基于真實情境的高中化學項目式教學

摘 要：項目教學法最顯著的特點是“以項目為主線、教師為引導、學生為主體”，注重理論與實際相結合。以“水污染治理與環境保護”為例開展項目式主題教學，設置了“認識水污染”“了解本地水污染情況”“設計簡易凈水器”3個子項目任務。以真實情境驅動項目為推手，旨在培養學生的探究精神和問題意識，引導學生認識化學原理、化工技術對節能環保、清潔生產、清潔能源等產業發展的重要性，幫助學生樹立“綠色化學”的觀念，形成資源全面節約、物能循環利用的意識。

關鍵詞：項目式教學；水污染；探究精神；學科素養

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

《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》明確指出重視開展“素養為本”的教學，倡導創設真實的問題情境，開展以化學實驗為主的多種科學探究活動[1]。其還要求課堂教學不能再局限于傳統的講授式教學模式，而應當以真實存在的生活場景或社會行為為載體呈現教學內容，采用新的教學模式。項目式教學以真實情境化的任務為基礎，與傳統的教學模式相比，其在情境使用上更具連貫性、深入性和結構性特點。該學習模式要求學生在真實情境下解決一系列問題，通過問題激發學生的學習主動性，培養學生自主解決問題的能力[2]。

現以《普通高中化學人教版必修2》第8章第3節“環境保護與綠色化學”的教學為例，實施項目式教學。通過創設污水處理的真實問題情境，引導學生將所學知識有意識地運用于社會性問題的討論與解決過程，指導學生發現問題、分析問題并深度參與解決問題，旨在激發學生的學習興趣，提升學生的核心

素養[3]。

1 背景與項目主題內容分析

某普通高中大部分學生的化學基礎較為薄弱，且學習動機和學習興趣相對缺乏。教師在使用傳統模式進行教學時，學生難以理解，學習興趣缺失，一直處于被動接受知識的狀態。因此，根據學生的實際學習狀態，結合教師的教學實踐，總結多方面問題，在研討后決定采取項目式教學的方式。

本節課將“水污染治理與環境保護”作為項目主題，設置了“認識水污染”“了解本地水污染情況”“設計簡易凈水器”3個子項目任務。通過解決實際問題、活動、調查和分析，學生能夠在真實的情境中運用化學知識，對影響社會與環境的重要議題作出評價和決策，形成正確的價值觀和行為準則[4]。

2 項目教學任務

通過發布以下3個項目教學任務，并與綠色化學和環境保護的主題相結合，使學生從自身做起，選擇簡約適度、綠色環保的生活方式；樹立自覺遵守國家有關化工生產和環境保護等方面的法律法規的意識；培養節約資源、保護環境的可持續發展意識。

2.1 項目一 ：“認識水污染”

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。強化學生對于水污染問題的認識，實現環境保護與綠色化學的主題教學。

2.2 項目二：“了解本地水污染情況”

通過調研和查找相關資料，了解學校周邊化工企業的污水排放治理情況。通過引入生活中的真實情境，激發學生的學習興趣，幫助學生正確地判斷與化學有關的社會問題，參與有關化學問題的社會實踐活動，正確認識經濟發展與環境保護之間的關系。

2.3 項目三：“制作簡易凈水器”

查找資料并利用現有的實驗設備，讓學生制作簡易凈水裝置，并完成凈水小實驗，嘗試凈化松花江水樣本。培養學生的團隊合作精神、提升學生的思維能力。

3 項目教學流程

本節課設計了認識水污染、了解本地水污染情況、設計簡易凈水器3個子項目任務，師生通過合作完成這些項目教學任務。具體的項目教學流程如圖1所示。

4 教學過程

4.1 認識水污染

教師：展示多幅自然風景圖片，引入新課；講解環境保護的含義及當前的環境保護任務；引導學生閱讀教材，了解環境問題的概念、環境污染問題的成因、化學“三廢”的含義等內容；展示多幅水體污染圖片，在給學生帶來強烈的視覺沖擊的同時，使學生認識到防治水體污染迫在眉睫，順勢拋出問題1，即“造成水污染的物質有哪些？它們的危害是什么？”

學生：閱讀教材，學習相關內容。查閱資料，思考討論并回答問題1，學習部分水體污染物質及其危害（表1）。

教師：播放污水處理過程的視頻，讓學生觀看，同時引導學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？”

學生：閱讀教材及資料，回答問題2，即在工業和生活中，產生的廢水成分較為復雜，需要進行多個步驟的處理，才能使其達標。學生總結污水處理步驟，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：對于酸性或堿性廢水，可以利用中和反應調節污水的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

吉林市是傳統的化工城市，市區有許多化工企業，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做出了較大貢獻。該高中地處吉林市松花江江北地區，校區位于傳統的化工工業園區附近，周邊除了中國石油JLSH公司，還有許多化工企業，存在一定的環境污染問題，尤其是松花江水體污染問題。教師引導學生根據所學知識完成下列任務。第一，通過調研和查找相關資料，了解學校周邊

5 km范圍內存在的化工企業的主要水污染情況。第二，思考地區經濟發展與環境保護之間的關系。

任務一：合作小組通過實地參觀、查找資料、調查研究等方式，調研學校周邊存在的兩個化工企業，結果如下。第1小組通過調查研究吉林HXGY股份有限公司有機合成廠（該廠距離學校約4.4 km），發現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，主要包括傳統活性污泥法、生物污水處理法等。第2小組調查研究吉林HXGY股份有限公司化肥廠（該廠距離學校約1.3 km），發現化肥企業廢水中以氨氮、硫化物、總氰化物、氟化物、總磷等為主要超標污染物，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；化學方法，如折點加氯法、化學沉淀法等。

任務二：通過學習，學生了解環境保護是我國的基本國策，處理好經濟發展與環境保護之間的關系對促進地區經濟的發展具有重要意義。環境保護和經濟發展密不可分，其具有辯證的關系。一方面，經濟發展要以資源和環境為基礎，在保持一定的資源、環境容量的前提下才能實現經濟的可持續發展；另一方面，環境保護離不開經濟發展，經濟發展能夠更好地滿足環境保護的需求。因此，必須正確處理好兩者之間的關系，促使社會經濟和環境資源協調共生，實現可持續發展。

4.3 總結調研結果

教師：化工行業是世界上最重要的工業之一，其發展的規模直接關系到社會經濟的各個方面。請同學們通過調研的方式，了解身邊人對化工企業的態度。

學生：實行調研計劃并總結調研結果。共回收57份問卷，其中有11人接觸過化工行業，這11人中只有3人比較了解化工行業。大家普遍認為化工行業對環境影響很大，有38人認為化工行業污染問題亟待解決，49人認為化工行業污染了水資源。對于化工產品的用途，大部分人表示未完全了解，且有8人表示完全不了解。其余調查結果如圖3、圖4所示。

教師：通過同學們的調研結果，發現身邊多數人對化工行業的了解較少，認為化工行業的危害較大。化工行業確實存在“污染”“危險”等因素，但人們對化工行業的認知不夠，容易對化工行業形成刻板印象。通過學習，同學們深刻認識了化工行業，了解了本地化工行業的發展歷史，知道了其實人們每時每刻都在享受化工行業帶來的福利，對化工行業有了更深層的理解。

4.4 自制簡易凈水器

教師：根據之前的學習內容，同學們了解了水污染的種類和常用的污水凈化方法，請同學們開展小組合作，結合所學知識，為采集的松花江水設計一個簡單的凈水方案，并運用自己的方案制作一個簡易凈水器。

學生：小組合作采集松花江水，通過查閱資料，設計簡單的凈水方案，并運用設計的方案制作一個簡易凈水器。學生設計方案對比如圖5所示。

4.5 作業布置

制作與本節課主題相關的環保手抄報。

5 總結與反思

通過此次項目式學習，學生不僅掌握了有關環境保護的化學知識，認識到化學與生活之間的緊密聯系，還在活動中提高了學習化學的興趣，培養了學生的團隊合作精神和實踐能力。同時，學生還認識到環境保護與經濟發展之間是相互制約、相互促進的關系，在發展經濟的過程中兼顧生態效益，才能實現可持續發展。在此過程中，學生了解到社會經濟發展對環境的影響，感受化學對環境保護的作用，同時了解關于污染防治的知識，掌握化學學習的意義。

參考文獻

[1] 唐平，李智.《普通高中化學課程標準（2017版）》“內容要求”與“學業要求”的探析與研討[J].云南化工，2021，48（10）：

175-177.

[2] 萬霄云.項目化學習中如何設計驅動性問題[J].中學化學教學參考，2023（15）：15-17.

[3] 徐傳海，鐘乘水，鐘輝生，等.高中化學“漂白劑”的項目式教學：新型漂白劑過碳酸鈉的制備與使用[J].化學教育（中英文），2023，44（5）：126-127.

[4] 莊麗偉.STSE教育思想指導下的樓頂植物課程資源開發與實踐[J].中學教學參考，2021（12）：61-62.