高雪 李紹晨

摘要：以核心素養(yǎng)為導向的教學改革引發(fā)了教學目標的變革，為學生的終身發(fā)展打好基礎成為基礎教育的根本任務。項目化學習倡導在真實情境中解決問題，利用情境幫助學生自主建構知識體系，通過尋求項目與學科核心知識的內在關聯，幫助學生實現深度學習和高階學習。在“碳及其氧化物”復習課教學中，以“你了解溫室效應嗎？”為項目主題，通過“溫室效應的產生”“溫室效應的利弊”“如何減少溫室效應”等話題的討論，幫助學生重新梳理、整合、應用二氧化碳的相關知識，學會用化學思維分析問題、解決問題，增強社會責任感，實現化學學科核心素養(yǎng)的提升。

關鍵詞：核心素養(yǎng);初中化學;項目化學習;溫室效應

文章編號：1008-0546（ 2019） 11-0046-03

中圖分類號：G633.8

文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.11.012

《普通高中化學課程標準（2017年版）》提出化學學科核心素養(yǎng)內容包括宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知、科學探究與創(chuàng)新意識、科學態(tài)度與社會責任等五個方面。雖然初中化學教學仍在使用《義務教育化學課程標準（2011年版）》，但化學學科核心素養(yǎng)的思想應該滲透并指導我們的教學活動[1]。以核心素養(yǎng)為導向的教學改革帶來的對于教育目標的影響，引發(fā)了對學生創(chuàng)造性和批判性思維、探究與問題解決、合作等素養(yǎng)的需求。而項目化學習所提倡的注重在真實情境中解決問題、注重培養(yǎng)學生的關鍵能力和素養(yǎng)等目標能很好地提升學生的核心素養(yǎng)。

所謂項目化學習是指在系統(tǒng)的學科知識學習基礎上的跨學科應用學習;是在嚴謹的學科知識基礎之上的對現實生產生活問題的開放式問題解決;是與學科課程教學相輔相成的一種課程形態(tài)、一種教學模式。近年來，隨著國際范圍內對素養(yǎng)研究的深入，項目化學習（project based learning）作為一種綜合的學習和課程形態(tài)，受到了極大的關注。在項目化學習中，學生所追求的問題、活動、成果和表現都要協(xié)同服務于真正重要的理智的目的，學生需要綜合運用多學科知識完成相關任務，這既是學生深入理解學科知識獨特價值的過程，也是其理解不同學科間的相互聯結、相互促進的過程。同時，在進行項目化學習的過程中，學生還要學會如何與他人共同合作、共同承擔責任，體現對人類、社會發(fā)展中的核心命題的關注[2]。

本文以“碳及其氧化物”的復習課為例，探討基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標的項目化學習視角下的初三化學復習課的教學實踐與反思。

1.設計意圖

本節(jié)課以“你了解溫室效應嗎？”為主題開展項目化學習，通過“溫室效應的產生”“溫室效應的利弊”“如何減少溫室效應”等話題的討論，幫助學生重新梳理、整合、應用CO2的相關知識，理解“結構決定性質，性質決定用途”的思想，學會用化學思維分析問題、解決問題，并能將這一能力應用于今后的學習中，真正實現化學學科素養(yǎng)的提升。

2.學情分析

學生已完成了初中化學所有知識的學習，對于化學學科已經有了一個初步的理解。但是，學生對于知識的理解尚缺乏系統(tǒng)性，知識之間缺乏聯系，缺少學科的脈絡，需要幫助學生找尋知識間的聯系，自主建構符合自己認知的知識體系，實現有意義的學習。

3.教學目標

（1）學會利用價類二維圖，理解碳及其化合物間的相關轉化的特點，體會化學學科中的變化思想。

（2）通過對溫室效應的利弊分析，學會以辯證的角度看待身邊的事物。

（3）學會從化學的角度分析如何減少空氣中二氧化碳的含量，培養(yǎng)正確的科學態(tài)度，樹立社會責任感。利用數字化實驗，理解二氧化碳與堿溶液的反應，提升實驗探究、數據分析和證據推理能力。

4.評價目標

（1）借助價類二維圖，診斷學生對物質及其轉化思路的認識水平（孤立水平、系統(tǒng)水平）。

（2）通過對溫室效應對于人們生活的利弊分析，診斷并發(fā)展學生對化學價值的認識水平（學科價值視角、社會價值視角、學科與社會價值視角）。

（3）通過對二氧化碳與堿溶液反應的數字化實驗數據的分析，診斷學生實驗探究物質性質的水平（基于經驗水平、基于概念原理水平）和實驗探究的水平（定性水平、定量水平）

5.教學流程圖

教學流程如圖1所示。

6.教學過程設計

（1）話題1：溫室效應是如何產生的？

【教師提問】什么是溫室效應？

【學生活動】從物理學的角度描述溫室效應的成因。

【教師提問】哪些氣體會引起溫室效應？

【學生活動】二氧化碳、臭氧、甲烷、氟氯代烷等。

【教師追問】請評述這些氣體對于溫室效應的影響。

【學生活動】結合當前情況，討論分析：二氧化碳是當前情況下影響溫室效應的主要物質，其他三種氣體在空氣中的含量較少，對溫室效應的影響不大。但是，可燃冰的開采可能會帶來甲烷氣體的泄露，會加劇溫室效應;制冷劑——氟利昂的不當使用也會加劇溫室效應。

【教師提問】關于二氧化碳，你了解多少？

【學生活動】從兩個角度梳理二氧化碳相關性質：

角度一：二氧化碳的性質（物理性質、化學性質），以思維導圖的形式呈現;

角度二：以價類二維圖的形式表示出二氧化碳及其他含碳物質間的轉化關系（如圖2）。

設計意圖：從原理的角度認識溫室效應，拓寬對于溫室氣體的認識，學會結合實際對溫室氣體進行客觀評價。引導學生將碎片化知識網絡化;借助價類二維圖，引導學生從物質類別和元素化合價的角度去分析元素化合物的相關性質及轉化關系，體會化合價變化在化學變化中的意義，體會化學學科中的變化思想，幫助學生建立相關的認知模型，使學生對物質及其轉化思路的認識水平更趨系統(tǒng)化，為進一步的研究、學習做好鋪墊。

（2）話題2：溫室效應的利弊

【教師提問】如果沒有了溫室效應，地球會怎樣？

【學生活動】根據溫室效應的發(fā)生原理，分析得出：如果沒有溫室效應，地球上的晝夜溫差會變得很大，夜晚會變得非常寒冷，將不適合人類居住。

【教師提問】為什么近年來溫室效應會成為一件讓人苦惱的事情？

【學生活動】結合溫室效應的成因，分析得出：地球上的溫室效應主要是由二氧化碳引起的，正常情況下，二氧化碳的產生和消耗達到平衡，地球上二氧化碳的總量保持穩(wěn)定。但是，由于近年來，化石燃料的過度使用及森林面積的驟減，導致二氧化碳的產生量遠大于消耗量，地球上二氧化碳的含量在不斷增大，導致溫室效應加劇，地球表面的溫度越來越高，從而引發(fā)了一系列的環(huán)境問題。

設計意圖：通過溫室效應對于人們生活的利弊分析，學會從事物的本質入手進行客觀分析，理解事物的兩面性，幫助學生學會以辯證的角度看待身邊的事物，樹立正確的科學態(tài)度，培養(yǎng)學生的社會責任感。

（3）話題3：如何減少溫室效應？

【教師提問】可以通過哪些途徑來減少溫室效應？

【學生活動】結合溫室效應的成因，分析得出：減少溫室效應的主要途徑即減少空氣中二氧化碳的含量;結合二氧化碳的相關性質（碳元素的價類二維圖中關于二氧化碳的轉化關系），可以從兩個角度考慮：①減少二氧化碳的產生，主要方法有減少化石燃料的使用，使用清潔能源;②增大二氧化碳氣體的消耗，主要方法有植樹造林及使用人工方法吸收二氧化碳。

【教師提問】有哪些人工吸收二氧化碳的方法？

【學生活動】結合碳元素的價類二維圖分析，得出二氧化碳在高溫條件下可以與碳單質反應生成一氧化碳，由于該反應條件苛刻、產物有毒，所以不太適合用于吸收二氧化碳;在常溫下，二氧化碳可以與水、堿等反應，反應條件溫和，可以考慮利用其來吸收二氧化碳。

【教師提問】設計實驗，利用數字化實驗儀器，探究NaOH等對于二氧化碳的吸收效果。

【學生活動】利用二氧化碳傳感器（如圖3），測定NaOH溶液對于二氧化碳的吸收效果，實驗結果見圖4。

學生提出疑問：澄清石灰水也是一種堿溶液，它吸收二氧化碳的效果如何？

設計實驗：利用澄清石灰水代替NaOH溶液，觀察它吸收二氧化碳的效果，并將得到的圖像進行對比。實驗結果如圖5所示。

【教師追問】從實驗結果可以看出，無論是吸收的速度還是吸收的效果，NaOH溶液都優(yōu)于澄清石灰水，為什么？能否設計實驗驗證你的猜想？

【學生活動】從二氧化碳與堿反應的實質入手分析：該反應實質上是二氧化碳與溶液中的OH-離子反應，氫氧化鈣在水中的溶解度遠小于氫氧化鈉，即使飽和石灰水，其中OH-的濃度也遠小于5%NaOH溶液，因此澄清石灰水的吸收速度和效果均不如5%NaOH溶液。

【學生活動】設計實驗，驗證猜想是否正確：稀釋NaOH溶液，使其中OH-的濃度與飽和石灰水中OH-的濃度相同，進行實驗。

學生提出質疑：二氧化碳不但能與堿溶液反應，還可以與水反應，該實驗中是否要考慮水對于二氧化碳的吸收？

設計實驗：利用純凈水進行相關實驗，分析實驗結果中水的影響。

設計意圖：引導學生借助所學知識從化學的角度分析如何減少空氣中二氧化碳的含量問題，學會利用化學知識尋找問題解決的方法，樹立正確的科學態(tài)度，培養(yǎng)學生的社會責任感。在探究過程中，引導學生用實驗手段研究社會問題，既激發(fā)了學生的學習熱情，又突出了化學學科的嚴謹性，同時鼓勵學生不斷地提出大膽有趣的開創(chuàng)性問題，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維。數字傳感器的利用將實驗結果具體化、圖像化，提高了學生的感知度。這一過程，發(fā)展學生從基于概念原理的水平進行化學反應的探究的能力，提升學生的圖像識別與分析能力，培養(yǎng)學生的探究能力和數據分析能力。

項目化學習的理論基礎是建構主義學習理論，它是在學科知識學習的基礎上，以具體真實的項目為載體，驅動學生去面對學科巾的核心概念[3]，建立起項目活動和隱藏其后的、希望學生掌握的概念性知識之間的關聯，幫助學生實現深度學習。本節(jié)教學設計中，以“溫室效應”為項目載體，通過對溫室效應的成因、現狀與解決方案的設計討論，幫助學生實現了“碳及其化合物”相關性質的深度學習，學生的批判性思維、發(fā)散性思維和可能性思維得到了發(fā)展，提升了學生的核心素養(yǎng)，幫助學生“學會學習”。

參考文獻

[1]王鋒.核心素養(yǎng)的達成需要教學的整體規(guī)劃與設計——以初中化學學科為例[J].基礎教育課程，2019（10）：60-66

[2]郭華.項目學習的教育學意義[J].教育科學研究，2018（1）：25-31

[3]夏雪梅.在學科中進行項目化學習：學生視角[J].全球教育展望，2019（2）：83-94