金榮妹 符愛琴

摘要：項目化學(xué)習(xí)是以問題解決為中心，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，提升核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)模式。項目化學(xué)習(xí)設(shè)計來源于真實情景的問題，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生體會到學(xué)習(xí)的價值所在。以“金屬的防護和回收”為例，淺談?wù)n堂教學(xué)中的問題設(shè)計原則：不但注重問題的有效預(yù)設(shè)，更注重捕捉課堂中生成的問題?！绊椖炕瘜W(xué)習(xí)”視域下的化學(xué)課堂中的問題設(shè)計的最高境界是學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題，生成問題，最終找到解決問題的方法。

關(guān)鍵詞：項目化學(xué)習(xí)；課堂教學(xué)；問題設(shè)計

文章編號：1008-0546（2022）11-0017-05

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：Bdoi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.11.004

項目化學(xué)習(xí)是以項目為導(dǎo)向展開教學(xué)，強調(diào)以問題為中心，讓學(xué)生圍繞項目學(xué)習(xí)，采用觀察、思考、質(zhì)疑、探究、表達、分享項目成果等多種學(xué)習(xí)手段展開自主多樣的學(xué)習(xí)，提高自主學(xué)習(xí)的能力，最終發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)。項目化學(xué)習(xí)，需要創(chuàng)設(shè)真實的問題情境，讓學(xué)生自主解決問題，實現(xiàn)模型建構(gòu)和推理應(yīng)用，在獲得知識技能的同時發(fā)展能力。因此，項目化學(xué)習(xí)的核心是解決問題。項目化學(xué)習(xí)中的問題產(chǎn)生于真實情景，學(xué)習(xí)過程中分析問題和解決問題的方法多樣，注重學(xué)生關(guān)鍵能力和核心素養(yǎng)的提升。項目化學(xué)習(xí)中的問題設(shè)計注重預(yù)設(shè)，更注重課堂中的問題生成。項目化學(xué)習(xí)中的問題設(shè)計不單單是教師提出問題，學(xué)生解決問題；更重要的是學(xué)生自己提出課堂學(xué)習(xí)中的疑惑，圍繞提出的問題進行討論、探究，自己嘗試解決問題。

下面筆者以“金屬的防護和回收”為例，淺談“項目化學(xué)習(xí)”視域下課堂教學(xué)問題的設(shè)計。

一、課前思考

1．現(xiàn)狀分析

金屬的知識是初中化學(xué)課程內(nèi)容的重要組成部分，在課程標準中所屬的一級主題為“身邊的化學(xué)物質(zhì)”，無論是作為身邊的化學(xué)物質(zhì)還是基于化學(xué)與生活實際聯(lián)系緊密的課程理念的體現(xiàn)，金屬的學(xué)習(xí)在初中化學(xué)中具有舉足輕重的地位。滬教版初中第五章金屬的冶煉與利用中第三節(jié)是最簡單的內(nèi)容板塊，在中考中占比不高。面對學(xué)生們各門功課的中考壓力，為了節(jié)約時間，為了加快進度，教學(xué)過程常常簡單化，教學(xué)內(nèi)容常常簡易化。尤其是金屬的生銹實驗歷時較長，教師常常會選擇講實驗、看現(xiàn)象，學(xué)生也只是走過場，沒有參與的熱情，被動接受，強行記憶。這樣操作導(dǎo)致的結(jié)果是，沒過多久，鐵在什么條件下生銹，學(xué)生的答案不是少了水就是少了氧氣。沒有問題的引領(lǐng)，沒有思維的碰撞，沒有深度的思考，知識的掌握是機械的、被動的、短暫的。從表面上看，只花20 mins就把知識點羅列，是快速的高性價比的教學(xué)方式。但從長遠看，并非如此。

2．設(shè)計意圖

本節(jié)課以“金屬的防護和回收”為例開展項目化學(xué)習(xí)，通過“鐵為何生銹？”“如何防止鐵生銹？”“銅在什么條件下生銹？”這三個項目化任務(wù)展開教學(xué)，任務(wù)以問題的形式展開，學(xué)生獲得了鐵和銅生銹的原理以及鐵和銅的防護原理的知識。同時學(xué)生通過對問題的分析、研究、自主探索，借助同學(xué)們相互合作，學(xué)會用化學(xué)思維的方式分析問題、解決問題，在形成知識的同時，提高學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力，提升初三學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。

3．教學(xué)目標

（1）通過設(shè)計探究鐵生銹的對比實驗，觀察實驗現(xiàn)象，分析實驗原理，體會化學(xué)實驗的嚴謹性與科學(xué)性。

（2）通過鐵的生銹原理推理鐵的防護，提高化學(xué)核心素養(yǎng)能力。

（3）通過對鐵生銹的利弊分析，學(xué)會以辯證的思維看待身邊的物質(zhì)。

4．設(shè)計思路（見圖1）

二、教學(xué)過程

1．創(chuàng)設(shè)情境，提出課題

【情景引入】展示各種從垃圾桶中找到的生銹的金屬制品。

【Q1】這些是哪一類物質(zhì)形成的垃圾？

（金屬廢品。）

【Q2】你知道金屬銹蝕有哪些危害嗎？

【信息】據(jù)統(tǒng)計，每年全世界腐蝕報廢和損耗的鋼鐵材料約為1億噸，約占全年鋼鐵產(chǎn)量的1/10。

（鋼鐵的銹蝕帶來的危害有巨大的經(jīng)濟損失。）

（安全問題，例如天然氣管道、水管等的腐蝕，橋梁的腐蝕都存在著巨大的隱患。）

【Q3】這一類生銹的金屬制品應(yīng)投放在哪一類垃圾桶內(nèi)？

（可回收垃圾。）

【Q4】為什么可以回收？

（學(xué)生七嘴八舌說出回收的意義。）

（教師展示金屬廢品回收利用的小視頻。）

【Q5】回收廢鐵廢鋼冶煉相比鐵礦石冶煉有哪些優(yōu)點？

【信息】見表1。

（節(jié)能減排成本低。）

設(shè)計意圖：該項目化學(xué)習(xí)的主題源于真實情景中的熱門話題：垃圾分類。學(xué)習(xí)的過程結(jié)合對真實世界的切身體驗，讓學(xué)生體會化學(xué)與生活的聯(lián)系，生活中處處有化學(xué)。利用5個問題的互動來體會“垃圾是放錯地方的資源”和“鐵生銹帶來的危害”，從而自然引入到對鐵生銹的原理的探究中。

2．實驗操作，探索本質(zhì)

項目任務(wù)一：知其然，探索鐵為什么生銹。

【教師】要知道鐵為什么生銹，先要知道鐵銹的主要成分是什么？

【探究鐵銹成分】實驗1：用濾紙擦拭鐵銹。

【Ql】鐵銹是什么顏色的？

實驗2：生銹鐵釘與稀鹽酸的反應(yīng)。

【Q2】生銹鐵釘和稀鹽酸反應(yīng)有何現(xiàn)象？

（氧化鐵與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，氯化鐵溶液是黃色的。）

【學(xué)生】生銹鐵釘表面氣泡很少，看到溶液略有黃色。看來鐵銹中應(yīng)該含有氧化鐵。

【信息】鐵銹的成分比較復(fù)雜，它是一種混合物，主要成分通常是Fe2O3·xH2O。

【Q3】導(dǎo)致鐵生銹的原因是什么？

【學(xué)生】猜想與空氣中的水和氧氣有關(guān)。

【Q4】如何設(shè)計實驗驗證猜想？

【屏幕投影】見圖2。

（學(xué)生談自己的設(shè)計思路）

【生成性Q1】試管1鐵釘與空氣接觸，空氣中的水分怎么處理？

（試管中加干燥劑并塞上橡皮塞。）

【生成性Q2】試管2中為什么水要淹沒鐵釘？

（為了不讓鐵釘接觸空氣。）

【生成性Q3】水里的氧氣有沒有除去？如何除去？

（用蒸餾水、或?qū)⑺蠓?。?/p>

【生成性Q4】怎樣防止氧氣再溶于水？

（迅速冷卻。）

【教師】這位同學(xué)的思路嚴謹且表達清晰。出示按照同學(xué)設(shè)計思路進行的實驗設(shè)計圖（見圖3），觀察現(xiàn)象。

【教師】請同學(xué)們在表2中記錄實驗現(xiàn)象（見圖4）。

【Q5】對比實驗現(xiàn)象，請分析鐵生銹的必要條件是什么？

【學(xué)生】鐵生銹需要氧氣和水同時滿足。

設(shè)計意圖：這是本課的第一個項目任務(wù)，也是本課的重點與難點，項目任務(wù)以問題的形式呈現(xiàn)，引發(fā)學(xué)生的思考。教師的問題設(shè)計中既有預(yù)設(shè)的問題，“鐵銹的性質(zhì)有哪些？”“鐵銹的主要成分是什么？”“鐵生銹的原因是什么？”……讓學(xué)生通過探究、思考、討論，充分參與到學(xué)習(xí)中來，親自解決問題，印象更深刻，學(xué)習(xí)更有效。在學(xué)生設(shè)計實驗的過程中，不同的學(xué)生設(shè)計能力不同，按照課堂的真實情景，生成學(xué)生未知的問題，如“鐵釘只與空氣接觸，空氣中水分怎么處理？”“鐵釘只與水接觸，水中的氧氣怎么處理？”……利用學(xué)生設(shè)計實驗時的不嚴謹，形成生成性的問題，引發(fā)學(xué)生的深度思考。與傳統(tǒng)的問題式學(xué)習(xí)相比，項目化學(xué)習(xí)的最大亮點在于強調(diào)以學(xué)生為主體，學(xué)生在解決問題和完成項目化任務(wù)的過程中，由接受者變?yōu)橹鲃拥闹R建構(gòu)者。

3．實驗思考，實踐應(yīng)用

項目任務(wù)二：如何防止鐵生銹？

【Q1】通過探究已經(jīng)知道了鐵生銹的原理，生活中人們采用哪些措施防止鐵制品的生銹？

（汽車外殼涂油漆、白行車鏈條涂油、門窗用鋁合金……）

【Q2】這些防銹措施利用什么原理？

（這些防銹措施是利用覆蓋保護膜，隔絕氧氣。）

【拓展】“烤藍”，又稱“發(fā)藍”，可以使鐵器表面氧化生成一層致密的四氧化三鐵薄膜，增強鐵器件的抗腐蝕能力。鐵器件“烤藍”要使用發(fā)藍液。常用的一種發(fā)藍液是用氫氧化鈉、硝酸鈉、亞硝酸鈉等試劑配制而成的。去除了油污和銹斑的刀片，在發(fā)藍液中煮沸一段時間后取出，用水洗凈，就可以看到刀片表面呈現(xiàn)出藍黑色光澤（見圖5）。

（這也是利用覆蓋保護膜，隔絕氧氣。）

【Q3】生活中還有其他的防銹措施和原理嗎？

（生活中用不銹鋼衣架，這利用的原理是改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)。）

（家里用的菜刀通常洗凈擦干，這是利用保持干燥的防銹原理。）

【Q4】你能總結(jié)防銹的原理與鐵生銹條件之間的關(guān)系嗎？

（總的來說防銹就是破壞生銹的條件之一。）

【教師】建立鐵的生銹與防銹的關(guān)系模型（見圖6）。

【Q5】生活中發(fā)現(xiàn)切過檸檬的菜刀比普通的菜刀更容易生銹，擱淺在海灘上的比河岸邊的輪船更易生銹，這是為什么呢？

（可能是海水里的食鹽或檸檬里的酸起了作用。）

【教師】為了驗證這一猜想，老師也提前準備第二組試驗，請同學(xué)們觀察（見圖7）。

【Q6】實驗現(xiàn)象表明是什么加快了鐵的生銹？

（是鐵在有氧氣和水同時存在的條件下，食鹽水或稀硫酸可以加快鐵的生銹。）

【Q7】在防銹的原理上還應(yīng)該補充些什么呢？

（防止鐵制品接觸酸或鹽。）

設(shè)計意圖：該項目任務(wù)是讓學(xué)生將所學(xué)的知識應(yīng)用于實際生活，如何用生銹的條件來推斷防銹的原理？圍繞這一問題展開教學(xué)，鐵生銹的條件決定防銹的原理，而防銹的原理體現(xiàn)生銹的條件，從素養(yǎng)上讓學(xué)生建立模型認知和證據(jù)推理。通過問題的層層遞增，通過深層次的實驗探究讓學(xué)生掌握鐵在滿足生銹的必要條件的情況下，在什么條件下加快鐵的生銹？項目化學(xué)習(xí)中的問題設(shè)計是為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，讓學(xué)生發(fā)散思維自主化學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。問題設(shè)計也是為了讓每一個學(xué)生都積極參與到課堂學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生通過對問題的分析研究、自主探索，以及相互合作學(xué)習(xí)可以得到更多的知識。通過合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的合作能力與合作精神。

4．活動拓展，啟思明智

項目任務(wù)三：銅在什么條件下生銹？

【教師】生活中常見的金屬制品除了鐵還有哪些常見的金屬？同學(xué)們你們需要解決哪些疑惑？

【學(xué)生Q1l】銅也是生活中常見的金屬，銅生銹的產(chǎn)物是什么？

【學(xué)生Q2】銅生銹可能是什么原因引起的？為什么？

【學(xué)生Q3】如何設(shè)計實驗證明銅生銹與這些因素有關(guān)？

【教師】請同學(xué)們利用研究鐵生銹的方法和經(jīng)驗來解決你們提出的關(guān)于銅生銹問題。

【學(xué)生】展示作品。

設(shè)計意圖：這一項目任務(wù)是建立在任務(wù)一、二的基礎(chǔ)上，建構(gòu)了探究金屬生銹的一般思路，而研究銅生銹可由學(xué)生自主探索，由學(xué)生自己設(shè)計研究思路：銅生銹的產(chǎn)物是什么？如何研究產(chǎn)物？什么條件下會生成這樣的產(chǎn)物？什么樣的措施可以防止銅的生銹？完全給學(xué)生機會提出問題，解決問題。但對銅生銹的研究又不是完全對鐵的照搬全抄，因為銅生銹相比鐵的生銹要復(fù)雜，設(shè)計實驗相比鐵生銹實驗難度要大，這樣既給學(xué)生階梯，又給學(xué)生設(shè)計了梯度。同時在學(xué)生探究的過程中又有一系列生成性的問題可以一邊探究一邊思考，學(xué)生有了高度的參與度，相信學(xué)生對這節(jié)課的印象一定非常深刻。這是教給學(xué)生思考的能力，教給學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力。

三、教學(xué)反思

1．“項目化學(xué)習(xí)”視域下的問題預(yù)設(shè)，以知識技能的發(fā)生發(fā)展為主線

“項目化學(xué)習(xí)”視域下的問題設(shè)計，最突出的特征是把真實情景中的知識轉(zhuǎn)化為問題引發(fā)學(xué)生思考、探索。本課任務(wù)中“鐵為什么生銹”“如何防止鐵生銹？”“銅在什么條件下生銹及如何防銹”等問題的預(yù)設(shè)，是以本課的知識技能的發(fā)生發(fā)展為主線預(yù)設(shè)的。一個個問題隨著學(xué)生的思考、討論和解決，學(xué)生在知識技能上掌握了課程內(nèi)容的重點，并掌握了一套金屬銹蝕與防護原理的知識體系。問題情景“擱淺在海邊的輪船為什么更快生銹？”引發(fā)學(xué)生深度思考，學(xué)生學(xué)習(xí)知識的過程是要知其然更知其所以然。通過實驗現(xiàn)象的對比，學(xué)生在知識技能上又獲得生活中加快鐵生銹的因素從而加以防護。教師將知識點成功地轉(zhuǎn)化為一個個問題引發(fā)學(xué)生思考，在課堂上開出問題的花兒，結(jié)出成功的果兒。整課的設(shè)計思想是讓學(xué)生在項目化學(xué)習(xí)的課堂中不但獲得知識，而且獲得知識的方法。

2．“項目化學(xué)習(xí)”視域下的問題生成，以學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)成長為指導(dǎo)

項目化學(xué)習(xí)過程中要求教師將課堂交給學(xué)生自由發(fā)揮，課堂中讓學(xué)生自主設(shè)計鐵生銹探究實驗，這是發(fā)展學(xué)生的實驗探究能力和小組之間的合作能力。學(xué)生在思索問題時，方向可能發(fā)生偏差，這是正常現(xiàn)象，教師利用教學(xué)機智和提問藝術(shù)生成更有深度的問題。如學(xué)生在設(shè)計實驗時，雖然已經(jīng)考慮到對比實驗需要控制變量，設(shè)計試管②中的鐵釘只與水接觸，但學(xué)生未考慮到水中溶解的氧和放置久了氧氣重新溶解這樣的問題，教師利用這樣的契機，生成問題，引發(fā)學(xué)生深度思考，糾正學(xué)生思維的方法，作出有效的指導(dǎo)，使學(xué)生的探究能力、實驗設(shè)計能力和分析問題的能力得以提升。

3．“項目化學(xué)習(xí)”視域下的問題解決，以核心素養(yǎng)的孕育提升為目的

“項目化學(xué)習(xí)”視域下的問題解決，是以提升學(xué)生核心素養(yǎng)為目的。培養(yǎng)學(xué)生不是成為機械化的知識接受者，而是成為學(xué)習(xí)的自我構(gòu)造者。課堂中教師的任務(wù)是有針對性地引導(dǎo)學(xué)生思考。問題是思維的向?qū)?，而最高層次的問題解決不是學(xué)生圍繞教師的問題進行作答，而是學(xué)生自主提出問題，學(xué)生不僅要明白哪些問題需要解決，還要學(xué)會如何將問題用語言精準地表達。如在探究了鐵為什么生銹和如何防銹后，引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系生活中其他常見的金屬，它們的生銹和防銹原理如何？怎樣研究？學(xué)生如果具有這樣的問題意識，自主探究能力自然也會提高，學(xué)生只有做到有問、敢問、善問，項目化學(xué)習(xí)的問題教學(xué)的優(yōu)勢才能得到最大程度地發(fā)揮。這是以發(fā)展學(xué)生能從問題和假設(shè)出發(fā)，確定探究的目的，設(shè)計實驗探究方案，進行實驗探究，旨在發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究和創(chuàng)新意識，建立觀點、結(jié)論、證據(jù)之間的邏輯關(guān)系，通過分析、推理等方法認識研究對象的本質(zhì)特征，建立模型，發(fā)展學(xué)生的模型認知等核心素養(yǎng)。

參考文獻

[1]馬璇．基于項目學(xué)習(xí)模式的初中化學(xué)專題復(fù)習(xí)-以“科學(xué)探究”專題復(fù)習(xí)為例[J]．福建基礎(chǔ)教育研究，2010.10．

[2]王磊．項目學(xué)習(xí)實驗教科書《化學(xué)》教材整體介紹[J]．教育，2016（40）；4-7．

*本人系江蘇省“十三五”重點資助課題“指向關(guān)鍵能力的初中化學(xué)創(chuàng)意課程實施研究”（項目編號E-a/2020/05）的研究成果之一?；瘜W(xué)教與學(xué)2022年第11期