基于真實(shí)情境的高中化學(xué)項(xiàng)目式教學(xué)

摘 要：項(xiàng)目教學(xué)法最顯著的特點(diǎn)是“以項(xiàng)目為主線、教師為引導(dǎo)、學(xué)生為主體”，注重理論與實(shí)際相結(jié)合。以“水污染治理與環(huán)境保護(hù)”為例開展項(xiàng)目式主題教學(xué)，設(shè)置了“認(rèn)識(shí)水污染”“了解本地水污染情況”“設(shè)計(jì)簡易凈水器”3個(gè)子項(xiàng)目任務(wù)。以真實(shí)情境驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目為推手，旨在培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和問題意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)原理、化工技術(shù)對(duì)節(jié)能環(huán)保、清潔生產(chǎn)、清潔能源等產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要性，幫助學(xué)生樹立“綠色化學(xué)”的觀念，形成資源全面節(jié)約、物能循環(huán)利用的意識(shí)。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目式教學(xué)；水污染；探究精神；學(xué)科素養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2024）11–0-03

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》明確指出重視開展“素養(yǎng)為本”的教學(xué)，倡導(dǎo)創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問題情境，開展以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種科學(xué)探究活動(dòng)[1]。其還要求課堂教學(xué)不能再局限于傳統(tǒng)的講授式教學(xué)模式，而應(yīng)當(dāng)以真實(shí)存在的生活場景或社會(huì)行為為載體呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，采用新的教學(xué)模式。項(xiàng)目式教學(xué)以真實(shí)情境化的任務(wù)為基礎(chǔ)，與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比，其在情境使用上更具連貫性、深入性和結(jié)構(gòu)性特點(diǎn)。該學(xué)習(xí)模式要求學(xué)生在真實(shí)情境下解決一系列問題，通過問題激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生自主解決問題的能力[2]。

現(xiàn)以《普通高中化學(xué)人教版必修2》第8章第3節(jié)“環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)”的教學(xué)為例，實(shí)施項(xiàng)目式教學(xué)。通過創(chuàng)設(shè)污水處理的真實(shí)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)有意識(shí)地運(yùn)用于社會(huì)性問題的討論與解決過程，指導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并深度參與解決問題，旨在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生的核心

素養(yǎng)[3]。

1 背景與項(xiàng)目主題內(nèi)容分析

某普通高中大部分學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)較為薄弱，且學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)興趣相對(duì)缺乏。教師在使用傳統(tǒng)模式進(jìn)行教學(xué)時(shí)，學(xué)生難以理解，學(xué)習(xí)興趣缺失，一直處于被動(dòng)接受知識(shí)的狀態(tài)。因此，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)狀態(tài)，結(jié)合教師的教學(xué)實(shí)踐，總結(jié)多方面問題，在研討后決定采取項(xiàng)目式教學(xué)的方式。

本節(jié)課將“水污染治理與環(huán)境保護(hù)”作為項(xiàng)目主題，設(shè)置了“認(rèn)識(shí)水污染”“了解本地水污染情況”“設(shè)計(jì)簡易凈水器”3個(gè)子項(xiàng)目任務(wù)。通過解決實(shí)際問題、活動(dòng)、調(diào)查和分析，學(xué)生能夠在真實(shí)的情境中運(yùn)用化學(xué)知識(shí)，對(duì)影響社會(huì)與環(huán)境的重要議題作出評(píng)價(jià)和決策，形成正確的價(jià)值觀和行為準(zhǔn)則[4]。

2 項(xiàng)目教學(xué)任務(wù)

通過發(fā)布以下3個(gè)項(xiàng)目教學(xué)任務(wù)，并與綠色化學(xué)和環(huán)境保護(hù)的主題相結(jié)合，使學(xué)生從自身做起，選擇簡約適度、綠色環(huán)保的生活方式；樹立自覺遵守國家有關(guān)化工生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)等方面的法律法規(guī)的意識(shí)；培養(yǎng)節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展意識(shí)。

2.1 項(xiàng)目一 ：“認(rèn)識(shí)水污染”

通過閱讀課本和查找資料了解水污染的成因、主要危害及其處理方法。強(qiáng)化學(xué)生對(duì)于水污染問題的認(rèn)識(shí)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)的主題教學(xué)。

2.2 項(xiàng)目二：“了解本地水污染情況”

通過調(diào)研和查找相關(guān)資料，了解學(xué)校周邊化工企業(yè)的污水排放治理情況。通過引入生活中的真實(shí)情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生正確地判斷與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)問題，參與有關(guān)化學(xué)問題的社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，正確認(rèn)識(shí)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系。

2.3 項(xiàng)目三：“制作簡易凈水器”

查找資料并利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，讓學(xué)生制作簡易凈水裝置，并完成凈水小實(shí)驗(yàn)，嘗試凈化松花江水樣本。培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神、提升學(xué)生的思維能力。

3 項(xiàng)目教學(xué)流程

本節(jié)課設(shè)計(jì)了認(rèn)識(shí)水污染、了解本地水污染情況、設(shè)計(jì)簡易凈水器3個(gè)子項(xiàng)目任務(wù)，師生通過合作完成這些項(xiàng)目教學(xué)任務(wù)。具體的項(xiàng)目教學(xué)流程如圖1所示。

4 教學(xué)過程

4.1 認(rèn)識(shí)水污染

教師：展示多幅自然風(fēng)景圖片，引入新課；講解環(huán)境保護(hù)的含義及當(dāng)前的環(huán)境保護(hù)任務(wù)；引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，了解環(huán)境問題的概念、環(huán)境污染問題的成因、化學(xué)“三廢”的含義等內(nèi)容；展示多幅水體污染圖片，在給學(xué)生帶來強(qiáng)烈的視覺沖擊的同時(shí)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到防治水體污染迫在眉睫，順勢(shì)拋出問題1，即“造成水污染的物質(zhì)有哪些？它們的危害是什么？”

學(xué)生：閱讀教材，學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容。查閱資料，思考討論并回答問題1，學(xué)習(xí)部分水體污染物質(zhì)及其危害（表1）。

教師：播放污水處理過程的視頻，讓學(xué)生觀看，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材并查閱資料，思考問題2，即“受污染的水是怎樣處理的？常用的污水處理方法有哪些？”

學(xué)生：閱讀教材及資料，回答問題2，即在工業(yè)和生活中，產(chǎn)生的廢水成分較為復(fù)雜，需要進(jìn)行多個(gè)步驟的處理，才能使其達(dá)標(biāo)。學(xué)生總結(jié)污水處理步驟，如圖2所示。

常用的污水處理方法有中和法、生物處理方法、氧化還原法、混凝法、離子交換法和沉淀法等。例如：對(duì)于酸性或堿性廢水，可以利用中和反應(yīng)調(diào)節(jié)污水的pH值；使用明礬、硫酸亞鐵等混凝劑可以使懸浮顆粒聚集成大顆粒沉淀，過濾后除去；向含有重金屬離子（如Hg2+）的廢水中加入沉淀劑Na2S，可以使Hg2+轉(zhuǎn)化為HgS沉淀而除去等。

4.2 了解本地水污染情況

吉林市是傳統(tǒng)的化工城市，市區(qū)有許多化工企業(yè)，其中吉林HXGY公司（今為中國石油JLSH公司）為全國各地的化工行業(yè)做出了較大貢獻(xiàn)。該高中地處吉林市松花江江北地區(qū)，校區(qū)位于傳統(tǒng)的化工工業(yè)園區(qū)附近，周邊除了中國石油JLSH公司，還有許多化工企業(yè)，存在一定的環(huán)境污染問題，尤其是松花江水體污染問題。教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)完成下列任務(wù)。第一，通過調(diào)研和查找相關(guān)資料，了解學(xué)校周邊

5 km范圍內(nèi)存在的化工企業(yè)的主要水污染情況。第二，思考地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系。

任務(wù)一：合作小組通過實(shí)地參觀、查找資料、調(diào)查研究等方式，調(diào)研學(xué)校周邊存在的兩個(gè)化工企業(yè)，結(jié)果如下。第1小組通過調(diào)查研究吉林HXGY股份有限公司有機(jī)合成廠（該廠距離學(xué)校約4.4 km），發(fā)現(xiàn)工廠特征污染物以苯、甲苯、二甲苯、乙酸丁酯、甲醛、醇類及酮類等為主，并提出處理方法，主要包括傳統(tǒng)活性污泥法、生物污水處理法等。第2小組調(diào)查研究吉林HXGY股份有限公司化肥廠（該廠距離學(xué)校約1.3 km），發(fā)現(xiàn)化肥企業(yè)廢水中以氨氮、硫化物、總氰化物、氟化物、總磷等為主要超標(biāo)污染物，其中氨氮含量、總氰化物和硫化物含量高，可生化性較差，因此處理方法有物化方法，如膜分離法、離子交換法等；生物方法，如曝氣生物濾池法（BAF）、序批式活性污泥法（SBR）等；化學(xué)方法，如折點(diǎn)加氯法、化學(xué)沉淀法等。

任務(wù)二：通過學(xué)習(xí)，學(xué)生了解環(huán)境保護(hù)是我國的基本國策，處理好經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系對(duì)促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展密不可分，其具有辯證的關(guān)系。一方面，經(jīng)濟(jì)發(fā)展要以資源和環(huán)境為基礎(chǔ)，在保持一定的資源、環(huán)境容量的前提下才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展；另一方面，環(huán)境保護(hù)離不開經(jīng)濟(jì)發(fā)展，經(jīng)濟(jì)發(fā)展能夠更好地滿足環(huán)境保護(hù)的需求。因此，必須正確處理好兩者之間的關(guān)系，促使社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境資源協(xié)調(diào)共生，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

4.3 總結(jié)調(diào)研結(jié)果

教師：化工行業(yè)是世界上最重要的工業(yè)之一，其發(fā)展的規(guī)模直接關(guān)系到社會(huì)經(jīng)濟(jì)的各個(gè)方面。請(qǐng)同學(xué)們通過調(diào)研的方式，了解身邊人對(duì)化工企業(yè)的態(tài)度。

學(xué)生：實(shí)行調(diào)研計(jì)劃并總結(jié)調(diào)研結(jié)果。共回收57份問卷，其中有11人接觸過化工行業(yè)，這11人中只有3人比較了解化工行業(yè)。大家普遍認(rèn)為化工行業(yè)對(duì)環(huán)境影響很大，有38人認(rèn)為化工行業(yè)污染問題亟待解決，49人認(rèn)為化工行業(yè)污染了水資源。對(duì)于化工產(chǎn)品的用途，大部分人表示未完全了解，且有8人表示完全不了解。其余調(diào)查結(jié)果如圖3、圖4所示。

教師：通過同學(xué)們的調(diào)研結(jié)果，發(fā)現(xiàn)身邊多數(shù)人對(duì)化工行業(yè)的了解較少，認(rèn)為化工行業(yè)的危害較大。化工行業(yè)確實(shí)存在“污染”“危險(xiǎn)”等因素，但人們對(duì)化工行業(yè)的認(rèn)知不夠，容易對(duì)化工行業(yè)形成刻板印象。通過學(xué)習(xí)，同學(xué)們深刻認(rèn)識(shí)了化工行業(yè)，了解了本地化工行業(yè)的發(fā)展歷史，知道了其實(shí)人們每時(shí)每刻都在享受化工行業(yè)帶來的福利，對(duì)化工行業(yè)有了更深層的理解。

4.4 自制簡易凈水器

教師：根據(jù)之前的學(xué)習(xí)內(nèi)容，同學(xué)們了解了水污染的種類和常用的污水凈化方法，請(qǐng)同學(xué)們開展小組合作，結(jié)合所學(xué)知識(shí)，為采集的松花江水設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的凈水方案，并運(yùn)用自己的方案制作一個(gè)簡易凈水器。

學(xué)生：小組合作采集松花江水，通過查閱資料，設(shè)計(jì)簡單的凈水方案，并運(yùn)用設(shè)計(jì)的方案制作一個(gè)簡易凈水器。學(xué)生設(shè)計(jì)方案對(duì)比如圖5所示。

4.5 作業(yè)布置

制作與本節(jié)課主題相關(guān)的環(huán)保手抄報(bào)。

5 總結(jié)與反思

通過此次項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅掌握了有關(guān)環(huán)境保護(hù)的化學(xué)知識(shí)，認(rèn)識(shí)到化學(xué)與生活之間的緊密聯(lián)系，還在活動(dòng)中提高了學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和實(shí)踐能力。同時(shí)，學(xué)生還認(rèn)識(shí)到環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間是相互制約、相互促進(jìn)的關(guān)系，在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的過程中兼顧生態(tài)效益，才能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。在此過程中，學(xué)生了解到社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)環(huán)境的影響，感受化學(xué)對(duì)環(huán)境保護(hù)的作用，同時(shí)了解關(guān)于污染防治的知識(shí)，掌握化學(xué)學(xué)習(xí)的意義。

參考文獻(xiàn)

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