高中化學“物質的分離與提純”的項目式教學法實踐研究

摘 要：項目式教學法作為一種正在被積極推廣的教學模式，將其應用于化學課程教學中，可驅動學生積極參與課堂教學，使學生在完成項目的過程中潛移默化地形成意識、獲得知識.對此，本文將高中課改作為研究背景，以高中化學“物質的分離與提純”相關教學內容為例，從構建項目群、推行項目群兩個維度分析項目式教學法的實踐應用策略.

關鍵詞：高中化學；項目式教學；任務

中圖分類號：G632

文獻標識碼：A

文章編號：1008-0333（2024）24-0118-03

收稿日期：2024-05-25

作者簡介：周麗（1984.8—），女，江蘇省鹽城人，研究生，中學一級教師，從事高中化學課堂教學研究.

項目式教學主要是指教師將課堂“教”與“學”任務細分為多個具備層次性、連續性的探究項目，引導學生基于小組合作的形式在真實的任務情境下開展學習活動.此種教學模式下，學生在完成項目任務的過程中不僅能夠勇敢地表達自己的想法，而且能夠經歷知識產生的整個過程.在本研究中，教師需要將化學課標與教材內容作為依據，利用各種資源將學生置身于具體的任務情境中開展學科“教”與“學”，基于此種模式下的教學，學生所獲得的項目成果即學生所掌握的教學內容.

1 解讀教材，構建項目群

將項目式教學法應用于高中化學課程教學之中，首要的步驟就是解讀教材，構建項目群^［1］.本研究所選取的課時為蘇教版高中化學必修一專題2第一單元第1課時實驗安全“物質的分離與提純”.對此，研究在解讀教材的基礎上構建了下圖1所示的項目群.

2 合理規劃，推行項目群

項目式教學法是以教師為主導、學生為主體、多樣化教學手段為基礎的一種教學方法，所以在推行各個項目群的過程中，教師也需合理規劃教學手段，保證各項目群的順利實施^［2］.對此，本節將上文所構建的物質的分離與提純項目群作為基礎逐層分析各項目群的教學實踐.

2.1 理論項目群教學

細化理論項目群的具體任務：學生掌握化學實驗安全措施、危險化學品的類別、意外事故的處理方法、“三廢”的處理方法.在本項目群中各學習任務均可通過傳統的教學講述形式完成教學，但教師也可以組織班級學生自主閱讀教材完成本項目群的學習任務，或依托信息技術為學生呈現教學內容^［3］.若采取自主學習的方式，在教學實踐中教師可以布置“自主學習化學實驗安全與基本規范”這一項目，并要求班級學生靜聲速讀教材.若依托信息技術開展本項目群教學，在教學實踐中教師可以利用網絡渠道搜集與化學實驗安全相關的短視頻、圖片，將其整合成為微課課件，于本項目群教學中為學生播放，使學生透過立體、形象的畫面快速感知保證化學實驗安全的重要性.如化學實驗安全措施中涵蓋了易燃易爆的化學試劑應密封存放，那么教師則可以搜集壓縮氣體和液化氣體（氫氣、甲烷、天然氣等）、易燃液體（汽油、乙醇等）、易燃固體（紅磷、固體酒精等）、自燃物品（黃磷、硝化纖維等）、有機過氧化物和氧化劑（高錳酸鉀、過氧化鈉等）等的燃燒、爆炸視頻，使學生見證各類化學試劑燃燒爆炸的危害性，從而幫助學生快速地建立化學實驗安全意識，達成課標要求.

2.2 實驗項目群教學

細化實驗項目群具體任務：學生需掌握過濾實驗要點、結晶實驗要點、蒸餾實驗要點、分液和萃取實驗要點.

2.2.1 過濾實驗要點

在過濾實驗要點項目之中，細分后的項目任務應涵蓋以下幾點：其一，掌握分離的原理；其二，掌握儀器裝置和操作要點；其三，沉淀的洗滌.在該實驗中，學生能夠透過教師的實驗演示，掌握過濾實驗的分離原理是利用難溶固體的微粒直徑大于濾紙孔隙的原理^［4］，將難溶固體與液體分離，即物質溶解性的差異；能夠掌握“一低二低三靠”；能夠通過組內合作，利用沉淀的洗滌獲得純凈的沉淀.值得教師注意的是，待各小組學生完成過濾實驗操作后，教師還需就學生無法自主總結的知識做教學強調，由此圓滿地交付項目.例如在沉淀的洗滌方面，為使學生牢記洗滌2～3次后，應檢驗最后一次的洗滌液中是否含有可溶性離子而判定沉淀是否洗滌干凈，教師可以為學生演示BaCl₂和Na₂SO₄溶液混合的檢驗過程，在用水洗滌沉淀后教師可以向最后一次洗滌液中加入BaCl₂或Na₂SO₄溶液，若見無沉淀產生則表明最后一次的洗滌液中已經沒有了SO^2-₄或Ba²⁺，說明沉淀已洗凈.再如，在過濾操作中，玻璃棒的作用主要為引流，不可將其用于攪拌漏斗中的液體.

2.2.2 結晶實驗要點

在結晶實驗要點項目之中，細分后的項目任務應涵蓋以下幾點：其一，蒸發結晶；其二，冷卻結晶；其三，重結晶.教學實踐中，教師可以布置“開展結晶實驗”的項目，并將該項目劃分為蒸發結晶、冷卻結晶、重結晶三個子項目，要求學生應用實驗室內現有的器材與藥品逐一完成子項目.如為學生提供NaCl、KCl溶液，要求學生利用加熱的方式獲得NaCl、KCl晶體；再如為學生提供CuSO₄溶液，要求學生利用冷水冷卻的方式析出膽礬晶體；抑或是要求學生將蒸發結晶或冷卻結晶的晶體進行重結晶操作.待學生交付項目后，教師將各小組學生的實驗操作過程作為基礎與各組學生交流結晶實驗過程中的要點，從而達成教學目標.如教師提問：加熱過程中隨著溶液溫度的不斷升高發現存在個別小組蒸發皿中液體濺出，這一現象發生的原因是什么？我們應該如何做？促使學生自主總結出“需要保證蒸發皿中的液體量不能超過蒸發皿容積的2/3”的實驗操作要點；再如教師提問：我觀X小組加入蒸發皿中的液體量在其容積的2/3以內，但隨著溶液溫度的不斷升高，X小組蒸發皿中的液體仍出現了飛濺的現象，這一現象發生的原因？我們應該如何做？促使學生自主總結出“局部過熱，應用玻璃棒持續攪拌液體”的實驗操作要點.

2.2.3 蒸餾實驗要點

在蒸餾實驗要點項目之中，細分后的項目任務應涵蓋以下幾點：其一，實驗儀器與裝置；其二，實驗操作注意事項.教學實踐中，首先，教師布置“開展蒸餾實驗”的項目，并將該項目劃分為按照圖片組裝固定實驗儀器、完成蒸餾實驗兩個子項目；其次，教師利用課件圖代替教學演示，于多媒體屏幕上呈現完整的實驗儀器組裝圖，示意學生根據圖片按照由上至下、由左至右的順序連接和固定酒精燈、石棉瓦、碎瓷片、燒瓶、溫度計、冷凝管、尾接管等實驗儀器.待學生交付項目后，教師基于各小組學生的實驗操作過程與學生交互蒸餾實驗過程中的要點，如教師提問：我們將冷卻水以下口進、上口出的目的是什么？幫助學生明確“形成逆流，增強冷凝效果”的實驗原理.再如教師提問：蒸餾燒瓶加熱的過程中我們都進行了什么操作，為什么這樣做？促使學生回顧實驗牢記“隔石棉網加熱蒸餾燒瓶、在蒸餾燒瓶中放入碎瓷片，防止暴沸”的實驗要點.

2.2.4 分液和萃取實驗要點

在分液和萃取實驗要點項目中，首先，教師布置“用CCl₄萃取溴水中的溴（Br₂）”的項目；其次，教師板書“加萃取劑→振蕩萃取→靜置分層→分液”的實驗過程，示意學生根據這一實驗過程組內合作開展實驗.實驗過程中，教師可通過隨堂巡視幫助各小組學生答疑解惑，輔助各組學生順利實驗.于靜置分層環節，教師可與學生交互“分液漏斗中的上層為什么？下層為什么？”（水、四氯化碳溶液）.而后，待學生交付項目，教師與班級學生交流分液和萃取的實驗操作要點，此環節中，教師可鼓勵班級學生自主總結實驗操作要點，教師結合學生的總結內容查漏補缺^［5］.若學生無法快速地總結出實驗要點，則教師應適時提出啟發性的教學問題，如“如何選擇萃取劑？”從而將班級學生的思路引至萃取劑上面，使學生能夠快速總結出“與另一種溶劑互不相融、與被萃取的物質不能發生反應、與溶質易分離”的實驗要點，教師輔以常見的萃取劑有CCl₄、苯、汽油、乙醚等做教學補充.最后，教師就分液和萃取實驗操作中的常見錯誤進行施教.例如，教師提問：萃取劑的密度必須比水大嗎？示意組內學生結合常見的萃取劑分析該問題，待小組匯報后，教師做教學強調“可以比水大（如四氯化碳）也可以比水小（如苯和汽油）”，從而深化學生對分液和萃取實驗要點的掌握.分液和萃取實驗要點常見錯誤較多，教師在教學實踐中應結合各組學生的實驗酌情施教，本節不作過多贅述.

2.3 應用項目群教學

應用項目群的主要教學目標為學生能夠結合物質的性質選擇正確的分離提純方法.在教學實踐中，教師可以基于本節課程的所學內容設置課后作業，布置“完成課后作業”的項目，使學生在完成課后作業的過程中鞏固所學，提升學生的知識應用能力.在該項目中，各個作業試題將聯合組成該項目.例如，教師布置分離和提純常用化學方法表格抄寫任務，從分離提純方法、適用范圍、應用舉例三個維度為學生羅列知識.如沉淀法，適用于在混合物中加入試劑，使某些物質以沉淀的形式被分離出去，當NaCl中混有Na₂SO₄時加入適量BaCl₂溶液.

3 結束語

綜上所述，研究基于課改背景從構建項目群、推行項目群兩個維度論述了項目教學法在高中化學教學中的應用.通過本文上述的理論分析得以明確，將項目教學法應用于化學課程教學之中，教師不僅需要立足主項目構建項目群，還需要重視將各個項目群逐一細分，將項目細化至具體的知識點，由此才能夠將項目教學法貫穿教學全過程，使學生在落實項目、交付項目的過程中潛移默化地積累經驗、獲得知識.

參考文獻：

［1］ 張夢針，李海燕，柏龑.項目式學習在中學化學課堂中的應用：以“如何解決生活中的白色污染”為例［J］.教育現代化，2019，6（97）：241-243.

［2］ 李雪萍.基于深度學習的高中化學項目式教學的應用研究［D］.成都： 四川師范大學，2020.

［3］ 胡佳怡.真實性： 項目式學習的本源［J］.中國教師，2019（07）： 77-79.

［4］ 蘇杰.常規課堂進行微項目式學習的教學實踐研究：以《鈉及其化合物》一課為例［J］.中國現代教育裝備，2022（02）： 41-43.

［5］ 陳允任，寧燕丹.基于“素養為本”的教學設計與實施：以“含氯消毒劑”的項目式教學為例［J］.化學教與學，2021（05）： 36-39.

［責任編輯：季春陽］