張玲帆

摘要：項目化學(xué)習(xí)的過程中，如何在課堂中落實化學(xué)核心素養(yǎng)，需要從學(xué)習(xí)方式、教學(xué)模式等方面改變。以“改進硫燃燒實驗裝置”為例，以“如何防止硫燃燒的產(chǎn)物外泄”“如何更好吸收瓶內(nèi)二氧化硫”“如何檢測吸收情況”等驅(qū)動性問題開展討論，教師引導(dǎo)，幫助學(xué)生學(xué)會分析問題、解決問題，根據(jù)評價量表開展自評、互評、他評，在實踐中增強社會責(zé)任感，落實化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的提升。

關(guān)鍵詞：項目化學(xué)習(xí);初中化學(xué);創(chuàng)新實驗

文章編號：1008-0546（2022）02x-0055-03

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.02x.015

美國教育家杜威（JohnDewey）在1916年發(fā)表的《民主主義與教育》[1]一書中提出“從做中學(xué)”的教育原則，影響至今。教師要通過引導(dǎo)學(xué)生“做”，促使學(xué)生思考、學(xué)習(xí)新知，從而學(xué)得知識。學(xué)習(xí)的過程就是一個探索未知，并運用知識技能解決問題的過程。

《普通高中化學(xué)課程標準》提出化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。初中化學(xué)與高中教學(xué)內(nèi)容雖有不同，但學(xué)科核心素養(yǎng)是互相滲透的，其中，課堂教學(xué)是滲透學(xué)科核心素養(yǎng)的主陣地。

《上海市義務(wù)教育項目化學(xué)習(xí)三年行動計劃》中提到，項目化學(xué)習(xí)是根據(jù)真實、富有挑戰(zhàn)性的問題，教師指導(dǎo)學(xué)生在一段時間內(nèi)持續(xù)探究，嘗試創(chuàng)造性地解決問題，形成相關(guān)項目成果。

本文以“改進硫燃燒實驗裝置”一課為例，設(shè)計創(chuàng)新實驗裝置，探討化學(xué)核心素養(yǎng)導(dǎo)向的項目化學(xué)習(xí)課堂教學(xué)。課題出自于教材，又在教材的內(nèi)容上有所延伸、拓展，加深學(xué)生對環(huán)境問題的關(guān)注，引導(dǎo)學(xué)生建立“綠色化學(xué)”的理念，增強社會責(zé)任感。

一、教材與學(xué)情分析

1.教材分析

“硫的燃燒”是上海教育出版社九年級化學(xué)上冊第二章第二節(jié)“氧氣的性質(zhì)”中涉及的內(nèi)容。本節(jié)課內(nèi)容是對第二章第一節(jié)“人類賴以生存的氧氣”進行了延伸，在學(xué)習(xí)氧氣性質(zhì)的同時，從宏觀現(xiàn)象和微觀角度使學(xué)生感受化學(xué)變化中反應(yīng)物濃度與反應(yīng)劇烈程度的關(guān)系。

2.學(xué)情分析

在學(xué)生之前的學(xué)習(xí)中，已經(jīng)學(xué)習(xí)化學(xué)實驗的基本內(nèi)容、空氣及氧氣的相關(guān)性質(zhì)等知識。作為九年級學(xué)生，第一次接觸化學(xué)學(xué)科，有強烈的好奇心，從低年級的感性認知為主，轉(zhuǎn)變?yōu)槔硇哉J知為主的思維模式，初步具備了觀察、分析、推斷的基礎(chǔ)能力，為本節(jié)課探究學(xué)習(xí)提供了保障。借助頭腦風(fēng)暴、小組討論和實驗事實分析，動手操作，培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力、證據(jù)推理能力、動手能力和合作觀念。

二、項目的設(shè)計實施

1.項目目標設(shè)計

（1）核心知識

學(xué)生需知道硫燃燒的現(xiàn)象，理解“綠色化學(xué)”實驗原則，根據(jù)已有知識或資料綜合運用，進行組合遷移，并解決實際問題。學(xué)會相關(guān)裝置的使用及操作。

（2）關(guān)鍵能力

通過提出問題、設(shè)計實驗方案、動手實驗，掌握科學(xué)探究的一般方法;通過科學(xué)安全實驗，培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰桶踩庾R。

體會科技、社會、環(huán)境之間的關(guān)系，感受化學(xué)科學(xué)精神，樹立珍愛生命，保護環(huán)境，珍惜資源的理念，逐步建立社會責(zé)任感，培養(yǎng)社會主義核心價值觀。

2.項目實施

（1）活動過程

在活動過程中，教師以“教材中的實驗”為背景

入項，引出了本節(jié)課的驅(qū)動性問題“如何防止二氧化硫逸出”，同學(xué)們進行分組討論、研究，針對所提出的問題查閱資料、篩選信息并小組討論，對每一次改進呈現(xiàn)出的問題進行改進、迭代，最終搭建一個較優(yōu)的裝置。

1片段一

教學(xué)場景：教師按照教材中實驗，在敞口集氣瓶（分別充滿氧氣、空氣）中點燃硫粉，產(chǎn)生的有毒尾氣二氧化硫直接排放在了空氣中，聞到了濃重的刺激性氣味，這引起了同學(xué)們的關(guān)注。

學(xué)生產(chǎn)生驅(qū)動性問題：產(chǎn)生的二氧化硫是否對環(huán)境、人體有害？如何防止二氧化硫外泄？

教師展示新聞訊息：2017年4月，江蘇連云港二氧化硫泄漏40多人中毒。

學(xué)生進行頭腦風(fēng)暴，討論得出：

由于裝置敞口，實驗產(chǎn)生的二氧化硫直接排放至空氣中，危害師生健康，故改為密閉裝置。設(shè)計了液封除毒氣集氣瓶，并輔以燃燒匙、單孔塞、藥匙，瓶蓋處加水使集氣瓶液封，阻止氣體外逸。進行實驗。

由于產(chǎn)生的二氧化硫有毒，而二氧化硫和二氧化碳都為酸性氣體，可以用水吸收產(chǎn)生的二氧化硫。

2片段二

教學(xué)場景：教師在第一次改進實驗后，開始進行硫燃燒實驗。同學(xué)們觀察到硫在氧氣中燃燒劇烈，瓶內(nèi)壓強增大。同時，產(chǎn)生的二氧化硫被集氣瓶底的水逐漸吸收。學(xué)生反映依舊能聞到少量二氧化硫的味道。集氣瓶內(nèi)二氧化硫遇水產(chǎn)生大量酸霧，瓶內(nèi)二氧化硫并未完全吸收。

學(xué)生產(chǎn)生驅(qū)動性問題：如何更好地吸收瓶內(nèi)二氧化硫？防止因氣壓增大造成的氣體外泄？

學(xué)生進行頭腦風(fēng)暴，討論得出：

由于硫燃燒反應(yīng)劇烈，使密閉容器內(nèi)壓強瞬間增大，導(dǎo)致瓶蓋與水面脫離，使氣體逸出?？稍O(shè)計調(diào)節(jié)壓強的裝置，如改為雙孔塞、導(dǎo)管輔以氣球或密封袋。

由于二氧化硫在水中的溶解度較低，且容易與水形成酸霧，二氧化硫并不能完全溶解。查閱資料后得知，工業(yè)上用氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫，可仿照此法來吸收產(chǎn)物。

3片段三

教學(xué)場景：教師在第二次改進實驗后（圖1），硫在氧氣中燃燒劇烈，瓶內(nèi)壓強增大，使密封袋變大，同時，產(chǎn)生的二氧化硫被集氣瓶底的2%氫氧化鈉溶液（滴有酚酞）逐漸吸收，最終，溶液吸收大量二氧化硫，酚酞仍為紅色。反應(yīng)劇烈，密封袋先膨脹，后逐漸變小，再變癟。

學(xué)生產(chǎn)生驅(qū)動性問題：如何驗證二氧化硫吸收情況？且硫的點燃工序需要在空氣中進行，產(chǎn)生的二氧化硫一部分仍排于空氣中，能否在密閉空氣內(nèi)“點燃”硫，使其全程在密閉裝置中反應(yīng)呢？

學(xué)生進行頭腦風(fēng)暴，討論得出：

a.可以利用放大鏡匯聚熱量，此外，若改變熱傳遞的方式，對流轉(zhuǎn)化為傳導(dǎo)，或許能在密閉容器中點燃硫，利用金屬的導(dǎo)熱性完成實驗。

b.酚酞遇堿性溶液變紅，氫氧化鈉及產(chǎn)生的亞硫酸鈉都為堿性，故酚酞不能用作反應(yīng)進程的指示劑。不知是否有傳感器等設(shè)備進行二氧化硫/亞硫酸鹽的濃度檢測。

學(xué)生查閱資料：市面上有亞硫酸鹽電化學(xué)傳感器，但價格較高。除此之外，還有紙質(zhì)的亞硫酸鹽檢測試劑，價格適中。根據(jù)使用說明，學(xué)生可以學(xué)習(xí)新型檢測手段，自行檢測。此外，家用的電飯煲底部鋪設(shè)了鎳鉻絲，通過電加熱的方法，將熱量傳導(dǎo)至容器中。裝置操作簡便，且安全無污染。

在老師的引導(dǎo)下，師生共同組裝搭建了一套以電加熱方式進行的硫燃燒綠色實驗裝置（圖2）。

3.項目評價

在項目化學(xué)習(xí)過程中，以小組的形式開展活動，并設(shè)立小組長、記錄員等小崗位，引導(dǎo)、帶領(lǐng)同組同學(xué)進行思維的碰撞，創(chuàng)意的激發(fā)，并開展以“團結(jié)協(xié)作、裝置創(chuàng)新”為主的小組自評、他評、師評的過程性評價，通過以表現(xiàn)性評價[2]為主評價，結(jié)合PTA（Pri?mary Trait Analysis）量表的使用，對學(xué)習(xí)過程進行反饋。此外，開展“核心知識，學(xué)習(xí)實踐”為主的總結(jié)性評價，通過紙筆評價，監(jiān)測核心知識的落實，互相交流，以促進步。

三、反思

本節(jié)課從思考“如何防止硫燃燒的產(chǎn)物外泄”開始，不斷提出驅(qū)動性問題，通過小組頭腦風(fēng)暴，進行實驗創(chuàng)新，通過項目化學(xué)習(xí)，學(xué)生進一步深入理解知識，勇于試錯，并不斷改進。通過小組合作，結(jié)合評價量表進行自評、互評、他評，增強了團隊意識和自我評價的能力。只是項目進程較短，在日常課中占比較低，單一一個項目無法充分激發(fā)學(xué)生的能力，項目化學(xué)習(xí)需要進一步延續(xù)。此外，缺少成果的公開展示，僅在課堂內(nèi)進行了分享。

項目過程中，學(xué)生在思考問題時，通過高階認知帶動低階認知，在分析、推理、問題解決的高階認知策略實踐過程中，帶動了單純的組織、存儲、鞏固等低階認知策略實踐。夏雪梅博士提出，讓孩子成為心智自由的終身學(xué)習(xí)者[3]。通過項目化學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生驅(qū)動性問題，并進行一系列學(xué)習(xí)、思考、實踐、評價，在過程中充分提升化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。根據(jù)總結(jié)性評價看，教師的教學(xué)效果也有較好的反饋。通過項目化學(xué)習(xí)，使學(xué)生在“做中學(xué)”的基礎(chǔ)上，

發(fā)展“研中學(xué)”，在思考、認知、決策時，有創(chuàng)造性地解決實際問題，使學(xué)生獲得21世紀學(xué)習(xí)技能。

參考文獻

[1]約翰·杜威（John Dewey）（美）.民主主義與教育[M].北京：人民教育出版社，2001.

[2]周文葉.中小學(xué)表現(xiàn)性評價的理論與技術(shù)[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2014.

[3]夏雪梅.項目化學(xué)習(xí)設(shè)計[M].北京：教育科學(xué)出版社，2018.

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