核心素養(yǎng)導向下的化學學科項目式教學實施

項目式學習是一種以學生為中心的教學方式，讓學生在一定時間內通過小組合作，主動探索并解決真實世界中的復雜、挑戰(zhàn)性問題或任務。通過主動探索和實踐，合作解決問題，有助于培養(yǎng)學生的自主學習能力、創(chuàng)新思維、團隊合作能力和解決問題能力，為學生的全面發(fā)展奠定堅實基礎。學生只有在真實問題情境中解決真實問題，其化學學科核心素養(yǎng)才能得到培養(yǎng)和發(fā)展。因此，教師應結合教材內容創(chuàng)設情境，提煉項目學習任務，促進學生核心素養(yǎng)發(fā)展。

本文以“從海帶中提取碘”為例進行項目實施。學生已具備氧化還原反應知識，掌握了有關實驗的基本操作，在項目中通過海帶提碘活動工藝流程的設計，建立真實系統(tǒng)中物質富集、分離、提取的基本思路，培養(yǎng)實驗探究能力和團隊協(xié)作精神，發(fā)展宏觀辨識與微觀探析、科學探究與創(chuàng)新意識、科學態(tài)度與社會責任等核心素養(yǎng)。

一、項目教學設計

（一）項目教學目標

1.設計“從海帶中提取碘”這一真實問題情境，以任務為驅動，小組合作構建物質獲取的原理設計、方法選擇、過程實施，知道物質的變化不僅需要一定的條件、遵循一定的規(guī)律，還要考慮經濟效益。2.通過海帶提碘活動工藝流程的設計，建立真實復雜系統(tǒng)中物質富集、分離、提取的基本思路。3.通過海帶提碘活動的設計，體會元素周期律、元素周期表在分析、解決實際問題中的價值。4.進一步理解物質轉化和過程實施，在資源綜合利用和環(huán)境保護方面起著重要作用。

（二）項目教學內容

1.海帶中碘元素到溶液中碘元素的實驗方案設計。2.海帶灰中碘元素的富集，試劑和分離方法的選擇與設計。3.海帶提碘活動工藝流程設計。4.真實系統(tǒng)中物質富集、分離、提取的思路。

（三）項目教學流程

“從海帶中提取碘”項目包括四個子任務。教師提前一周布置，學生結合教材并上網查閱資料，設計方案，觀看實驗視頻，了解完成任務需解決的問題，記下探究過程中的疑問。課堂展示交流，解決疑問，實施實驗，完善實驗報告，最終形成從復雜溶液體系富集、分離、提取物質的一般思路，生成各種項目學習的成果。

二、教學過程

本項目實施分解成多個驅動任務，不同的小組領取不同的任務，以情境、方法、實驗為明線，以知識、素養(yǎng)為暗線，通過課下小組合作交流、實驗方案設計，課堂集中展示交流及實施實驗，完成任務，形成一系列成果，實現素養(yǎng)目標。

課下自主探究：閱讀教材，查閱資料，完成自主探究任務，初步形成海帶提碘的工藝流程及實驗方案。學生在任務驅動下，拓寬了學習路徑，廣泛閱讀，梳理歸納，生成了多種方案。

課堂交流展示：解決知識盲點，實現素養(yǎng)能力提升。

任務一：獲取海帶灰，溶解得到含碘元素的溶液。

教材沒有給出獲取海帶灰的實驗。小組查閱資料，設計了如下方案：將海帶表面的灰和鹽刷掉，并剪碎，滴少量酒精，在坩堝中灼燒。冷卻后，稱取質量進行溶解，過濾獲取海帶液，將有機物中的碘元素轉化成溶于水的I-。學生特別強調“固體灼燒在坩堝中進行或者在特定的灼燒設備中進行”，并給出實驗裝置和操作注意事項，指出了以往教學中獲取海帶灰的常見誤區(qū)。針對“為什么要剪碎、滴加酒精”“為什么要灼燒”，項目小組一一解答。小組成員在分享中獲得了陣陣掌聲，學習的快樂溢于言表，教師適時給予打分評價，同時強調實施實驗的安全問題。

任務二：將海帶液I-轉化為I2并進行富集。

此項任務中，教師提示“溶液中除存在可溶性碘化物外，還存在多種可溶性無機鹽，溶于水形成的多雜質溶液體系”，然后提問：“如何將海帶液I-轉化為I2并進行富集？”這是海帶提碘的關鍵兩步。項目小組提出用“分離”“提純”的思路將碘元素從復雜體系中提取出來。任務設計達到了調動學生深入思考并解決問題的目的。

項目小組展示將I-轉化為I2化學試劑選擇依據，說出可以選擇的試劑，分享了相應反應的方程式及其優(yōu)缺點。在這個過程中，學生通過交流，將研究物質性質的一般方法應用于實踐。I-具有還原性，選擇合適的氧化劑將I-氧化，選擇的氧化劑易得，且對環(huán)境友好。項目小組積極展示，其他學生補充評價、交流。

含I-溶液中加氧化劑得到的I2濃度依然比較低，如何從含碘水溶液中獲得純凈的單質碘？項目小組分享了萃取的方法。關于萃取劑的選擇，學生依據溶劑水及碘單質的性質選擇苯、四氯化碳或者蒸餾汽油做萃取劑，而不能用酒精做萃取劑。

任務三：碘與四氯化碳溶液的分離。

項目小組利用教材中拓展視野的材料，并查閱相關資料，發(fā)現從四氯化碳中將碘單質分離出來有不同的方法，蒸餾、反萃取后過濾。

教師引導：交流研討為什么工業(yè)生產中選擇反萃取法。（播放蒸餾視頻）

項目小組明確將溶劑蒸出，同時會帶出碘蒸氣，造成損耗，且操作復雜，能耗高。用反萃取法，操作簡單，損耗少，有機溶劑和母液均可循環(huán)利用，故工業(yè)生產中選擇此方法。項目小組結合氧化還原反應知識講解反萃取的反應原理，利用萃取操作遷移反萃取。

任務四：獲取碘并將其純化。

學生分享：依據碘易升華的性質，獲得純凈的碘。

實施實驗：從海帶中獲取碘。學生嘗試自己設計實驗過程，像化工專家一樣探究制備物質，享受學習的樂趣。

成果展示與反思：1.通過分解任務，項目小組查閱資料，主動探究，深度思考，研究并優(yōu)化實驗方案，得到海帶提碘的一般流程。2.根據實驗討論分析形成復雜溶液體系的一般思路。復雜溶液體系瞄準目標產物，依據物質的性質差異設計“轉化—富集—分離—提純”的途徑。3.學生分組展示實驗成果，包括提取的碘單質、實驗記錄、分析報告等。教師組織學生進行成果評價，肯定學生的努力和成果，同時指出存在的問題和不足。學生根據評價結果進行自我反思和改進，進一步完善實驗方案。

三、教學反思

本項目中，學生通過課下課上主動探究與小組合作的方式，查閱資料，設計實驗，合作探究，不僅掌握了相關化學知識和技能，還培養(yǎng)了實驗操作能力、解決問題能力和團隊合作精神。學生親身體驗實驗操作的過程，發(fā)現問題、解決問題，在實踐中探究不同提取方法、優(yōu)化實驗條件等，提高綜合素質和創(chuàng)新能力，充分發(fā)揮主動性。

本項目實施的創(chuàng)新點在于，以任務為驅動，充分發(fā)揮學生的主動性和創(chuàng)造性，尊重學生的意見，有疑問大家共同探討，問題越辯越明，素養(yǎng)得到提升。教材每一章最后的微項目，提倡教師重視項目式教學，把課堂還給學生，引導學生關注與化學有關的社會熱點問題，認識環(huán)境保護和合理開發(fā)資源的重要性，樹立可持續(xù)發(fā)展意識和“綠色化學”理念。

（本文系河南省教育科學規(guī)劃2023年度一般課題“基于化學學科核心素養(yǎng)的多維育人途徑研究”的階段性成果。課題批準號：2023YB1107）

（責編 馬孟賢）