指向理解的初中化學微項目教學實踐

[中圖分類號] G633.8 [文獻標識碼] A[文章編號] 1674-6058（2025）26-0053-05

在初中化學教學實踐中，學生普遍存在知識記憶碎片化、理解層次淺表化等問題，難以實現知識的有效遷移與實際應用。初中化學作為化學學科的啟蒙課程，其核心教學目標不僅在于使學生掌握基礎概念與實驗技能，更在于培養(yǎng)學生對化學本質的理解，形成“物質性質決定用途”“化學變化遵循客觀規(guī)律”“化學技術影響社會發(fā)展”等觀念。然而，傳統教學模式偏重知識講授與機械練習，易導致學生形成“知其然不知其所以然”的淺層認知。為此，本文嘗試將指向理解的教學設計與微項目教學相結合，旨在提升初中化學課堂教學效率，促進學生綜合素養(yǎng)的高效發(fā)展。

一、概念簡述及微項目分析

（一）指向理解的教學設計

指向理解的教學設計強調以學生為中心，主張從預期的學習結果出發(fā)反向規(guī)劃教學流程，并通過真實情境中的問題解決引導學生構建知識的內在關聯[1]。理解\"并非簡單的知識記憶，可通過解釋、闡明、應用、洞察、神入、自知六個側面來體現。教學實踐中，教師需先明確預期目標（如理解學科大概念、掌握實驗技能等），再設計評估證據及標準以判斷學生的理解程度，最后規(guī)劃教學活動流程，引導學生通過多樣化的學習體驗實現理解。該模式有助于學生獲取持久且可遷移的知識，規(guī)避知識灌輸弊端，切實提升學生的核心素養(yǎng)與綜合能力。

（二）微項目教學

微項目教學是指在真實情境中，以小型化、生活化問題為驅動，讓學生在短周期、輕負擔的實踐過程中融合化學知識與技能，形成項目成果，體驗科學探究流程，培養(yǎng)學科核心素養(yǎng)。其具有“小切口、深探究、強整合\"的特點，以貼近生活的微型項目為線索串聯單元核心知識，引導學生在“做中學”“用中學”，實現從現象觀察到本質分析的認知躍遷。

（三）“自制火柴”微項目內容分析

火柴是生活中常見的物質，學生較為熟悉。以“自制火柴”微項目來復習人教版化學九年級上冊第二單元“空氣和氧氣”，既能引導學生在真實問題情境中結合氧氣的性質、制取等知識解決綜合問題，又能激發(fā)學生的學習興趣，還能使學生在實踐中初步體驗科學探究的一般流程，從而提升分析、推理、探究、反思等綜合能力。

二、指向理解的微項目教學設計

指向理解的微項目教學強調“逆向設計\"理念，即先明確“期望學生理解什么”，再設計“如何證明學生理解”，最后規(guī)劃“通過哪些活動促進學生理解”“自制火柴\"微項目教學的具體設計流程如下。

（一）確定預期理解目標

依據新課標要求及本單元核心知識，“自制火柴\"微項目的預期理解目標可劃分為知識理解、能力遷移、價值認同三個維度，具體內容如表1所示。

表1“自制火柴\"微項目的預期理解目標

（二）設計核心驅動問題

核心驅動問題是引導學生深化理解的關鍵，需兼具開放性與啟發(fā)性，并貫穿項目實施全過程。“自制火柴”微項目的核心驅動問題為“如何制作火柴？”，該問題可分解為階梯式子問題，引導學生逐步探究：首先，以基礎知識為切入點設計問題，如“火柴燃燒有哪些現象？利用了氧氣的什么性質？”“火柴頭燃燒生成了什么物質？\"等；其次，通過進階問題“如何檢驗燃燒生成的物質？”“為何火焰會突然從小變大、變亮，然后持續(xù)燃燒？\"\"火柴頭中添加了什么物質？”等，引導學生深人理解催化劑特性與物質性質；最后，結合實踐提出“作為不同的群體，應當采取哪些措施防止和減少空氣污染？”等問題，強化學生的社會責任意識。

（三）明確微項目任務

依據上述預期理解目標與核心驅動問題，并結合學生的認知規(guī)律，本節(jié)課微項目可劃分為“劃火柴，探性質”“研火柴，究成分”“制火柴，談環(huán)保”三個遞進式任務環(huán)節(jié)，具體教學流程如表2所示。

表2“自制火柴\"微項目教學流程

三、微項目教學過程

（一）環(huán)節(jié)一：劃火柴，探性質—一從現象到本質的理解

【實驗情境】教師演示劃火柴操作。

【學生】觀察實驗現象，明確該過程利用了氧氣的助燃性。

【教師】火柴由火柴頭與火柴梗兩部分構成，劃燃火柴的關鍵在于火柴頭，其主要成分是什么？

設計意圖：通過直接演示火柴燃燒現象，激發(fā)學生的學習興趣與探究欲望。

【教師】火柴頭燃燒時呈現四大現象：產生黃色火焰、白煙、刺激性氣味氣體并放熱。請根據這些現象推測火柴頭燃燒可能生成的物質。

【學生】根據白煙現象猜測生成五氧化二磷，根據產生刺激性氣味氣體猜測生成二氧化硫。

【查閱資料】火柴盒側面添加了紅磷，劃燃時會生成五氧化二磷。

【教師】當前需探究的問題是火柴頭燃燒是否生成二氧化硫。科學探究的一般步驟為：提出問題一猜想假設一查閱資料—設計實驗—觀察現象一得出結論一反思評價。探究遇阻時可通過查閱資料突破瓶頸。

【查閱資料】二氧化硫具有漂白性，可使品紅、高錳酸鉀等溶液褪色。

【學生】分組討論二氧化硫的檢驗方法。

【教師引導】多數同學在實驗設計環(huán)節(jié)存在困難，面對新問題時需學會依托已有知識尋找突破口。雖然大家還未系統學習二氧化硫的檢驗方法，但已掌握二氧化碳的檢驗方法，請大家回憶檢驗二氧化碳的具體操作。

【學生】將二氧化碳通入澄清石灰水，或向集氣瓶中倒入澄清石灰水，觀察石灰水是否變渾濁。

【教師】這兩種操作均不適用于火柴燃燒產物的檢驗，回憶檢驗蠟燭燃燒生成的二氧化碳時采用了何種操作。

【學生】將沾有澄清石灰水的小燒杯罩在蠟燭火焰上方。

【演示實驗1點燃火柴，將沾有高錳酸鉀溶液的小燒杯罩在火焰上方，觀察實驗現象。

圖1沾有高錳酸鉀溶液的小燒杯

圖2與火柴頭燃燒產物接觸后的小燒杯

設計意圖：通過引導學生親身體驗科學探究的完整流程，幫助其掌握科學探究的基本方法與思路；教學中強化方法指導，并讓學生依托實驗現象推導結論，培養(yǎng)學生的證據推理意識。

【教師】實驗室中常用紅磷燃燒法測定空氣中的氧氣含量，能否用硫代替紅磷完成該實驗？

【學生】不能，因為硫燃燒會生成二氧化硫氣體，干擾實驗測定結果。

【演示實驗2】

實驗用品：硫粉、酒精燈、集氣瓶、燃燒匙、導管、燒杯、藥匙、火柴。

實驗操作：連接實驗裝置，點燃燃燒匙中的硫粉并伸入集氣瓶，待反應結束且冷卻至室溫后，觀察燒杯中倒吸入集氣瓶的水的體積是否達到了瓶內空氣體積的五分之一。

圖3硫燃燒測定空氣中氧氣含量的實驗器材

【總結】在測定空氣中氧氣含量的實驗中，紅磷替代品需滿足以下條件：（1）能在空氣中燃燒，且僅與空氣中的氧氣發(fā)生反應；（2）生成物為非氣態(tài)物質（優(yōu)先選擇固態(tài)），或生成的氣態(tài)物質可被有效吸收。

【演示實驗3】開展數字化實驗，精確測定空氣中的氧氣含量（如圖4）。

圖4氧氣含量變化曲線

設計意圖：通過實驗設計引發(fā)學生的認知沖突，增強學生的探究欲望與學習興趣；借助數字化實驗，將氧氣含量變化過程可視化，以直觀的數據呈現實驗結果，這既能減少實驗誤差，又能提升測定的精準度與效率。

（二）環(huán)節(jié)二：研火柴，究成分—從性質到用途的理解

【教師】為何需劃動火柴才能使其燃燒？為何火焰會突然從小變大、變亮，隨后持續(xù)燃燒？

【學生1摩擦生熱使溫度達到火柴的著火點，從而引發(fā)燃燒

【學生2】燃燒的劇烈程度與氧氣的濃度相關，可能是劃燃后有氧氣生成。

【教師實驗室制取氧氣的原理有哪些？哪些原理適用于將反應物添加到火柴頭中？

【學生】實驗室可通過過氧化氫分解、高錳酸鉀分解制取氧氣；過氧化氫為液態(tài)，不適合添加到火柴頭中。

（查閱資料高錳酸鉀見光易分解，穩(wěn)定性差且易自燃；采用氯酸鉀代替高錳酸鉀更符合安全要求。

【教師】實驗室還可通過加熱氯酸鉀與二氧化錳的混合物制取氧氣。如何設計實驗證明火柴頭中含有二氧化錳？

【學生】設計實驗方案：利用二氧化錳對過氧化氫分解的催化作用，將火柴頭放入過氧化氫溶液中，然后與未加火柴頭的過氧化氫溶液進行對比，觀察二者氣泡產生速率的差異。

【教師】為減少火柴頭中的雜質對實驗的干擾，可將火柴頭點燃后再進行實驗。

圖5加入和未加火柴頭粉末的過氧化氫溶液對比

【演示實驗4刮取火柴頭粉末并點燃，將其放入過氧化氫溶液中，與空白對照組（僅過氧化氫溶液）進行對比，觀察二者氣泡產生速率的差異（如圖5）。

設計意圖：通過設計實驗檢驗火柴頭中含有二氧化錳，深化學生對催化劑定義及性質的理解，培養(yǎng)其科學探究能力與邏輯思維；同時鏈接理論知識與實際應用，結合催化劑在生產生活中的具體用途，凸顯“生活處處有化學”的學科價值。

（三）環(huán)節(jié)三：制火柴，談環(huán)保—從實踐到責任的理解

【學生實驗】

實驗用品：小木棍、研缽、燒杯、玻璃棒、氯酸鉀、硫粉、二氧化錳、富強粉（作膠水原料）玻璃粉、明膠。

實驗步驟：（1）按比例稱量氯酸鉀、二氧化錳、硫粉、玻璃粉、富強粉，置于研缽中研磨細化，隨后將各成分均勻混合；（2）采用水浴加熱方式熔化明膠，將混合粉末與熔化的明膠混合，調制成較稠的糊狀；（3）將小木棍的一端快速浸入糊狀藥品中蘸取，之后自然晾干或曬干（嚴禁火烤）。

【學生】分組匯報實驗成果，并反思實驗過程中的問題與改進方向。

【教師】計入空氣質量評價的主要污染物有哪些？

【學生】一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、臭氧、可吸入顆粒物、細顆粒物。

【教師】結合自制火柴的學習過程，從生產商、消費者、環(huán)保部門等不同視角，談談對火柴產品、行業(yè)現狀及未來發(fā)展的看法。

【學生】提出觀點：（1通過大量植樹造林提高環(huán)境自凈能力；（2）嚴禁燃放煙花爆竹，禁止焚燒樹葉、野草等行為；（3）加強對大氣質量的實時監(jiān)測；（4）推動工廠落實廢氣回收與凈化處理技術

設計意圖：通過引導學生親自動手實驗，培養(yǎng)學生的實踐操作能力、實驗技能與小組合作意識，深化學生對火柴成分及反應原理等知識的理解；通過實驗成果匯報與反思，引導學生形成嚴謹的科學態(tài)度；通過環(huán)保議題的討論，強化學生的社會責任感，實現知識學習與價值塑造的融合。

四、指向理解的評價設計

指向理解的教學評價需采用多元化評價方式，以突破單一紙筆測驗的局限性。本文從三個維度構建評價體系，通過多樣化評價方式，依據學生在課堂中的具體表現，綜合判斷其最終達成理解的程度。“自制火柴”微項目教學評價設計如表3所示。

表3“自制火柴”微項目教學評價設計

五、教學反思與總結

本節(jié)指向理解的微項目教學設計將“氧氣性質”“催化劑”“燃燒條件”等零散知識整合為以“自制火柴”為核心的系統化知識體系，推動學生從“記憶定義”向“理解內在關聯\"轉變，促進知識的結構化認知。教學中通過探究實驗與對比實驗驗證猜想，既滲透了證據推理意識，又提升了學生的探究能力與創(chuàng)新思維。從“觀察火柴\"到\"自制火柴\"的實踐過程，讓學生切實體會到“化學源于生活”，增強學生對“化學實用性”的價值認同，深化化學與生活的聯系。

同時，教學中也存在不足：二氧化錳作為催化劑的檢驗方案不夠嚴謹，未能完全排除火柴頭燃燒后雜質的干擾；由于手動研磨精度不及工業(yè)設備，多數學生自制的火柴僅能摩擦產生火花，火柴制作工序仍需進一步優(yōu)化。

本節(jié)指向理解的微項目教學為初中化學教學提供了可行路徑：以微項目為載體、以核心問題為驅動、以探究活動為橋梁，引導學生在真實問題的解決中構建認知、發(fā)展能力、培育素養(yǎng)。這一教學實踐啟示我們：化學教學應回歸“育人本質”2]，讓學生通過化學學習成為“能理解、會思考、有擔當”的未來公民。該微項目教學模式為初中化學課堂教學提供了可復制的范例，即以小型項目承載學科大概念，以真實問題驅動深度理解，最終實現從“學會知識\"到“理解知識\"的跨越。

[參考文獻]

[1]威金斯，麥克泰格.追求理解的教學設計：第二版[M].閆寒冰，宋雪蓮，賴平，譯.上海：華東師范大學出版社，2016.

[2]吳星.對義務教育化學課程學業(yè)質量標準的認識：《義務教育化學課程標準（2022年版）》解讀（三）J].化學教學，2022（12）：3-8.

（責任編輯 羅艷）