核心素養導向下的初中化學項目式學習實踐研究

【摘要】核心素養是學科育人的集中體現，而項目式學習是落實核心素養的重要途徑。本文按照項目主題的選擇、項目活動的設計、項目活動的實施依次開展項目式學習活動，以初中化學酸、堿、鹽的性質復習為內容，設計“生活污垢大清理”的項目主題，旨在通過項目活動的實施，形成化學觀念，發展科學思維，提升科學探究與實踐能力，樹立科學態度，最終達成核心素養的培養目的。

【關鍵詞】核心素養" 項目式學習" 初中化學

【中圖分類號】G633.7 " 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2024）08-0145-03

《義務教育化學課程標準（2022 年版）》（以下簡稱“新課標”）中對“核心素養”進行了明確的界定：學生通過課程學習逐步形成的適應個人和社會發展所需的正確價值觀、必備品格和關鍵能力[1]。項目式學習是落實核心素養的重要途徑，以學生為主體，教師進行指導，采取小組合作方式對真實問題進行探究，從中獲得學科知識的核心概念和原理，強化分析和解決問題的能力，提升知識水平和學科思維，最終促進核心素養的發展[2]。

一、項目主題的選擇

酸、堿、鹽的性質是人教版化學九年級下冊第十、十一單元的內容，位于新課標學習主題二“物質的性質與應用”中的“常見的酸、堿、鹽”。該部分內容既是對初三化學中物質的分類、化學用語的鞏固復習，也為高中學習化學元素與物質奠定基礎。雖然學生已有酸、堿、鹽性質的知識基礎，但是對酸、堿、鹽之間相互聯系的認識依舊不足。因此，設計從常見的生活現象入手，讓學生從化學的視角認識生活中的問題，并運用酸、堿、鹽的性質等化學知識解決問題。

家中常用酸、堿來處理水垢、鐵銹等污垢，基于此設計了以“生活污垢大清理”為主題的項目活動，倡導學生在做中學、用中學、創中學，以期在解決這些問題的過程中，復習學科知識，建立模型認知思維，提高實踐能力。

二、項目活動的設計

（一）項目目標的制定

圍繞“生活污垢大清理”這一項目主題設置項目式學習目標，包括：1.通過對水垢、鐵銹、油污成分的分析，對其進行物質分類和性質分析，鞏固酸、堿、鹽的性質，形成物質轉化的化學觀念，提高解決實際問題的能力；2.通過完成除水垢、除鐵銹、除油污的項目任務，培養學生從化學視角研究物質及其變化規律，學會運用比較、分類、分析等科學方法，構建除雜模型，發展證據推理、模型認知、質疑批判的科學思維；3.在體驗項目活動的過程中，激發學生的好奇心和探究欲，培養嚴謹求實的科學態度，感受化學學科在生活中的應用價值，增強社會責任感。

（二）項目活動的設計

項目推進從“尋找家中的污垢”“了解家中的污垢”開始，依次設計以下三個項目任務。任務一：設計實驗，去除水垢。學生活動：1.找出水垢的核心物質；" 2.對核心物質進行分類；3.利用核心物質性質，討論并分組實驗。學科知識：鞏固氫氧化鎂這一類堿的性質、碳酸鈣這一類鹽的性質以及酸的性質。核心素養：形成物質性質決定用途的化學觀念，培養以實驗為主的科學探究能力。任務二：設計實驗，去除鐵銹。學生活動：1.找出鐵銹的核心物質；2.對核心物質進行分類；3.利用核心物質性質，討論并分組實驗。學科知識：鞏固氫氧化鎂這一類堿的性質、碳酸鈣這一類鹽的性質以及酸的性質。核心素養：形成物質性質決定用途的化學觀念，培養以實驗為主的科學探究能力。任務三：設計實驗，去除油污。學生活動：1.找出油污的核心物質；2.對核心物質進行分類；3.通過用途體現性質，并利用性質討論實驗方案及學生實驗。學科知識：學會運用酸、堿、鹽的性質進行除雜。核心素養：培養模型認知的思維能力，養成認同化學學科價值的科學態度與責任。

三、項目活動的實施

（一）創設情境

學生搜尋家中的污垢，深入了解污垢，嘗試去除污垢。該活動與生活實際聯系，培養學生對身邊物質及其變化的好奇心、探究熱情和審美情趣，激發學習化學的興趣。

【任務】教師讓學生尋找家中常見的污垢。

【調查】查閱資料，分析常見污垢的主要成分。

【展示】學生展示家中污垢的圖片。

（二）設計實驗，去除水垢

通過分析水垢成分、思考去除方法，培養學生將真實問題轉化為化學問題的思維，提高學生觀察、實驗的能力，運用分類、比較、分析等方法認識物質及其變化，鍛煉證據推理能力。

【師】如何去除水垢？水垢的核心物質是什么？

【生】通過課前查閱資料，可知水垢的核心物質是碳酸鈣和氫氧化鎂。

【師】它們分別屬于哪類物質？

【生】碳酸鈣屬于鹽，氫氧化鎂屬于堿。

【師】已知家中水垢核心物質的類別，能否依據它們的性質利用化學反應將其除去呢？請利用酸、堿、鹽的性質，設計實驗方案將碳酸鈣和氫氧化鎂反應從而達到去除的目的。

【生】因為碳酸鹽和氫氧化鎂都能與酸反應，所以可選用鹽酸、硫酸等酸進行去除。

【師】這里運用了酸、堿、鹽之間的哪些性質？

【生】碳酸鹽和酸可以發生復分解反應；酸和堿也可以發生復分解反應。

【師】生活中沒有鹽酸，可以用什么物質代替？為什么選擇這些物質？

【生】可以用食醋、檸檬汁、可樂等。因為它們都具有酸性，根據性質決定用途，可用這些物質來去除水垢。

【任務】教師提供稀鹽酸、食醋、檸檬酸等酸性試劑，請學生利用這些物質進行去除水垢實驗，并對比效果。向貼有水垢標簽的瓶中加入試劑，充分反應后用清水洗凈，將廢水倒入貼有水垢廢液的燒杯中。

【實驗】學生分組進行去除水垢的實驗，并記錄實驗現象。

【匯報】加入稀鹽酸（或食醋或檸檬酸），試劑瓶內壁的水垢逐漸脫落，并伴有氣泡產生。產生氣泡的原因是稀鹽酸與水垢的成分之一碳酸鈣反應產生了二氧化碳氣體。

【師】用食鹽能不能去除水垢？為什么？

【生】食鹽不能去除水垢，因為碳酸鈣、氫氧化鎂不與食鹽反應。

【師】通過除水垢，我們不僅回顧了酸堿鹽的性質，還掌握了除雜的一般思路（確定核心物質，對其進行物質分類，并利用該類別物質的性質尋找化學反應將其去除）。

（三）設計實驗，去除鐵銹

基于已有的除垢經驗，讓學生自主解決其他污垢如鐵銹的去除任務，進而培養學生基于實驗事實進行證據推理、構建模型并推測物質及其變化的能力，能夠利用建構的除雜模型解決生活中常見的問題。

【師】我們是否可以利用除水垢的思路去除家中鐵鍋的鐵銹呢？

【生】首先確定鐵銹的核心物質為氧化鐵，再將氧化鐵分類為金屬氧化物，最后利用金屬氧化物能與酸反應的性質，選擇常見的鹽酸、硫酸去除鐵銹。

【任務】為了實驗的可操作性，我們用鐵釘上的鐵銹來代替鐵鍋上的鐵銹，根據學生方案以及提供的儀器藥品進行實驗，并比較效果。

【實驗】學生分組進行實驗，去除鐵釘上的鐵銹，并記錄實驗現象。

【匯報】觀察到鐵釘表面溶液變為黃色，鐵銹逐漸消失，有氣泡生成。

【師】為什么會觀察到有氣泡生成？

【生】因為鐵釘與鹽酸反應產生氫氣。

【師】生銹的鐵釘能長時間放置在酸性溶液中嗎？

【生】鐵釘不能長時間放置在酸性溶液中，否則鐵釘也會被消耗。

【師】所以用酸除銹的方案我們要注意控制反應的時間。有沒有哪種物質只與氧化鐵反應，而不與鐵反應呢？

【生】工業煉鐵，利用氧化鐵與一氧化碳在高溫條件下反應。

【師】談談該方案的優缺點，抉擇該方案是否可行？

【生】優點：一氧化碳不會與鐵反應，而且還會產生鐵；缺點：一氧化碳有毒，反應條件是高溫，不易操作。該方案欠佳。

【師】除雜的原則：1.考慮除雜效果（不增、不減、易分離）；2.考慮其他因素（安全性、可操作性）。

（四）設計實驗，去除油污

去除不熟悉的雜質，可以從用途體現性質著手思考，培養學生反向推理的能力。在解決真實情境問題的過程中，發展學生運用模型的能力，提高學生實驗探究的能力。

【師】廚房爐具經常沾有油污，讓人很頭疼，該如何除去油污呢？同樣的，運用除雜思路，我們需要知道油污的主要成分即核心物質。

【生】通過查閱資料可知油污的主要成分是油脂。

【師】生活中用什么物質去除油污？該物質的有效成分是什么？

【生】生活中用爐具清潔劑達到去除油污的目的。

【調查】請學生查看爐具清潔劑的成分表，可知清潔劑的有效成分是氫氧化鈉等堿性物質。根據用途體現性質，可知堿性物質具有去除油脂的性質。

【師】假設你家廚房中的爐具清潔劑用完了，可以用廚房中的什么物質代替呢？為什么？

【生】可用純堿和小蘇打代替爐具清潔劑，因為它們都具有堿性，可與油脂發生反應從而達到去除的目的。

【實驗】一位學生上臺演示實驗，利用小蘇打去除燒杯中的油污。

【匯報】去除油污前，燒杯內壁摸起來具有滑膩感，去除油污后，燒杯內壁摸起來滑膩感明顯減少，說明達到了去除油污的效果。

【師】通過以上除水垢、除鐵銹、除油污的實驗，將生活中的問題轉化為化學問題，并用化學知識去解決，可見化學可以改善我們的生活，推進社會的發展。

（五）項目總結

【交流】從以下三個方面談談對今天這節課的收獲：1.除雜問題的基本思路是什么？2.除雜時應該考慮哪些因素？3.你對化學學科有何新的認識？

【生】除雜思路。第一步，尋找核心物質；第二步，進行物質分類；第三步，利用該類別物質的性質，選擇合適的化學反應將其去除。

【生】除雜應考慮的因素。除雜效果（不增、不減、易分離）和其他因素（安全性和可操作性）。

【生】對化學學科的新認識。化學就在我們身邊，可利用化學知識解決生活實際問題，促進社會發展等。

通過課上交流，不僅可以評價學生對本節課的學習成效，還能幫助學生梳理思路和提高表達能力，認同化學學科的社會價值。

四、教學反思

（一）項目式教學讓學生親歷問題解決過程

項目式教學中所涉及的化學知識與技能不是由教師直接講授或由學生閱讀教科書得到的，也不是由學生死記硬背下來的，而是學生在解決問題中用查閱資料、交流討論、實驗探究等方式來掌握[3]。本項目以解決生活問題為任務，讓學生主動體驗解決問題的過程。例如，在除水垢的任務中，首先學生要查閱資料，獲知水垢的主要成分；其次給予學生充分時間交流討論，設計去除水垢的方案，并對方案進行交流、評價、改進；最后進行分組實驗，觀察記錄及分析實驗現象，匯報展示除垢效果。這個項目任務是基于真實問題情境的創設，在解決問題的過程中學生的主體性和自主性得到充分發揮，不僅在學習過程中鞏固了化學學科知識，而且能有效提高學生的解決問題的關鍵能力。

（二）項目式教學幫助學生掌握研究方法

可將項目式學習活動分為三個步驟。1.調研。學生通過實地調查、網絡查詢等手段收集項目相關信息；2.實踐。學生提煉已收集的信息，探究完成項目任務的方法，并進行分組實驗；3.總結。學生通過項目實踐，獲得學科知識與技能，歸納解決問題的方法和策略。例如，在本項目的任務中，學生通過除水垢的實驗探究，學會將生活問題轉化為化學問題，初步建立除雜模型，并能夠將該除雜模型靈活運用于除鐵銹的任務中；在除鐵銹的活動中，通過師生互動、生生互動，學生對除雜模型進行了完善，并應用于第三個項目任務除油污。整個項目的學習過程關注學生的思維方式，幫助學生掌握歸納科學研究的思路和方法。

（三）項目式教學有利于促進學生核心素養發展

本項目主題結合了課本知識和日常生活現象，讓學生把學習從課堂內延伸到生活中，在解決實際問題的過程中形成物質轉化的化學觀念，培養證據推理與模型認知的科學思維，增強自主學習的科學探究與實踐能力，學會關注身邊生活，關注生態環境，關注社會發展，增強社會責任意識，養成嚴謹求實的科學態度，從而充分落實化學學科核心素養。

總之，核心素養導向下的初中化學項目式教學打破傳統的“講、練、測、考”的模式，依據新課標設置項目活動，通過運用化學知識解決基于生活、自然、社會的真實問題，切身感受化學與科學、技術、社會、環境的密切關系，從中潛移默化地培養學生的核心素養。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.義務教育化學課程標準（2022年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2022.

[2]胡紅杏.項目式學習：培養學生核心素養的課堂教學活動[J].蘭州大學學報，2017（6）：165-172.

[3]周業虹.實施項目式學習" 發展學科核心素養[J].中小學教師培訓，2018（8）：33-37.