了學生的核心素養。在實驗探究情境和實踐活動中，學生能根據問題需要，運用物質檢驗和性質探究等實驗探究的一般思路與方法，設計簡單的實驗探究方案；能對觀察、記錄的實驗現象和數據進行分析、處理，對實驗證據進行分析和推理，得出合理的結論；能用規范的語言呈現探究結果，并與他人交流、討論。

經過本項目的實施，從學生的課堂表現可以看出，進階型問題的設置、實驗的開放性探究以及教師與學生的互動都符合新課標提出的素養發展要求。一方面，進階性問題的設置能引發學生進行高階思維活動，主動構建知識體系；另一方面，教師的追問、評價和示范等行為，有效促進了學生用化學知識解決現實問題的能力，實現將項目式教學與復習課整合形成的真實問題解決的素養發展模式。