新課標背景下項目化學習在化學主題復習中的應用

楊志月

摘要：將項目化學習應用于化學主題復習中，以社會性科學議題“汽車制造過程中產生的污染”為例，引導學生通過查閱資料了解污染源、科學實踐探究污染物，尋找汽車制造的綠色工藝。在一步步地調查與研究中培養學生的科學思維，提高對化學反應與社會發展關系的認識，建立綠色環保的發展理念。

關鍵詞：新課標；項目化學習；社會性科學議題

文章編號：1008-0546（2023）08-0071-03?? 中圖分類號：G632.41?? 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2023.08.015

一、問題提出

《義務教育化學課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）中對化學學科要培養的核心素養進行了進一步的闡述，也對化學課程提出了更為具體化的目標要求。[1]教師應當結合初中生的個性特點，充分認識到傳統課堂的弊端，站在以學生素養發展為基本點的角度進行教學。項目化學習因其具有學習過程的探究性，學習內容的跨學科性，評價形式的多樣性，成為一種以深度學習為導向的學習策略。項目化學習的實施，對提高學生的學科核心素養具有重要意義。

二、項目化學習

項目化（project）一詞由克伯屈最早應用于教育領域，并于20世紀90年代傳入中國。項目化學習指的是以學科的基本概念和原理為中心，通過團隊或小組形式，借助多種資源對現實生活中復雜、真實的情景進行探究，并在一定時間內解決一系列問題的探究性學習活動。[2]在項目化學習中，項目的提出尤為重要。“新課標”中，對初中化學各主題均提出了項目式學習活動。通過對比歸納不難發現，一個好的項目離不開“社會性科學”這五個字。只有將與學科相關的倫理、道德、環境等問題引入課堂教學，讓學生直面問題并參與決策，[3]才能有效激發學生的認知沖突和探究興趣，從而引領學生運用自己的知識和能力，對其作出正確的價值判斷，強化其社會實踐參與感，促進學生化學核心素養發展。

三、項目化學習在化學主題復習中的應用

本文中以社會性科學議題“汽車制造過程中產生的污染”為例，進行義務教育人教版初中化學主題四“物質的化學變化”的主題復習。

1.驅動性問題的提煉

為了減緩燃油汽車造成的尾氣污染，新能源汽車行業得到迅速發展。那么，是否當新能源汽車完全取代燃油車，就可以避免汽車對環境造成的污染呢？實際上，汽車在制造的過程中也會產生一定的污染物。瀏覽“某地居民投訴某品牌汽車工廠造成環境污染，導致兒童流鼻血”的新聞后，提問：如果請你來調查這件事，你會從哪些方面著手調查？

2.項目任務的分解

項目實施計劃由教師與學生共同制定，教師需要在學生闡述的觀點中，提取關鍵問題。例如汽車制造過程中為什么會產生污染？在該新聞中，具體是汽車生產的哪個流程產生的污染？污染物有哪些？污染物的排放標準等，對項目進行分解，得到項目任務。該項目的實施流程如圖1所示。

（1）項目任務一：了解污染源

通過查閱資料，了解汽車通常由發動機、底盤、車身及電氣設備四個部分組成，對汽車制造的污染來源進行猜測。通過新聞事實進一步了解到在此新聞中汽車污染主要來源于車身制造的“涂裝”生產線。

（2）項目任務二：探究污染源

通過查閱資料，小組合作進行總結歸納，最終得到“涂裝”生產線的部分工藝流程，如圖2所示。

活動一：剖析除銹過程

【資料】工業除銹劑一般為鹽酸。

【問題】除銹過程中發生的化學反應是什么？對除銹后水洗得到的溶液水洗①中存在的離子進行分析。

【小組討論】發生的化學反應：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；鐵銹是疏松多孔的，因此在除銹的過程中鐵必然會和鹽酸發生反應，因此一定存在 Fe2+。水洗后存在的離子可能有 H+，一定存在的離子有 Fe3+、 Cl-、Fe2+。

【問題】如何檢驗溶液中是否存在 H+？設計實驗驗證溶液中存在Fe2+。

【小組討論】總結：可根據酸的通性檢驗溶液中是否存在H+。

【學生】溶液中存在 Fe3+會對 Fe2+的檢驗產生干擾，無法通過看溶液顏色或加堿看沉淀顏色驗證溶液中存在Fe2+。

【資料】Fe2+在酸性溶液中，能和高錳酸鉀發生氧化還原反應，使高錳酸鉀溶液褪色。

【小組討論】設計實驗方案如圖3，并進行實驗，通過實驗驗證了溶液中存在Fe2+。

【方法總結】溶液中單一離子的檢驗方法：1.觀察溶液顏色；2.通過離子間有明顯現象的反應；3.利用現代化儀器：傳感器。

活動二：探究廢液成分

【資料】磷化是形成磷酸鹽轉化膜的過程，所形成的磷酸鹽轉化膜稱之為磷化膜。磷化的主要目的是給金屬提供保護，防止金屬被腐蝕，用于涂漆前打底，可增加漆層的附著能力。磷化廢水中主要有H+、PO工業上采用過量的熟石灰對磷化廢液進行預處理，并調節pH至10.5以上，以沉淀 PO

【問題】經過除銹和磷化兩步處理后最終得到的廢液中含有哪些離子？

【小組討論】經過分析得知：水洗①中存在 H+、 Fe3+、Fe2+、Cl-；水洗②中存在 OH-、Ca2+。其中H+、Fe3+、 Fe2+與 OH-不能共存，因此可以從溶液的酸堿性著手，來判斷溶液中存在的離子。

【問題】已知最終得到的廢液呈堿性，最終得到的廢液中存在哪些離子？

【學生】廢液中存在OH-、Ca2+、Cl-。

【問題】設計實驗一次驗證廢液中存在的OH-、Cl-？

【小組討論】通過堿的通性來檢驗 OH-，用 Ag+和 Cl-反應生成白色的沉淀來檢驗 Cl-。但是由于 OH-會對 Cl-的檢驗產生干擾，因此需先檢驗并完全除去溶液中的 OH-，再檢驗 Cl-。可以向廢液中加入酚酞試液，觀察到廢液變紅，證明含有 OH-，向原溶液中加入足量的硝酸將溶液酸化，然后滴加硝酸銀溶液，有白色沉淀產生，證明含有Cl-。

【方法總結】溶液中混合離子的檢驗方法：1.選試劑；2.排順序；3.定用量。

活動三：計算排放濃度

【資料】：過高濃度的 Cl-含量會造成土壤鹽堿化、植物生長困難，并危害人體健康；國家《污水綜合排放標準》GB8978-1996中，Cl-的排放標準≤300 mg·L-1。若向1 L含有氯化鈣（CaCl2）的廢液中加入1700 mg硝酸銀（AgNO3）恰好完全反應。請你通過計算判斷該廢液是否符合排放標準。

【學生】通過化學方程式的計算回答問題。

（3）項目任務三：尋找新工藝

【資料】汽車“涂裝”工藝流程中，污染和危害最大的是磷化產生的廢水及噴涂產生的含有苯與二甲苯等廢氣。

【問題】通過對汽車“涂裝”工藝流程的分析，可以如何有效保護環境？

【學生】結合所學知識和生活實際，提出可以對磷化成膜技術進行改進，使用環保水性油漆，用活性炭吸附廢氣等。

【問題】除了汽車車身的制造會產生污染，汽車的其他構成也會造成污染嗎？如何有效降低污染？

【資料】燃油汽車在行駛過程中會產生大量含有 CO、CO2、SO2等尾氣，對環境和人體健康造成極大的危害；新能源汽車的電池一般3-4年更換一次，電池中含有的銅、鉛等重金屬，若處理不當會在生物體內累積，破壞蛋白質和血紅蛋白的活性。

3.項目評價

可根據項目實施與成果展示環節中學生的表現，就參與度、社會性、探究性、完成度等進行自評或互評。通過評價反思，鞏固對化學反應相關知識的掌握，初步建立化學反應對社會發展重要性的認識，發展學生的綜合思維和核心素養。

四、結語

將項目化學習應用于初中化學主題復習中，可以很好地串聯主題內容，實現大單元教學，有利于知識的重構，提高學生運用知識解決實際問題的能力。項目實施的過程亦是交流討論，通過科學方法進行實驗探究的過程，有利于培養學生的化學學科核心素養。

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（2022年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2022.

[2]符愛琴，周曉燕.初中化學微項目化學習課程的構建研究——以項目“皮蛋的制作”為例[J].化學教學，2022（1）：32-37.

[3]鐘曉媛.新課標背景下初中科學課程中社會性科學議題內容解析與教學建議[J].中小學教材教學，2022（8）：11-15.