摘 要：基于STSE教育理念，分析高中化學(xué)項目式教學(xué)的核心內(nèi)容，然后以“重要的元素化合物”中的“氯及其化合物”一課為例，闡述如何開展基于STSE教育的項目式教學(xué)，旨在通過此促進學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，為新型教學(xué)模式的探索提供新的路徑.

關(guān)鍵詞：STSE教育；項目式學(xué)習(xí)；“重要的元素化合物”；高中化學(xué)

中圖分類號：G632"" 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A"" 文章編號：1008-0333（2023）09-0096-03

1 基于STSE教育的項目式教學(xué)核心內(nèi)容

（1）創(chuàng)建與STSE有關(guān)真實的項目情境.

（2）設(shè)計挑戰(zhàn)性強的驅(qū)動型問題.

（3）注重教學(xué)資源的搜集與運用.

（4）引導(dǎo)學(xué)生分組，積極交流研討.

（5）分析學(xué)生活動.

（6）實施多樣化評價.

（7）展示項目成果.

2 基于STSE教育的項目式教學(xué)設(shè)計與實施

2.1 基于STSE教育的項目式教學(xué)設(shè)計2.1.1 選擇項目主題

新課程標(biāo)準(zhǔn)中對于“元素化合物”的教學(xué)，要求內(nèi)容要貼近生活與社會實際，將化學(xué)與其他學(xué)科聯(lián)系，科學(xué)把握項目主題的難易程度，促使學(xué)生在項目式活動中，在學(xué)習(xí)化學(xué)知識同時，提升化學(xué)核心素養(yǎng).人教版必修一中第二章第二節(jié)《氯及其化合物》一課中的“自來水廠凈水消毒使用含氯消毒劑”內(nèi)容，可以作為項目主題，居民用水需要經(jīng)過檢測，合格后才能用于生活生產(chǎn)，如果是不合格的水則要進行再處理才能繼續(xù)使用［1］.所以將凈水過程當(dāng)作一個學(xué)習(xí)項目，讓高中生知道自來水廠的凈水原理，然后分析其中的化學(xué)知識，促使知識結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)化，讓學(xué)生將學(xué)習(xí)到的化學(xué)知識運用到生活與社會中.

2.1.2 分析項目內(nèi)容

本次項目的制定是依據(jù)人教版必修一第二章第二節(jié)中的《氯及其化合物》的內(nèi)容，是學(xué)生進入高中以來，第一次系統(tǒng)地接觸這類知識，對其思維發(fā)展有重要作用.經(jīng)過對探究自來水廠凈水消毒原理，讓學(xué)生掌握氯及其化合物的性質(zhì)，使用類比的方法總結(jié)價態(tài).

2.1.3 制定項目目標(biāo)

結(jié)合教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生學(xué)情，制定本節(jié)課的項目教學(xué)目標(biāo)為：第一，從化合價的角度，探究物質(zhì)氧化性與還原性性質(zhì)，知道自來水廠凈水消毒流程與原理，能夠自主制作工業(yè)流程圖；第二，學(xué)會建立二維圖模型，在小組合作中設(shè)計實驗，以此提升學(xué)生創(chuàng)新意識與科學(xué)探究能力；第三，學(xué)生掌握漂白粉的消毒漂白原理，知道漂白粉的正確使用方法；第四，通過本次項目的學(xué)習(xí)，知道ClO2在生活中的運用，增強學(xué)生社會責(zé)任感與科學(xué)態(tài)度.

2.1.4 明確項目流程

第一，項目規(guī)劃階段.預(yù)習(xí)項目內(nèi)容（20min），確定項目小組（15min）；第二，項目實施階段.任務(wù)一：探索自來水廠中，簡易井水消毒流程（30min）.任務(wù)二，探究含鋁消毒劑—漂白粉的消毒原理（25min）.任務(wù)三，探究含氯消毒劑—ClO2的消毒原理（15min）；第三，項目展示階段（15min）；第四，項目評價階段（15min）.

2.2 基于STSE教育的項目式教學(xué)的實施

2.2.1 項目規(guī)劃階段

第一，項目預(yù)習(xí).在高一年級，學(xué)生們初次接觸項目式學(xué)習(xí)，雖然對其非常感興趣，但是對很多任務(wù)不熟悉.所以需要學(xué)生在預(yù)習(xí)階段熟悉項目中的任務(wù)，可以通過自主查找資源學(xué)習(xí)，借助媒體渠道提前做好準(zhǔn)備，保證課堂有序地進行.教師可以發(fā)放與項目子任務(wù)有關(guān)的項目預(yù)習(xí)清單，其中的內(nèi)容為：任務(wù)一，探索自來水廠簡易凈水流程.問題為：自來水廠是通過什么凈化污水的？你能描述簡易的工藝流程嗎？為什么在凈水過程中加了兩次藥？以此讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)與書籍，查找自來水廠的凈水流程信息；通過自主探究與小組合作，制定簡易的凈水工藝流程；結(jié)合自己舊知識，知道為什么在凈水的時候加了兩次“氯”；任務(wù)二，含氯消毒劑的消毒原理—漂白粉［2］.問題為：漂白粉如何保存？漂白粉的消毒原理是什么？漂白粉會和什么發(fā)生反應(yīng)？以此讓學(xué)生在預(yù)測漂白粉的推理原理基礎(chǔ)上，設(shè)計實驗探究漂白粉的保存方法；任務(wù)三：知道ClO2的消毒原理.問題為：請嘗試從氧化還原反應(yīng)的角度分析ClO2的消毒原理，使用ClO2處理過的水，會產(chǎn)生一定量的亞氯酸鹽雜質(zhì)，該怎么處理這些雜質(zhì)？ClO2除了用于水的消毒，還能用在哪些方面？通過此讓學(xué)生推測ClO2的性質(zhì)，提前搜集資料，知道ClO2在生活社會中的實際應(yīng)用.

第二，確定項目小組.基于STSE教育進行的項目式教學(xué)，可以將班級42名學(xué)生，將不同成績段（如100-90、90-80、80-70等）的學(xué)生分成一組，一共分成6組，保證每一名學(xué)生都在小組中.

2.2.2 項目實施階段

任務(wù)一，探索自來水廠簡易的凈水流程.通過學(xué)生提前的預(yù)習(xí)，直接提出問題“你知道水中還有哪些雜質(zhì)嗎？”“自來水廠是怎么凈化污水的？”讓小組中派代表回答問題，通過提前資料的查詢，學(xué)生回答“水中包含溶解物、懸浮物、膠體三種物質(zhì)”“通過消毒手段凈化污水”.然后讓學(xué)生直接展示課前預(yù)習(xí)階段制定的自來水廠凈水工藝流程.在此通過引入生活情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，然后在問題的驅(qū)動下，促使學(xué)生以小組的形式進行討論，培養(yǎng)語言表達(dá)能力.如第一小組學(xué)生總結(jié)，自來水的簡易凈水流程分為兩個階段，第一階段為：加藥、消毒、沉淀、過濾；第二階段：加藥、消毒.第二小組總結(jié)自來水凈化流程為：加入混凝劑，如鐵鹽、鋁鹽，讓水中的膠體沉淀.然后加入石灰，調(diào)節(jié)水中的pH.兩個小組制定的凈化水的流程都加入兩次藥物，其目的為：作為氧化劑，對水中的有機物、藻類等物質(zhì)進行預(yù)處理、茶菌.常用的氧化劑有二氧化氯、氯、次氯化鈣、臭氧等.在此經(jīng)過組內(nèi)的交流，制定工藝流程，能夠培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力.然后通過資料的搜集，讓學(xué)生先初步了解凈水處理技術(shù)，擴展視野，增強信息搜集的能力.通過資料了解到自來水的消毒方法有很多種之后，再讓學(xué)生討論一下在學(xué)習(xí)中獲得的啟示.即由此可以知道，自來水廠中的凈水工藝原理有物理與化學(xué)兩種方法，以此讓學(xué)生意識到解決實際問題有時需要跨學(xué)科，將各學(xué)科知識綜合起來.

任務(wù)二，含氯消毒劑的消毒原理—漂白粉.教師為學(xué)生講解以前的工業(yè)上，是通過氯氣進行自來水的殺菌與消毒的.在此提出問題“為什么氯氣溶于水，能夠消毒殺菌？”小組合作探究，總結(jié)出氯氣的化學(xué)性質(zhì)，即氯氣與水反應(yīng)生成次氯酸，次氯酸有較強的氧化性，可以將水中的微生物細(xì)胞中的酶氧化，阻止蛋白質(zhì)合成導(dǎo)致死亡，以此消滅水中的病毒.在此，小組學(xué)生利用所學(xué)的化學(xué)知識，解答生活中事物的原理，聯(lián)系新舊知識，學(xué)以致用.教師講解：在最早的時候我們是用氯氣消毒的，但是氯氣在和水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的時候，生成的有機氯化物，會對人體造成傷害.所以后來國家規(guī)定了應(yīng)用水的含氯標(biāo)準(zhǔn)，并倡導(dǎo)使用新的自來水消毒劑，如ClO2.引導(dǎo)學(xué)生從社會的角度探究化學(xué)問題，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感.

接著進行項目的引導(dǎo)，如“農(nóng)村打水井后，需要對井內(nèi)的水進行消毒與殺菌，人們最常用的是漂白粉”根據(jù)此提出問題“漂白粉的成分是什么？”引導(dǎo)學(xué)生提出Ca（ClO）2，接著提問“漂白粉的消毒殺菌原理是什么？”讓學(xué)生從化合價的角度，分析

Ca（ClO）2中的氯元素化合價為+1，然后在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)中還能知道Ca（ClO）2有氧化性.再提出問題“Ca（ClO）2有氧化性，它會和誰發(fā)生反應(yīng)？”由此引導(dǎo)學(xué)生預(yù)測，然后選擇適合的設(shè)備與試劑，讓學(xué)生分組設(shè)計與進行實驗.以第三組實驗為例進行介紹：取2支試管，讓其中加入相同量的淀粉與KI溶液，再向試管1中加入氯化鈣和氫氧化鈣溶液，向試管2中加入稀釋好的等量漂白粉溶液，記錄、觀察實驗現(xiàn)象.讓學(xué)生通過實驗的探究過程，對自己的預(yù)測進行證實，發(fā)展嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度.在實驗過程中，如果學(xué)生們遇到困難，教師要給予適合地指導(dǎo)，并提供基礎(chǔ)支持.此實驗現(xiàn)象為：試管1中無明顯現(xiàn)象，試管2中的溶液變藍(lán).說明溶液中的I被氧化成單質(zhì)，所以遇到淀粉變藍(lán).以此得到漂白粉中的Ca（ClO）2有氧化性的結(jié)論.當(dāng)然，其他小組也做出不同的實驗，都能證明Ca（ClO）2有氧化性的特點.最后探究漂白粉的消毒原理，讓各小組獨立完成，然后在班級中總結(jié).

任務(wù)三，探究ClO2的消毒原理.教師提供技術(shù)支持，引導(dǎo)學(xué)生多渠道搜索二氧化氯的信息，然后在班級中展示搜集到的資料.在學(xué)生們展示資料搜集成果后，教師繼續(xù)講解“我們生活中有一種常備的消毒、殺菌劑，就是二氧化氯泡騰片，它可以溶于水，生成ClO2氣體.”接著提出問題“請你預(yù)測ClO2有沒有氧化性.”引導(dǎo)學(xué)生從化合價的角度分析，如ClO2中的氯元素是+4價，所以有氧化性性質(zhì)，有消毒作用.

接著提出問題“在進行水的殺菌消毒時，使用的是ClO2.在此要想再除去超標(biāo)的亞氯酸鹽，能否使用明礬、鹽酸、碘酸鉀、硫酸亞鐵等，請你們分別探索這些物質(zhì)是否能真正除去亞氯酸鹽.”經(jīng)過實驗，發(fā)現(xiàn)硫酸亞鐵適合去除水中超標(biāo)的亞氯酸鹽.在實驗中得到硫酸亞鐵有還原性，并且三價鐵離子在水中還有吸附作用.教師繼續(xù)出示問題“ClO2除了被運用到自來水的消毒，還能用到哪些方面？讓學(xué)生分組討論總結(jié)，得到食品公司、口腔消毒、水產(chǎn)養(yǎng)殖的水體消毒等.在問題的驅(qū)動下，教師引導(dǎo)學(xué)生從化合價的角度做學(xué)習(xí)知識的框架，然后展示結(jié)果.

2.2.3 項目展示階段

經(jīng)過項目式學(xué)習(xí)，讓學(xué)生們從物質(zhì)類別與價態(tài)兩方面，構(gòu)建化合物有關(guān)的知識框架，然后展示學(xué)習(xí)成果，先在小組間進行互評，然后教師總評，展示優(yōu)秀的學(xué)習(xí)成果，對開展項目式學(xué)習(xí)的學(xué)生給予客觀的指導(dǎo)與鼓勵.

2.2.4 項目評價階段

基于STSE教育的項目式教學(xué)評價，使用學(xué)生自評、互評與教師總評結(jié)合的形式，分別從運用知識、學(xué)習(xí)意志、歸納與表征、創(chuàng)新能力、實驗探究角度著手進行評價.在小組學(xué)生完成成果展示之后，教師發(fā)放學(xué)習(xí)評價標(biāo)準(zhǔn)表，讓學(xué)生根據(jù)評價標(biāo)準(zhǔn)，進行組間與教師評價，然后取所有人評價的平均分，教師表揚評分高的，鼓勵與點撥表現(xiàn)有欠缺的學(xué)生.

參考文獻(xiàn)：

［1］ 姜建文，陶端健，劉曉玲，等.基于OBE理念的“化學(xué)教學(xué)設(shè)計與實施”課程建設(shè)與教學(xué)實踐［J］.化學(xué)教育（中英文），2022，43（12）：68-76.

［2］ 尹遜朋.指向創(chuàng)新素養(yǎng)培育的普通高中項目式教學(xué)實踐與研究［J］.中國教育學(xué)刊，2022（04）：96-100.

［責(zé)任編輯：季春陽］

收稿日期：2022-12-25

作者簡介：徐玉根（1974.8-），男，江蘇省南京人，中學(xué)一級教師，從事高中化學(xué)教學(xué)研究.