基于真實(shí)情境的項(xiàng)目式教學(xué)設(shè)計(jì)*
——以“探秘膨松劑”為例

陳 岑

（無錫市新城中學(xué) 江蘇 無錫 214000）

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版）》指出，“真實(shí)、具體的問題情境是學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的重要平臺(tái)，也為學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)提供了真實(shí)的表現(xiàn)機(jī)會(huì)”。［1］項(xiàng)目式教學(xué)PBL（Project-Based-Learning）是一種建構(gòu)性的教學(xué)方式，教師將學(xué)習(xí)的任務(wù)項(xiàng)目化，指導(dǎo)學(xué)生基于真實(shí)情境提出問題，并利用相關(guān)知識(shí)與信息資料開展研究、設(shè)計(jì)和實(shí)踐操作，最終解決問題并展示和分享項(xiàng)目成果。［2］PBL 教學(xué)法的課堂主體是學(xué)生，學(xué)生設(shè)計(jì)并完成項(xiàng)目為任務(wù)，同時(shí)開展小組合作，提出并共同解決問題，學(xué)生通過課程學(xué)習(xí)解決實(shí)際問題的能力得到了一定提升，自主學(xué)習(xí)和小組合作能力也得到了一定的發(fā)展。

酸堿鹽是初中化學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，也是中考化學(xué)中的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，而酸堿鹽的化學(xué)性質(zhì)又是這部分的核心內(nèi)容。學(xué)生已經(jīng)對(duì)酸堿鹽的化學(xué)性質(zhì)有了初步認(rèn)識(shí)，但對(duì)這些知識(shí)的對(duì)比、整合、應(yīng)用很少自主關(guān)注過，缺乏完整的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因此在遇到實(shí)際應(yīng)用的問題時(shí)往往無從下手。本堂課采用項(xiàng)目式教學(xué)的模式，以“探秘膨松劑”為主題，幫助學(xué)生梳理研究物質(zhì)的基本方法，指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用研究物質(zhì)的一般規(guī)律，來鞏固和探究具體物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，達(dá)到學(xué)以致用的目的。同時(shí)在學(xué)習(xí)過程中，感受尋找規(guī)律的價(jià)值，從而增強(qiáng)科學(xué)學(xué)習(xí)的意識(shí)。

一、項(xiàng)目教學(xué)計(jì)劃

1.項(xiàng)目?jī)?nèi)容分析

本項(xiàng)目涉及科學(xué)探究與化學(xué)實(shí)驗(yàn)、物質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用、化學(xué)與社會(huì)·跨學(xué)科實(shí)踐等學(xué)習(xí)主題，通過探究膨松劑讓學(xué)生學(xué)習(xí)和鞏固碳酸鹽的某些化學(xué)性質(zhì)，并感受研究物質(zhì)的一般方法。《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》對(duì)此要求如下:“（1）形成化學(xué)觀念，解決實(shí)際問題。（2）發(fā)展科學(xué)思維，強(qiáng)化創(chuàng)新意識(shí)。（3）經(jīng)歷科學(xué)探究，增強(qiáng)實(shí)踐能力。（4）養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度，具有責(zé)任擔(dān)當(dāng)。”本項(xiàng)目參照課程標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，并達(dá)到一定教學(xué)效果。

2.項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo)

（1）通過廚房中膨松劑的探究，了解其作用原理，聯(lián)系生活實(shí)際，感受真實(shí)、有用的化學(xué)。

（2）通過實(shí)驗(yàn)探究、自主互助、交流討論等活動(dòng)，研究碳酸氫鈉化學(xué)性質(zhì)，初步學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并運(yùn)用實(shí)驗(yàn)完成探究，得出結(jié)論并解釋。

（3）通過真實(shí)情境，圍繞物質(zhì)性質(zhì)進(jìn)行探究，體會(huì)科學(xué)探究的一般過程與方法，構(gòu)建研究物質(zhì)性質(zhì)的一般思路。

3.項(xiàng)目任務(wù)與教學(xué)流程（如圖1所示）

圖1 探秘膨松劑項(xiàng)目教學(xué)流程圖

二、項(xiàng)目教學(xué)實(shí)施

1.情境引入

以一組紀(jì)錄片引入:筆者在廚房中第一次嘗試做饅頭，做出來的饅頭口味不佳，一次一次不斷地改進(jìn)，最終做出了松軟可口的饅頭。用“饅頭記”這樣一個(gè)故事情境引入，把問題放在學(xué)生熟悉的場(chǎng)景——廚房中，配上風(fēng)靡全國(guó)的熱門美食節(jié)目《舌尖上的中國(guó)》背景，一下子就抓住了學(xué)生，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.項(xiàng)目開展

（1）初探膨松劑

【任務(wù)1】探究作用原理。

【展示】第一個(gè)饅頭（面粉+水），讓學(xué)生捏一捏。

【教師】這個(gè)饅頭的問題在哪？

【學(xué)生】硬。

【教師】怎么讓它變好吃？

【教師】膨松劑:小蘇打。

【展示】第二個(gè)饅頭（面粉+水+小蘇打），再讓學(xué)生捏一捏。

【學(xué)生】軟了一些，大了一些。

【教師】為什么會(huì)變大呢？

【學(xué)生】產(chǎn)生了氣體。

【教師】推測(cè)碳酸氫鈉可能具有怎樣的化學(xué)性質(zhì)？

【學(xué)生】受熱易分解。

【教師】再觀察一下顏色。

【資料】饅頭發(fā)黃的原因。

【教師】堿性物質(zhì)是什么呢？

【學(xué)生】有可能是碳酸氫鈉。

【教師】利用廚房中的什么物質(zhì)可以改進(jìn)？

【學(xué)生】醋。

【展示】第三個(gè)饅頭（面粉+小蘇打+醋+水）。

【學(xué)生】變白了，還變大了。

【任務(wù)2】預(yù)測(cè)物質(zhì)性質(zhì)。

【教師】預(yù)測(cè)碳酸氫鈉有怎樣的化學(xué)性質(zhì)？

（3）受熱分解，生成氣體。

【任務(wù)3】實(shí)驗(yàn)和解釋。

【學(xué)生活動(dòng)一】根據(jù)你的預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。

【學(xué)生活動(dòng)二】學(xué)生分組實(shí)驗(yàn):

（1）驗(yàn)證碳酸氫鈉呈堿性；

（2）驗(yàn)證碳酸氫鈉與酸反應(yīng)生成二氧化碳。

【教師】碳酸氫鈉受熱易分解嗎?它會(huì)生成什么物質(zhì)呢？

【鏈接課本】教材中碳酸氫鈣的分解。

【教師】相同類別的物質(zhì)具有相似的化學(xué)性質(zhì)，請(qǐng)猜測(cè)碳酸氫鈉分解會(huì)生成什么物質(zhì)？該如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證呢?

“既是皇上要你照顧的人，怎能委屈住在西廂，明兒讓人家搬到東廂來吧。”我微微一笑，現(xiàn)在，我如此成全他，日后，他可會(huì)記得我的好，給我一條生路？

【學(xué)生】用澄清石灰水檢驗(yàn)生成的二氧化碳。

【教師演示實(shí)驗(yàn)】碳酸氫鈉受熱分解。

【教師】如何驗(yàn)證產(chǎn)物碳酸鈉呢？加酸之后通過什么現(xiàn)象檢驗(yàn)碳酸鈉的存在呢？

【學(xué)生】稀鹽酸，氯化鈣……

【教師】我們剛剛對(duì)碳酸氫鈉加熱了一段時(shí)間，能確保碳酸氫鈉完全分解了嗎？

如果沒有完全分解而是有殘留，加入酸后，可能存在的碳酸氫鈉會(huì)和酸反應(yīng)嗎？會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？

【學(xué)生】在可能有碳酸氫鈉存在的情況下不能用酸來檢驗(yàn)碳酸鈉。

【資料】稀氯化鈣溶液與碳酸氫鈉不反應(yīng)，但可以與碳酸鈉反應(yīng)，產(chǎn)生白色沉淀。

【學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)】檢驗(yàn)反應(yīng)后的固體中有碳酸鈉。

【任務(wù)4】解釋和結(jié)論。

【教師】通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證并觀察現(xiàn)象，你能對(duì)做饅頭過程中的現(xiàn)象進(jìn)行解釋嗎？

【任務(wù)5】建構(gòu)模型——研究物質(zhì)性質(zhì)的一般方法。

【教師】請(qǐng)回顧我們是如何一步步探究并獲得碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)的？

通過回顧之前的探究過程，師生共同梳理研究物質(zhì)性質(zhì)的一般方法，如圖2所示。

圖2 建構(gòu)模型——研究物質(zhì)性質(zhì)的一般方法

（2）再探膨松劑

【生活情境】超市中的調(diào)味品。

【任務(wù)6】提出問題:碳酸鈉可以做膨松劑嗎？

【視頻實(shí)驗(yàn)】碳酸鈉、碳酸氫鈉熱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)，堿性強(qiáng)弱實(shí)驗(yàn)，與酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)對(duì)比。

【知識(shí)拓展】上述實(shí)驗(yàn)中碳酸鈉與碳酸氫鈉均產(chǎn)生了不同的現(xiàn)象，對(duì)此你有什么啟發(fā)？

【學(xué)生】這些方法可以檢驗(yàn)碳酸鈉和碳酸氫鈉。

【教師】還可以用什么物質(zhì)的稀溶液來區(qū)分二者？

【學(xué)生】氯化鈣的稀溶液。

【教師】碳酸鈉受熱不易分解，但是在溫度達(dá)到1 744℃時(shí)可以分解，我們制作食品時(shí)不可能達(dá)到這個(gè)溫度。碳酸鈉堿性更強(qiáng)。因此饅頭發(fā)黃除了碳酸氫鈉殘留的可能性之外，還可能是什么原因？

【學(xué)生】生成了堿性的碳酸鈉。

【教師】綜上，碳酸鈉不能單獨(dú)做膨松劑，但是其可以與酸發(fā)生反應(yīng)，因此，我們可以在碳酸鈉中加入酸性物質(zhì)，就能產(chǎn)生蓬松作用。

3.成果分享

【知識(shí)介紹】復(fù)合膨松劑。

【學(xué)生活動(dòng)三】設(shè)計(jì)復(fù)合膨松劑。

【鏈接生活】市面上膨松劑的配料表。

【學(xué)生活動(dòng)四】選配膨松劑。

【教師】化學(xué)、生活、社會(huì)、人類進(jìn)步。

三、項(xiàng)目式教學(xué)反思

1.充分發(fā)揮化學(xué)核心素養(yǎng)的引領(lǐng)輻射作用，重知識(shí)積累，更重方法提煉。

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是一種建構(gòu)主義教學(xué)法，從傳統(tǒng)的學(xué)科知識(shí)入手轉(zhuǎn)變成從解決問題入手，通過實(shí)踐活動(dòng)、完成任務(wù)、解決問題等，將學(xué)生已學(xué)知識(shí)進(jìn)行整合來解決實(shí)際問題。解決問題需要的不僅僅是知識(shí)的積累，更需要的是方法的提煉。本項(xiàng)目對(duì)膨松劑中的碳酸氫鈉做了一番探究，由生活現(xiàn)象→猜想性質(zhì)→驗(yàn)證性質(zhì)→總結(jié)研究物質(zhì)的一般方法→繼續(xù)探究碳酸鈉，鞏固思路。由此，既加深學(xué)習(xí)和鞏固了碳酸鹽的化學(xué)性質(zhì)，又加強(qiáng)了學(xué)生研究物質(zhì)一般思路的培養(yǎng)。化學(xué)核心素養(yǎng)要求通過分析、推理等方法認(rèn)識(shí)研究對(duì)象的本質(zhì)特征、構(gòu)成要素及相互關(guān)系，建立認(rèn)知模型，并能運(yùn)用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，解釋現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展不同于單純地獲得知識(shí)或培養(yǎng)技能，而是要將習(xí)得的知識(shí)和技能轉(zhuǎn)化為各種做事的能力（即“素養(yǎng)”）。這符合當(dāng)前課程改革強(qiáng)調(diào)的“實(shí)踐育人”的基本理念。

2.充分研究和整合課程內(nèi)容，進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生通過項(xiàng)目學(xué)習(xí)獲得更多的收獲。

項(xiàng)目式教學(xué)由加拿大教育學(xué)家查德博士和美國(guó)教育學(xué)家凱茲博士正式提出后，2001 年開始在國(guó)內(nèi)推廣，在高職院校和本科院校應(yīng)用較為廣泛，但在中學(xué)階段應(yīng)用不多，實(shí)際教學(xué)案例很少。因此教師在設(shè)計(jì)項(xiàng)目式教學(xué)時(shí)，要開發(fā)一些具有特定功能的教學(xué)任務(wù)，形成學(xué)生需要完成的項(xiàng)目目標(biāo)，體現(xiàn)特有的課程價(jià)值。本項(xiàng)目以膨松劑這一生活中常見的物質(zhì)作為切入，結(jié)合教材碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)，進(jìn)行了一定的補(bǔ)充，探究了碳酸氫鈉作為膨松劑的作用原理。再對(duì)超市貨架上經(jīng)常與碳酸氫鈉放在一起的碳酸鈉這一物質(zhì)合理思維遷移，提出碳酸鈉是否也能做膨松劑這一問題，運(yùn)用已經(jīng)掌握的方法讓學(xué)生自主進(jìn)行設(shè)計(jì)并完成探究，解決了提出的問題。對(duì)初中生來說，可以開發(fā)一些生活生產(chǎn)實(shí)際與傳統(tǒng)學(xué)科教學(xué)相結(jié)合的項(xiàng)目，在真實(shí)情境中提出的問題是具有現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)的，以此作為項(xiàng)目式教學(xué)的內(nèi)容，為傳統(tǒng)學(xué)科教學(xué)提供新素材，不但有效彌補(bǔ)了教材的局限性，還可以讓學(xué)生以較熟悉的內(nèi)容感受項(xiàng)目式教學(xué)過程，體悟項(xiàng)目式教學(xué)成果。

3.充分利用多媒體技術(shù)手段，提高項(xiàng)目式教學(xué)課堂效率。

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)最為顯著的特點(diǎn)就是直觀、體驗(yàn)感強(qiáng)，學(xué)生能夠親歷知識(shí)形成的過程，了解其是如何應(yīng)用到生活生產(chǎn)中去的，但這往往耗時(shí)較長(zhǎng)，在有限的課堂教學(xué)中沒有足夠的時(shí)間去形成，因此，教師可以充分利用多媒體技術(shù)手段，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。在“再探膨松劑”環(huán)節(jié)中，探究過程是鞏固之前探究碳酸氫鈉能否做膨松劑的一般思路，因此在此環(huán)節(jié)中，實(shí)驗(yàn)都由筆者在實(shí)驗(yàn)室中錄制視頻完成，并應(yīng)用現(xiàn)代多媒體技術(shù)手段對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化，對(duì)實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵性步驟和結(jié)果進(jìn)行加強(qiáng)效果處理，這樣不但提高了學(xué)生活動(dòng)的效率，更能吸引學(xué)生的參與，激發(fā)學(xué)生的興趣。