構建真實情境的項目式學習教學實踐

仲小雨 王曉宇

摘 要：新課程標準的實施下，凸顯了化學課程的育人價值。本文基于項目式學習，以化學核心素養為導向，以木耳中鐵元素價態探究為例，探討了項目式學習在化學教育中的應用。通過對木耳中鐵元素價態的探究，加深學生對知識的理解，讓其掌握實驗操作技能。最后基于整個項目的實施，對項目式學習進行總結反思。

關鍵詞：項目式學習；真實情境；木耳；鐵及其化合物

一、研究背景

《普通高中化學課程標準》（2017年版2020年修訂）提出充分挖掘各學科課程教學對全面貫徹黨的教育方針、落實立德樹人根本任務、發展素質教育的獨特育人價值。為全面提升學生核心素養，將化學學習落實于實際，因此真實、具體的問題情境是學生化學學科核心素養形成和發展的重要平

臺[1]?；瘜W源于生活，卻高于生活，高中生的化學學習不應該局限在教科書和習題上，應改變傳統的刷題模式，思考真實情境下的化學知識，形成科學家的思維模式，像科學家一樣思考，將知識內化為學生的化學學科核心素養，有助于學生形成終身學習的能力。

以核心素養為導向，打破單一學科壁壘，實現多學科的融合教學，發展學習者終身學習的能力，以化學學科為載體融合項目式學習，落實化學學科核心素養[2]。突破傳統“填鴨式”教學的禁錮，教師創設真實情境，以學生已有學習經驗為背景，建構新的概念和技能，幫助學生更好地理解知識和技能，從而發展學生終身學習的能力[3]。

北京師范大學桑國元教授提出項目式學習聚焦深度學習與全面育人的價值觀[4]。選擇項目式學習，將具體的知識融入真實項目之中，讓學生思考積極的學習活動，從而發展學生的能力，培養學生“做中學”“做中思”的能力。項目式學習（Project Based Learning）是一種基于實際項目的學習方法，它強調學生通過實踐來學習知識和技能。在項目式學習中，學生通常會被分配到一個具體的項目，需要在一定的時間內完成該項目，并且需要在整個過程中不斷地進行反思和調整。這種學習方法可以幫助學生更好地理解和應用所學的知識，同時也可以培養學生的創造力、團隊合作能力和解決問題的能力。開展項目式學習對學生核心素養的形成和發展具有重要意義，多種形式下的學習方式和教學途徑，形成開放性的思維模式，不再局限于一個“答案”，對學生完成知識建構具有指導性作用。

項目式學習的項目驅動以真實情境為載體，項目從構建到實施到最后的結論，都是在潛移默化地幫助學生構建知識框架，把握知識脈絡，發展學生新的知識經驗，在真實情境中發展學生的核心素養，為學生終身學習能力的養成打下基礎。

二、項目式學習內容確立

（一）知識內容確定

真實情境的構建還原了化學學習的真實性和生活性，同時也在最大限度內提升了化學課程實踐性，實驗的實踐性對形成證據推理素養具有重要作用[5]。元素化合物知識的學習基礎是透過現象揭露本質，現象是化學實驗的顯性表示，將基礎實驗和生活實驗相融合，使化學學科知識不再是單一、無趣的，對于認識化學的實際價值有重要意義，有助于建立宏觀和微觀之間的聯系，促進學生對化學知識的深刻理解。

本次課題選取新人教版化學必修一第三章第一節《鐵及其化合物》為例，該節課主要是以復習課的形式進行呈現。首先，鐵及其化合物作為重要的元素化合物知識，在教材中發揮著重要作用，其一，是對氧化還原反應和離子反應理論模型的更深層次的認識，也是金屬元素性質研究的重要補充；其二，學生已經具備鐵及其化合物相關知識儲備，但是學生的知識是零散的，通過本次項目式學習，以氧化還原反應理論為基，搭建豐富鐵元素價態變化的橋梁，是深化學生理解金屬元素性質的方式之一。

其次，“鐵及其化合物”中不同鐵元素價態之間的轉化，讓學生認識到豐富多彩的鐵世界，回顧遙遠的“鐵器時代”，感慨赫赫有名的丹霞地貌，認識人體中重要的微量元素鐵，鐵元素的重要性不言而喻。如何將生硬的化學知識與生活常識進行融合，使學生置于真實的生活環境之中，更好地將知識與生活建立聯系，使知識不再是“死板”的，讓知識具有生活氣息?？蓪⑸畛ＷR融入課堂之中，使知識富有生活性，不再是冷冰冰的知識點。

最后，選擇《鐵及其化合物》這一節內容，通過實驗掌握“物質決定性質”重要觀念，同時通過實驗培養學生發現問題、思考問題、解決問題的能力，發展學生“實驗探究與創新意識”的化學學科素養。

（二）生活素材確定

在選擇實驗材料時，注重實驗材料的安全、健康且是生活常見的物質，故選擇了木耳。將生活中常見的食品“木耳”搬入化學課堂中，使化學課堂具有生活性的同時變得更加生動，不再是為了實驗而實驗，打破原有認知誤區，化學不是“高高在上”的，化學學科可以是“接地氣”的。選取生活中的物品，真正做到將學生素養發展融入課堂教學之中，以學生為本，注重化學課程的實踐導向，注重學生思維培養，像科學家一樣思考化學的價值。

選擇木耳作為本次研究對象的原因，第一，木耳是一種常見的食用菌類，木耳質地柔軟，口感細嫩，味道鮮美，富含蛋白質、脂肪、糖類及多種維生素和礦物質，有很高的營養價值，現代營養學家盛贊其為“素中之葷”。第二，木耳中含有極其豐富的鐵、維生素K，具有豐富的營養價值和藥用價值，木耳中鐵元素含量相比較其他蔬菜類含量較高，鐵元素是人體必需的微量元素之一，對于維持人體正常的生理功能和健康狀態具有重要的作用。因此，探究木耳中鐵元素的價態，了解木耳的營養價值和藥用價值具有重要的意義。

本次項目式學習設計主要是對黑木耳中鐵元素的定性檢驗，鐵作為高中重要的元素化合物知識，鐵及其化合物存在形式及價態變化具有十分重要的作用。首先鐵價態變化是對氧化還原反應理論的再認識，是知識理解的一次升華；其次鐵金屬元素的學習是對高中為數不多的過渡金屬元素的認識，是完善金屬元素學習方法的有效體現；最后通過鐵元素的不同物質之間轉化實驗，掌握基本實驗操作方法和理論，鍛煉了學生的實踐能力。

在整個實踐過程中，學生首先掌握Fe2+與Fe3+的轉化與檢驗，借助實驗學習深化對物質及其轉化的理解，強化氧化還原反應理論學習，學生在學習過程中，逐步形成元素觀、物質觀的重要化學觀點；其次提高實驗探究的能力和認識物質的水平，形成物質探究的一般思路，提升宏觀辨識與微觀探析、證據推理與模型認知、科學探究與創新意識的素養水平[6]。

三、項目式學習活動實施過程

（一）基于理論預測鐵元素價態

總結鐵元素的相關價態，感受同種元素不同價態的知識體驗，利用價類二維圖構建鐵元素的常見化合物知識體系，對木耳中鐵元素存在的價態進行預測。

結合鐵價態形式和鐵的化合物的相關性質，對木耳中的鐵元素的價態形成初步概念。

1.有關三價鐵離子的性質檢驗梳理

①Fe3+具有強氧化性，可基于氧化性視角檢驗三價鐵離子，如淀粉KI等。

②氫氧化鐵紅褐色沉淀，加入氫氧化鈉，產生紅褐色沉淀，可利用特殊離子沉淀顏色進行分析。

③鐵離子絡合反應，與硫氰化鉀生成血紅色配合物，形成血紅色溶液，作為三價鐵離子檢驗的一種重要方法。

④顯色反應：鐵離子可與苯酚形成紫色六苯氧合鐵離子，可用于鐵離子的定性檢驗。

2.有關亞鐵離子性質檢驗梳理

①Fe2+具有還原性，利用還原性檢驗亞鐵離子，如氯水、酸性高錳酸鉀等。

②氫氧化亞鐵沉淀的不穩定性，Fe2+與OH-結合生成不穩定的Fe（OH）2，首先產生白色沉淀，再變為灰綠色，最后變為紅褐色沉淀，沉淀顏色變化可作為亞鐵離子判斷方法之一。

③鐵氰化鉀檢驗亞鐵離子，產生藍綠色沉淀，是檢驗亞鐵離子的重要方法。

通過上述性質梳理工作，為更好地實施項目化學習打下基礎。

（二）基于項目式學習確定實施方案

素養為導向的項目式學習，旨在實踐中發展能力[7]。通過設計項目，構建實驗過程和方法的完整思路，訓練學生嚴謹的思維，將項目式學習方案進行細化，有利于學生對知識點進行剖析，根據計劃完成整個木耳中鐵元素質性分析。項目式學習的具體實施步驟包括以下幾個方面：

1.確定項目目標：明確本次活動的主要目標，將目標進行分解，分析本次活動中涉及的相關核心素養的發展，通過項目學習應該獲得的能力，掌握的知識，構建思維體系以及學生發展的核心素養。

2.組建小組：和同學進行小組組建，組織和協調小組成員的學習和實踐活動，對小組同學進行任務分工，完成實驗現象記錄匯總，整理成實驗報告。該項工作的目的是培養學生的合作意識。

3.制訂計劃：根據項目目標和任務，制訂學習計劃和實踐計劃，明確組員的具體任務和時間節點，把握好項目完成節點。

4.實施項目：小組同學按照計劃進行學習和實踐活動，每個小組成員負責完成自己的任務，并與組員協作完成完整項目任務，匯總結果。

5.總結評價：項目結束后，組員進行總結和評價，反思自己的學習和實踐，對整個實驗設計，小組合作工作進行復盤，明確自己的得失，提出改進意見和建議，詢問教師意見，對此次活動進行結項。

四、以木耳中鐵元素探究為例的項目式學習教學過程

（一）確定教學目標

本項目的目標是探究木耳中鐵元素的價態，了解鐵元素在生物體內的作用和重要性，通過研究明確木耳的營養價值。學習化學分析方法和掌握實驗技能，形成證據意識、實驗探究能力，能基于理論模型選擇合理的實驗方案進行實驗驗證。

（二）確定教學流程

【教師活動】教師將學生按照實驗需求進行分組，進行小組編號1，2，3，自薦組長，負責小組的實驗安全和實驗數據的收集以及小組實驗結論匯報，對小組成員進行任務分工，責任到每個組員。

【教師活動】采購分發藥品，將從商場采購的50g干木耳分發給學生，學生進行稱量。

【教師活動】試劑和儀器提供。試劑：干木耳、氯水、0.1mol/L的鹽酸溶液、0.1mol/L硫氰化鉀、0.1mol/L鐵氰化鉀、0.1mol/L硫酸溶液、0.1mol/L酸性高錳酸鉀溶液、0.1mol/L氫氧化鈉溶液。儀器：電子天平、烘箱、研缽、研杵、濾紙、抽濾裝置、量筒、移液管、酒精燈等。

【學生活動】小組同學分別稱量10g干木耳，利用研缽進行研磨粉碎，研磨的目的是增加木耳的接觸面積，從而增加木耳中鐵元素在溶液中溶解的量，縮短溶解時間。

【教師活動】給學生提供紙質資料，學生從材料中尋找答案，有助于培養學生證據意識和歸納信息的能力。

【學生活動】學生通過查閱資料，發現木耳中的鐵元素不易溶解在水中，故考慮酸溶，將木耳置于20ml0.1mol/L的鹽酸溶液進行浸泡，浸泡時間約10分鐘，明確浸泡目的，使木耳中的鐵元素充分溶解在鹽酸溶液中。

將木耳分為三組，分別標為對照組、實驗組若干。將木耳渣和溶液進行過濾，得到濾渣和濾液，將濾液分為三份，分別進行編號1，2，3。

分別向1號試管中加入KSCN溶液，2號試管中加入氫氧化鈉溶液，3號試管中加入酸性高錳酸鉀做對比實驗。

實驗現象記錄：

現象：1號試管溶液變為血紅色，2號試管產生紅褐色沉淀，3號試管酸性高錳酸鉀溶液褪色。

結論：說明溶液中既存在Fe2+也存在Fe3+。

小組匯報，記錄實驗現象和實驗結論，基于結論分析原因并進行匯報，與已有知識建立聯系

【教師總結】對學生活動進行點評，并對學生進行補充和說明，通過價類二維圖總結鐵元素化合物知識，總結項目式學習成果，突顯學科核心素養。

結束語

基于真實情境下的化學項目選擇對于深化“鐵及其化合物”知識點的理解具有重要意義，選材貼近生活，將化學與生活實際相結合，突出了化學學科的可操作性以及可實踐性，同時體現化學學科作為認識科學發展的重要橋梁，著重凸顯化學學科育人價值。解決木耳中鐵元素價態的問題，通過查閱文獻，設計實驗方案，是在逐步提升學生學科核心素養，通過真實情境和多樣探究，在潛移默化中讓學生形成創新精神和實踐能力，通過本次實驗，也彰顯了學科獨一無二的育人價值。

項目式學習是將單一的知識點進行拆分，形成系統的知識體系和思維體系。通過項目實施，深化學生知識理解，尊重學生作為課堂教學的主體，徹底打破常規的教師“滿堂灌”“填鴨式”的課堂，將分散的知識體系、局限的思維定式通過小組的項目式學習進行整合，形成完整思維過程和思考邏輯。從組隊、討論選材、實驗設計、實驗記錄，到最后結論分析，都是在打破原有的思維壁壘，完善思維體系的過程，深化了知識的理解，并且在學習實踐過程中，組員的討論、教師的指點，也是一步步建構知識體系的過程。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]張紫屏.跨學科課程的內涵、設計與實施[J].課程·教材·教法，2023，43（1）：66-73.

[3]盛群力，何曄.意義學習，理解為先：UbD模式對課堂教學改革提出的新建議[J].課程教學研究，2013（8）：22-31.

[4]桑國元，葉碧欣，黃嘉莉，等.構建指向中國學生發展核心素養的項目式學習標準模型[J].中國遠程教育，2023，43（6）：49-55.

[5]季文彭，李智.挖掘真實情境問題實驗促成素養發展：以鐵鹽、亞鐵鹽的教學為例[J].化學教與學，2023（4）：12-15，76.

[6]張雄鷹.基于大概念的微項目教學設計：以“定性和定量探究黑木耳中的鐵元素”為例[J].化學教與學，2021（15）：23-26.

[7]陳婷婷.基于化學核心素養的項目式教學實踐：造紙工藝中的化學[J].化學教與學，2022（19）：22-26.

本文系中國校園健康行動2023年重點課題“基于Ubd模式的高中化學教學研究”（項目編號：EDU0509）的研究成果。