初中化學“溶液與酸專題復習”的項目式教學
——自制汽水*

易 容 包義才

（1. 南京市江北新區玉帶實驗學校 江蘇 南京 211512；2. 南京市金陵中學龍湖分校 江蘇 南京 211500）

一、項目內容主題分析

1.教學主題內容分析

《義務教育化學課程標準（2022年版）》指出，可以利用自制汽水作為項目式學習活動，發展學生多角度分析和解決實際問題，提煉研究物質性質的一般思路與方法，以及合作、實踐、創新等能力。［1］本節課是中考前關于溶液部分難點和酸的性質的一節綜合性復習課，主要內容包括檢驗溶液酸堿性和酸堿度的基本方法，知道酸性對人體健康的影響，酸的化學性質；溶液溶質質量分數的計算及結合化學方程式的定量計算；氣體溶解度的影響因素等。對于溶液中溶質質量分數的計算這一難點，經常采用的復習方式是利用往年中考試題進行精講精練、變式訓練，學生會覺得枯燥乏味而抵觸計算的訓練。對于酸的性質及溶液酸堿性的檢驗這一難點，經常采用例題講解、羅列性質、書寫方程式、訓練的循環模式，學生無法建構出物質類別與性質之間的對應關系并靈活應用，更無法對事實進行歸納概括、分析解釋認識物質的基本方法。針對這些困境，筆者嘗試利用課后小實驗設計一個項目“自制汽水”，選取學生生活中很喜歡的不同口味的碳酸飲料的配置與檢驗過程，通過預規劃項目、規劃項目、配置汽水并檢驗其性質提交探究報告等任務，從定性到定量、由類別到性質，由性質到應用，層層遞進，引導學生思維提升，將教學內容融入其中，達到綜合復習的目的。［2］同時也引導學生在復習相關化學知識的同時認識到酸堿性對人體健康的影響，對飲料的選擇有所判斷，了解長期飲用碳酸飲料對身體的危害，學會健康生活。［3］

2.學生思維水平分析

通過對本班32名學生的前置作業與交流，溶液溶質質量分數的計算及利用化學方程式計算，26人能夠正確書寫步驟并計算正確，6 人無思路。利用所給信息設計實驗方法：檢驗所制汽水的酸堿性及其化學性質3人沒有思路，25人能寫出簡單檢驗方法，4人能寫出4條以上要點，實驗方案的語言表達有困難，且對實驗方案缺失反思與評價。根據前置作業不難發現學生基于前期復習的結果及生活經驗去解決問題，但是與實際結果還是有差距的。在本項目中，從設計到實施再到反思，一步步引導學生的思維進階，將物質類別性質應用關聯起來。關于本項目學生已有知識和通過本項目想解決的問題列表如表1所示。

表1 “自制汽水”學情分析

表2 項目任務及教學流程

二、項目教學目標

（1）通過實驗探究汽水的化學性質，知道可以通過物質類別認識具體物質性質，了解觀察、實驗以及對事實進行概括、分析解釋等認識物質性質的基本方法，提煉研究物質性質的一般方法。

（2）結合檸檬酸與小蘇打發生的化學反應，形成性質決定用途的化學觀念，同時結合汽水酸堿性的檢驗、化學性質的探究結論結合資料信息得出長期應用汽水對人體危害形成科學的物質觀和健康觀；根據溶液溶質質量分數計算及化學方程式計算，體會定量研究在實際中的價值。

（3）在真實問題情境中，綜合運用化學學科知識及方法進行實驗探究，激發化學學習興趣，感悟嚴謹求實的科學態度，了解化學對社會發展的重要價值。

三、項目任務及教學流程

四、項目事實過程及學生學習成果

1.預規劃項目

【學生活動1】各小組根據教師提供的資料和信息，設計本組的配料表，部分小組的作品見圖1，在課堂上各小組與教師一起討論完善。

圖1 項目規劃預設計（學生）

【學生活動2】預測自制飲料的酸堿性，說明依據。

【學生活動3】設計實驗方案探究汽水的化學性質。

【學生作品】部分學生設計的實驗方案見圖2，課堂中各小組與教師一起完善。

圖2 項目方案設計（學生）

2.自制汽水

【學生活動1】提出配料表中物質質量怎么確定。

【情境】視頻：自制汽水。

【教師引導】自制的汽水也屬于溶液，如果我們按照500 mL飲料瓶中加入2勺白糖和適量的果汁，加入約1.5 g小蘇打，注入涼白開水充分溶解后至480 mL，假設此時溶液密度為1 g/mL，請大家計算該碳酸氫鈉溶液溶質的質量分數。

【學生】1.5 g/（480 mL×1 g/mL）×100%=0.31%。

【教師】繼續加入檸檬酸，小蘇打和檸檬酸混合后質量會改變嗎？

【學生猜想】（1）摻檸檬酸的小蘇打質量不要變；（2）由于是蘇打水，小蘇打與檸檬酸反應可能會產生氣體，質量可能會發生變化。

【提供信息】小蘇打是碳酸鹽，而檸檬酸是酸，兩者相反應，就會產生二氧化碳和檸檬酸鈉。檬酸和小蘇打反應的化學方程式是：

【教師】請計算與1.5 g 碳酸氫鈉反應需要檸檬酸多少克。

【學生活動2】設與1.5 g 碳酸氫鈉反應需要檸檬酸質量為x。

答：與1.5 g碳酸氫鈉反應需要檸檬酸1.14 g。

【教師】根據計算結果，請同學們就圖1所示的配料表，談談你的看法。

【學生活動3】A比較含糊，碳酸氫鈉質量不準確；B比較完善，沒有說明果汁的種類和質量；C沒有說明用量，無法實施。

【教師】一方面看配料種類的齊全性，另一方面要知道具體用量。

【學生活動4】根據完善后的配料表自制汽水。見圖3。

圖3 自制汽水

【學生活動5】相互品嘗評價自制汽水。

【學生】為什么我們自制的汽水不如市場購買的汽水好喝？

【教師】碳酸飲料（汽水）是指在一定條件下充入二氧化碳氣的飲料。果味型碳酸飲料指以香料為主要賦香劑，果汁含量低于2.5%，除了添加劑和配料的不同，二氧化碳含量（20℃時體積倍數）不低于1.5倍，我們在常溫常壓下是難以完成的，我們該用什么方法才能提高二氧化碳在水中的溶解度呢？

【學生】降低溫度或者增大壓強。

3.探究汽水的化學性質

【學生活動1】根據各自設計的方案，進行實驗，證據推理。

【教師】巡視指導學生分組實驗，統計展示小組實驗結論（表3）。有6個小組經過討論完善方案共達到4 種以上方法探究汽水的化學性質。得到結論，所配置汽水呈酸性，pH小于7，可以使石蕊溶液變紅，可以與活潑金屬反應，與碳酸鹽反應，與堿反應，與金屬氧化物反應等。

表3 各小組實驗方案及完成情況

【教師引導】有的小組雖然提出了很多方案但是為什么大部分沒有成功呢？

【學生】跟溶液濃度有關，溶液太稀酸性較弱；指示劑變色觀察不到是因為有的組加入有色果汁，無法觀察變色情況。

【教師】通過實驗你是否對飲用碳酸飲料有了理性認識。

【學生】破壞牙齒，導致骨質疏松。

【信息】碳酸飲料主要成分包括碳酸水、檸檬酸、白糖、香料，有些含有咖啡因、人工色素等。（1）喝碳酸飲料會越喝越渴，飲料含有大量碳酸物質，會促進水分排出，嚴重會導致脫水。（2）易造成肥胖，因為碳酸飲料中含有大量糖分。（3）易損傷牙齒，碳酸飲料含有大量酸性糖類產品，會對牙齒的牙根進行腐蝕。（4）影響消化，碳酸飲料含有大量二氧化碳很容易引起腹脹、腹痛，影響食欲。（5）飲量過多容易導致骨質疏松，碳酸飲料含有大量的磷酸，會潛移默化地影響骨骼。（6）飲量過多會導致腎結石，碳酸飲料含有大量咖啡因，是導致腎結石形成的重要因素。

【教師】看來汽水雖然可以給我們帶來夏日的清涼，但是為了身體健康并不適合長期飲用。

4.提交探究報告

各小組探究報告經過小組互評，教師評價不難發現：（1）學生的語言表達能力及實驗設計的完整性、準確性增強，初步學會了從定性和定量的視角研究物質的組成及變化，在真實的情境中復習了酸的化學性質；（2）經歷科學探究的完整過程后，報告內容的邏輯性增強，學生開展自主學習活動并與同伴合作、分享、反思、改進學習的結果；（3）用定量思維進行證據推理得出結論的過程可視化，學生根據信息進行檸檬酸加入量的計算，理解一般加入檸檬酸是過量的，猜測溶液呈酸性，從而進行進一步的探究。（4）學生對于溶液濃度對實驗影響有了進一步的認識，即使實驗失敗也能積極思考如何改進實驗獲得成功。（5）深切感受到化學的學習價值，有的小組在實驗結論中寫道“碳酸飲料雖然好喝但是對健康不利”，達成了“樹立科學物質觀、健康觀”的教學目標。

五、項目式教學反思及改進建議

1.豐富項目式學習的選題和設計

新課標對于項目式學習活動有許多建議，如何將其轉化為實際的教學設計有一定難度的，本節課以溶液配置為載體，除了復習溶液的相關知識外，還挖掘其酸性溶液的檢驗及化學性質的探究。在面臨中考沖刺，必要的習題訓練是必不可少的，學生覺得難度較高的都是探究類型的題目，完全可以將探究類試題改編成相應的項目研究內容，學生樂于接受并利用本節課模型加以解決，可謂事半功倍，這才是“少而精”的習題，達到舉一反三的效果，并能有效提高學生的思維能力。

2.課時限制可以利用微項目化實施

項目式學習往往需要較長的時間、跨度大量的信息收集和多學科的綜合應用，對于時間緊迫面臨升學壓力的初三學生沒有如此充足的時間與精力，因此將項目微型化、簡易化貼近專題的設計，保留其指向思維，將項目式學習與實際專題復習結合是非常有必要的。本課課時是比較緊張的，如果安排2～3課時可以進行更有效的大單元復習，將溶液、酸堿鹽的性質深入復習，對小蘇打和檸檬酸進行深入的探究和設計，學生會有更深的理解，學困生也能跟上節奏而非跟著其他學生單純地完成實驗。

3.項目式教學中注重教學評的一致性

教師作為組織者，最重要的任務是將評價的目標細化，明確重點及方向，根據不同的項目式實驗教學的內容設計評價維度與標準，接下來將評價任務交給同學、組長、對方組員，學生有理有據在發現別人不足的同時反思自己的缺陷，鼓勵學生在課后進行更多嘗試和設計，例如本節課課后作業時，對于加入不同果汁的汽水進行數字化實驗的測定比較酸堿度的差異，中和反應中酸堿度變化的實驗探究，激發學生持續測學習動力。在課前精心設計每個項目的學生評價內容與標準，進行學生評價并反饋。結合具體的項目內容，根據學生已有的認知水平、情緒情感，從六個維度確定具體的評價指標、評價者、評價方式等，在實驗教學中進行過程性評價及總結性評價（如表4所示）。

表4 學生項目化學習評價表