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        學科素養(yǎng)視角下的項目式教學實踐

        2022-04-02 21:55:32周莉敏
        化學教與學 2022年7期
        關鍵詞:教學案例初中化學

        周莉敏

        摘要:以“鈉鹽知多少”為項目學習主題,呈現(xiàn)了初中化學“鹽的化學性質”復習課的項目教學案例。基于學科素養(yǎng)視角,以鈉鹽的來源、鑒別、制備、測定和轉化為主線,開發(fā)了項目學習任務,在分析和解決真實的問題任務過程中,培養(yǎng)和發(fā)展學生的學科素養(yǎng),充分實現(xiàn)學科的育人價值。

        關鍵詞:鈉鹽;初中化學;項目教學;學科素養(yǎng);教學案例

        文章編號:1008-0546(2022)04-0077-04

        中圖分類號:G632.41

        文獻標識碼:B

        doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2022.04.016

        一、問題的提出

        項目式教學是指圍繞某一項目學習主題,以“問題化”和“情境化”為顯著特征,以培養(yǎng)綜合實踐創(chuàng)新能力為終極目標的教學方式[1]。基于項目式的教學過程圍繞目標展開,但絕不是為了完成目標,刻意追求課堂效率的傳統(tǒng)教學。部分教師在教學過程中,通常側重于知識的理解,加以適當?shù)牧曨}與變式,力求培養(yǎng)學生在理解基礎上運用知識解決問題的能力。但從學生角度,以這種方式習得的知識是缺乏生命力與活力的,這樣的課堂也很難真正煥發(fā)出學生內在的學習潛能。

        朱志江等認為,化學學科素養(yǎng)的知識架構包括以“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”為核心的實體性知識;以“證據推理與模型認知”“科學探究與創(chuàng)新意識”為核心的方法性知識;以“科學精神與社會責任”為核心的意義性知識[2]。由此可見,缺乏知識,空談素養(yǎng)是華而不實的,素養(yǎng)與知識是密不可分的集合體。北師大王磊教授認為,項目式教學被認為是最具有核心素養(yǎng)融合發(fā)展效力的教學方式[3]?;诖?,本研究從學科素養(yǎng)視角,對項目式教學展開實踐。

        二、項目主題的分析

        “鈉鹽知多少”是基于項目學習理論的初中課程“鹽的化學性質”的復習課教學案例。如何創(chuàng)設真實的情境,設計有驅動性的問題,在復習課階段幫助學生把習得的知識轉化為關鍵能力和必備品格,需要教師從素養(yǎng)角度對該內容進行研究。氯化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉是廚房中常見的三種鹽,無論在生活、人體健康,還是工業(yè)生產方面,都有著不可估量的作用。從物質結構角度分析,三種鹽溶于水中,會電離產生共同的金屬陽離子——鈉離子,因此它們都屬于鈉鹽,但是因為陰離子的不同,性質存在差異。以探究“鈉鹽”為主題的項目式教學,可以為發(fā)展學生“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”等素養(yǎng)打下基礎。比如:以“侯德榜制堿”為情境,通過設置驅動性問題,探尋三種鈉鹽的轉化關系,分析轉化中的物質成分與性質的“變”以及元素種類、原子種類數(shù)目的“不變”,培養(yǎng)學生的“變化觀念與平衡思想”素養(yǎng)。再如,了解侯德榜的經歷和貢獻,初步掌握侯氏制堿原理與生產過程,并嘗試對產品中鈉鹽的含量進行測定,有助于培養(yǎng)學生的科學探究精神與社會責任感,體現(xiàn)“立德樹人”的根本任務。

        三、項目學習的教學目標

        通過對項目主題的分析,結合化學課程標準,以提升學科素養(yǎng)為主旨,制定出項目學習的教學目標,具體包含以下三點:

        (1)能從宏觀分類及微觀構成角度,理解物質存在“共性”和“個性”的原因,學會設計方案對鈉鹽進行鑒別。

        (2)了解侯德榜制堿的發(fā)現(xiàn)歷程,初步掌握侯氏制堿原理與生產過程,并能結合工業(yè)流程,運用所學內容,從定量角度解決相關問題,培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W探究精神。

        (3)能通過對鈉鹽鑒別、制備、測定、轉化的學習,繪制鈉鹽的轉化模型,整合并構建知識網絡,培養(yǎng)模型建構與證據推理能力。

        四、項目教學流程

        項目學習的教學流程主要包括5個核心環(huán)節(jié):鈉鹽的來源、鑒別、工業(yè)制備、測定以及轉化。具體內容及課時分配如表1所示。

        五、項目學習過程

        1.鈉鹽的自然界來源

        [教師創(chuàng)設情境,提出驅動性問題1]茶卡鹽湖擁

        有著美麗的自然風光,以其生產、旅游兩相宜的特點在青藏高原風光游中享有較高的美譽。你知道茶卡鹽湖周邊的工廠主要生產哪些鹽嗎?如何從自然界獲得氯化鈉、碳酸鈉兩種鹽?

        [任務結果]學生根據已有經驗得出主要生產食用鹽,結合溶解度曲線,分析得到從自然界中獲取兩種鹽的方式是不同的。夏天溫度高,水分蒸發(fā)快,鹽水容易達到飽和而結晶析出,夏天曬鹽;冬天溫度低,碳酸鈉在水中的溶解度小,容易結晶析出,冬天撈堿。

        [教師支持]啟發(fā)學生從兩種鹽的溶解度隨溫度變化這一角度展開分析,培養(yǎng)學生在陌生情境下運用已有知識解決問題的能力。

        2.鈉鹽的鑒別

        [驅動性問題2]從自然界中獲得的這兩種鈉鹽常溫下都是白色固體,且易溶于水。在實驗室中,如何鑒別這兩種鹽溶液呢?

        [任務結果]學生從微觀離子共存角度,探討出方案,并選擇性地使用酚酞、稀鹽酸、氯化鈣、硝酸銀等試劑進行小組實驗:

        [教師追問]實驗發(fā)現(xiàn)向裝有兩種無色鹽溶液的試管中分別加入少量的硝酸銀溶液,都產生了白色沉淀。運用硝酸銀是否無法鑒別這兩種溶液?如何進行進一步驗證?

        [學生表現(xiàn)]向產生白色沉淀的兩支試管中,繼續(xù)滴加稀硝酸,振蕩。白色沉淀沒有消失,說明是氯化銀,對應的鹽溶液為氯化鈉;白色沉淀逐漸消失,且產生大量氣泡,說明沉淀是碳酸銀,對應的鹽溶液為碳酸鈉。

        [教師支持]根據性質的不同進行物質的鑒別,是形成化學思維的基本要求。小組同學查閱資料,得到了關于碳酸鈉和碳酸氫鈉的相關信息(見表2),你能設計出鑒別兩種鹽的實驗方案嗎?

        [學生表現(xiàn)]室溫下,分別取兩種固體溶于水中,測定pH值,pH值大的是碳酸鈉溶液,pH值較小的是碳酸氫鈉溶液。

        [教師追問]直接測pH就可以嗎?完成對比實驗還需要注意哪些因素?

        [學生表現(xiàn)]控制單一變量,保證濃度相同。各取等量的固體,加等量的水配制成溶液,用潔凈干燥的玻璃棒蘸取待測液于pH試紙上,半分鐘內與標準比色卡對照讀數(shù),pH值較大的是碳酸鈉,pH值較小的是碳酸氫鈉。

        [教師支持]結合碳酸鈉與碳酸氫鈉性質的相關信息,啟發(fā)學生設計鑒別兩種鹽的方案,培養(yǎng)學科思維能力。

        3.鈉鹽-純堿的工業(yè)制備

        [驅動性問題3]但是自然界中獲得純堿的量是有限的,而且純度低,遠遠不能滿足生產生活的需求,工業(yè)制備技術亟需研發(fā)。如何選擇原料呢?從哪些角度思考?

        [學生表現(xiàn)]從可靠性(保證足夠的、穩(wěn)定的原料來源)、經濟性(原料價格相對便宜)、合理性(對資源的綜合利用率較高)三個角度選擇制堿的最佳原料。

        [教師支持]播放實驗室模擬侯氏制堿的視頻,帶學生感受純堿的制備過程,展示關鍵流程如圖1。

        [教師追問,提出設計型問題]飽和氯化鈉溶液通入足量的兩種氣體后,為何會很快析出大量碳酸氫鈉晶體?

        [學生表現(xiàn)]小組討論,從溶劑減少、生成物質量增多以及溶解度對比三個角度進行思考。

        4.鈉鹽-碳酸鈉含量的測定

        [驅動性問題4]工業(yè)上制得的純堿含有一定量的氯化鈉雜質,現(xiàn)有一瓶含少量氯化鈉的碳酸鈉樣品,如何測定樣品中碳酸鈉的含量?

        [學生表現(xiàn)]將碳酸根離子轉化為沉淀或者氣體,比如加入過量氯化鈣溶液,測定反應生成的碳酸鈣質量;或加入過量稀鹽酸,測定生成二氧化碳氣體的質量或體積。

        [教師追問,展開定量研究]某廠純堿樣品11g,逐滴滴加某濃度的稀鹽酸至不再產生氣泡為止,共用去稀鹽酸93.4g,反應后的溶液經稱重,恰好為100g。(假定反應產生的二氧化碳全部逸出,水蒸氣、HCl氣體揮發(fā)忽略不計),請測定該樣品中碳酸鈉的質量分數(shù)。

        [學生表現(xiàn)]結合問題情境展開定量計算,培養(yǎng)嚴謹求實的科學精神。

        5.常見鈉鹽的轉化

        [驅動性問題5]通過所學內容,能否繪制出常見鈉鹽的相關轉化圖?

        [學生表現(xiàn)]自主構建三種鈉鹽的轉化模型(見圖2),整合鈉鹽的性質、用途,培養(yǎng)變化觀念和轉化思想。

        [教師總結]本節(jié)課,我們對氯化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉三種常見鈉鹽的性質進行了復習,這三種鈉鹽在生活與工業(yè)生產中,都有著非常重要的作用。碳酸鈉能否一步轉化為碳酸氫鈉呢?雖然目前學過的知識無法解決這一問題,但在很多材料中,都曾有介紹。請同學們查閱資料,課后再交流。

        六、教學反思

        化學學科核心素養(yǎng)只有在分析和解決真實的問題任務過程中,才能夠得到培養(yǎng)和發(fā)展。華東師大崔允漷教授認為,運用大項目設計課程,應該作為中學生重要的學習方式,普遍存在于學科學習中[4]。廈門市教育科學研究院江合佩教授認為,學科素養(yǎng)視角下的項目化學習主要包括核心知識的再建構、真實驅動性問題的創(chuàng)建、高階學習帶動低階學習、持續(xù)的學習實踐四個方面[5]。在理論研究的基礎上,本次教學實踐圍繞“鈉鹽”的來源、鑒別、制備、測定和轉化這一邏輯主線展開,對“鹽的化學性質”進行了多角度多層次的復習。教學過程中,通過設置基于真實情境的驅動性問題,喚醒學生的認知內驅力;通過分組實驗活動,培養(yǎng)學生的批判性思維與科學探究能力;通過自主構建轉化圖,發(fā)展學生的模型認知水平。

        誠然,本次教學實踐也存在一些不足之處,比如:在課堂中,對有價值的生成性教育資源把握不夠靈活。在談到如何用硝酸銀鑒別氯化鈉和碳酸鈉時,有學生提出能否用稀鹽酸進一步檢驗兩種沉淀,教師此時不應草率回答,應該進一步引導學生思考鑒別的依據是什么,幫助學生歸納解決一類問題的方法,充分培養(yǎng)化學學科的思維能力。此外,由于時間、場地限制,有些項目的探究還不夠深入,未給予學生足夠的開放性。學生沒有親自動手操作,深入體驗侯氏制堿的關鍵流程,思維盲點就得不到充分的暴露,只有讓學生經歷探索的過程,才能真正將項目學習落到實處,充分實現(xiàn)學科的育人價值。

        參考文獻

        [1]盧小花.項目式學習的特征與實施路徑[J].教育理論與實踐,2020,40(8):59-61.

        [2]朱志江,倪娟.化學學科核心素養(yǎng)的知識組織和教學啟示[J].課程·教材·教法,2021,41(4):125-130.

        [3]王磊,陳光巨.外顯學科核心素養(yǎng)促進知識向能力和素養(yǎng)的轉化[J].化學教育,2019,40(17):9-19.

        [4]崔允漷.學習素養(yǎng)通過項目化學習培養(yǎng)[J].上海教育,2018(34):18.

        [5]江合佩.基于真實情境的項目式學習課程構建與實施[J].福建教育,2021(24):26-29.

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