仲小雨 王曉宇

摘 要：新課程標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施下，凸顯了化學(xué)課程的育人價(jià)值。本文基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，以化學(xué)核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，以木耳中鐵元素價(jià)態(tài)探究為例，探討了項(xiàng)目式學(xué)習(xí)在化學(xué)教育中的應(yīng)用。通過對(duì)木耳中鐵元素價(jià)態(tài)的探究，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，讓其掌握實(shí)驗(yàn)操作技能。最后基于整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施，對(duì)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)進(jìn)行總結(jié)反思。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目式學(xué)習(xí)；真實(shí)情境；木耳；鐵及其化合物

一、研究背景

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版2020年修訂）提出充分挖掘各學(xué)科課程教學(xué)對(duì)全面貫徹黨的教育方針、落實(shí)立德樹人根本任務(wù)、發(fā)展素質(zhì)教育的獨(dú)特育人價(jià)值。為全面提升學(xué)生核心素養(yǎng)，將化學(xué)學(xué)習(xí)落實(shí)于實(shí)際，因此真實(shí)、具體的問題情境是學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的重要平

臺(tái)[1]。化學(xué)源于生活，卻高于生活，高中生的化學(xué)學(xué)習(xí)不應(yīng)該局限在教科書和習(xí)題上，應(yīng)改變傳統(tǒng)的刷題模式，思考真實(shí)情境下的化學(xué)知識(shí)，形成科學(xué)家的思維模式，像科學(xué)家一樣思考，將知識(shí)內(nèi)化為學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，有助于學(xué)生形成終身學(xué)習(xí)的能力。

以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，打破單一學(xué)科壁壘，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科的融合教學(xué)，發(fā)展學(xué)習(xí)者終身學(xué)習(xí)的能力，以化學(xué)學(xué)科為載體融合項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，落實(shí)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)[2]。突破傳統(tǒng)“填鴨式”教學(xué)的禁錮，教師創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，以學(xué)生已有學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)為背景，建構(gòu)新的概念和技能，幫助學(xué)生更好地理解知識(shí)和技能，從而發(fā)展學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力[3]。

北京師范大學(xué)桑國元教授提出項(xiàng)目式學(xué)習(xí)聚焦深度學(xué)習(xí)與全面育人的價(jià)值觀[4]。選擇項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，將具體的知識(shí)融入真實(shí)項(xiàng)目之中，讓學(xué)生思考積極的學(xué)習(xí)活動(dòng)，從而發(fā)展學(xué)生的能力，培養(yǎng)學(xué)生“做中學(xué)”“做中思”的能力。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（Project Based Learning）是一種基于實(shí)際項(xiàng)目的學(xué)習(xí)方法，它強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過實(shí)踐來學(xué)習(xí)知識(shí)和技能。在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，學(xué)生通常會(huì)被分配到一個(gè)具體的項(xiàng)目，需要在一定的時(shí)間內(nèi)完成該項(xiàng)目，并且需要在整個(gè)過程中不斷地進(jìn)行反思和調(diào)整。這種學(xué)習(xí)方法可以幫助學(xué)生更好地理解和應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)，同時(shí)也可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力、團(tuán)隊(duì)合作能力和解決問題的能力。開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)的形成和發(fā)展具有重要意義，多種形式下的學(xué)習(xí)方式和教學(xué)途徑，形成開放性的思維模式，不再局限于一個(gè)“答案”，對(duì)學(xué)生完成知識(shí)建構(gòu)具有指導(dǎo)性作用。

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)以真實(shí)情境為載體，項(xiàng)目從構(gòu)建到實(shí)施到最后的結(jié)論，都是在潛移默化地幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)框架，把握知識(shí)脈絡(luò)，發(fā)展學(xué)生新的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，在真實(shí)情境中發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，為學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力的養(yǎng)成打下基礎(chǔ)。

二、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)內(nèi)容確立

（一）知識(shí)內(nèi)容確定

真實(shí)情境的構(gòu)建還原了化學(xué)學(xué)習(xí)的真實(shí)性和生活性，同時(shí)也在最大限度內(nèi)提升了化學(xué)課程實(shí)踐性，實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐性對(duì)形成證據(jù)推理素養(yǎng)具有重要作用[5]。元素化合物知識(shí)的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)是透過現(xiàn)象揭露本質(zhì)，現(xiàn)象是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的顯性表示，將基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和生活實(shí)驗(yàn)相融合，使化學(xué)學(xué)科知識(shí)不再是單一、無趣的，對(duì)于認(rèn)識(shí)化學(xué)的實(shí)際價(jià)值有重要意義，有助于建立宏觀和微觀之間的聯(lián)系，促進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的深刻理解。

本次課題選取新人教版化學(xué)必修一第三章第一節(jié)《鐵及其化合物》為例，該節(jié)課主要是以復(fù)習(xí)課的形式進(jìn)行呈現(xiàn)。首先，鐵及其化合物作為重要的元素化合物知識(shí)，在教材中發(fā)揮著重要作用，其一，是對(duì)氧化還原反應(yīng)和離子反應(yīng)理論模型的更深層次的認(rèn)識(shí)，也是金屬元素性質(zhì)研究的重要補(bǔ)充；其二，學(xué)生已經(jīng)具備鐵及其化合物相關(guān)知識(shí)儲(chǔ)備，但是學(xué)生的知識(shí)是零散的，通過本次項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，以氧化還原反應(yīng)理論為基，搭建豐富鐵元素價(jià)態(tài)變化的橋梁，是深化學(xué)生理解金屬元素性質(zhì)的方式之一。

其次，“鐵及其化合物”中不同鐵元素價(jià)態(tài)之間的轉(zhuǎn)化，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到豐富多彩的鐵世界，回顧遙遠(yuǎn)的“鐵器時(shí)代”，感慨赫赫有名的丹霞地貌，認(rèn)識(shí)人體中重要的微量元素鐵，鐵元素的重要性不言而喻。如何將生硬的化學(xué)知識(shí)與生活常識(shí)進(jìn)行融合，使學(xué)生置于真實(shí)的生活環(huán)境之中，更好地將知識(shí)與生活建立聯(lián)系，使知識(shí)不再是“死板”的，讓知識(shí)具有生活氣息?？蓪⑸畛ＷR(shí)融入課堂之中，使知識(shí)富有生活性，不再是冷冰冰的知識(shí)點(diǎn)。

最后，選擇《鐵及其化合物》這一節(jié)內(nèi)容，通過實(shí)驗(yàn)掌握“物質(zhì)決定性質(zhì)”重要觀念，同時(shí)通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題的能力，發(fā)展學(xué)生“實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)”的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。

（二）生活素材確定

在選擇實(shí)驗(yàn)材料時(shí)，注重實(shí)驗(yàn)材料的安全、健康且是生活常見的物質(zhì)，故選擇了木耳。將生活中常見的食品“木耳”搬入化學(xué)課堂中，使化學(xué)課堂具有生活性的同時(shí)變得更加生動(dòng)，不再是為了實(shí)驗(yàn)而實(shí)驗(yàn)，打破原有認(rèn)知誤區(qū)，化學(xué)不是“高高在上”的，化學(xué)學(xué)科可以是“接地氣”的。選取生活中的物品，真正做到將學(xué)生素養(yǎng)發(fā)展融入課堂教學(xué)之中，以學(xué)生為本，注重化學(xué)課程的實(shí)踐導(dǎo)向，注重學(xué)生思維培養(yǎng)，像科學(xué)家一樣思考化學(xué)的價(jià)值。

選擇木耳作為本次研究對(duì)象的原因，第一，木耳是一種常見的食用菌類，木耳質(zhì)地柔軟，口感細(xì)嫩，味道鮮美，富含蛋白質(zhì)、脂肪、糖類及多種維生素和礦物質(zhì)，有很高的營養(yǎng)價(jià)值，現(xiàn)代營養(yǎng)學(xué)家盛贊其為“素中之葷”。第二，木耳中含有極其豐富的鐵、維生素K，具有豐富的營養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值，木耳中鐵元素含量相比較其他蔬菜類含量較高，鐵元素是人體必需的微量元素之一，對(duì)于維持人體正常的生理功能和健康狀態(tài)具有重要的作用。因此，探究木耳中鐵元素的價(jià)態(tài)，了解木耳的營養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值具有重要的意義。

本次項(xiàng)目式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)主要是對(duì)黑木耳中鐵元素的定性檢驗(yàn)，鐵作為高中重要的元素化合物知識(shí)，鐵及其化合物存在形式及價(jià)態(tài)變化具有十分重要的作用。首先鐵價(jià)態(tài)變化是對(duì)氧化還原反應(yīng)理論的再認(rèn)識(shí)，是知識(shí)理解的一次升華；其次鐵金屬元素的學(xué)習(xí)是對(duì)高中為數(shù)不多的過渡金屬元素的認(rèn)識(shí)，是完善金屬元素學(xué)習(xí)方法的有效體現(xiàn)；最后通過鐵元素的不同物質(zhì)之間轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，掌握基本實(shí)驗(yàn)操作方法和理論，鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐能力。

在整個(gè)實(shí)踐過程中，學(xué)生首先掌握Fe2+與Fe3+的轉(zhuǎn)化與檢驗(yàn)，借助實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)深化對(duì)物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化的理解，強(qiáng)化氧化還原反應(yīng)理論學(xué)習(xí)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，逐步形成元素觀、物質(zhì)觀的重要化學(xué)觀點(diǎn)；其次提高實(shí)驗(yàn)探究的能力和認(rèn)識(shí)物質(zhì)的水平，形成物質(zhì)探究的一般思路，提升宏觀辨識(shí)與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的素養(yǎng)水平[6]。

三、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)實(shí)施過程

（一）基于理論預(yù)測鐵元素價(jià)態(tài)

總結(jié)鐵元素的相關(guān)價(jià)態(tài)，感受同種元素不同價(jià)態(tài)的知識(shí)體驗(yàn)，利用價(jià)類二維圖構(gòu)建鐵元素的常見化合物知識(shí)體系，對(duì)木耳中鐵元素存在的價(jià)態(tài)進(jìn)行預(yù)測。

結(jié)合鐵價(jià)態(tài)形式和鐵的化合物的相關(guān)性質(zhì)，對(duì)木耳中的鐵元素的價(jià)態(tài)形成初步概念。

1.有關(guān)三價(jià)鐵離子的性質(zhì)檢驗(yàn)梳理

①Fe3+具有強(qiáng)氧化性，可基于氧化性視角檢驗(yàn)三價(jià)鐵離子，如淀粉KI等。

②氫氧化鐵紅褐色沉淀，加入氫氧化鈉，產(chǎn)生紅褐色沉淀，可利用特殊離子沉淀顏色進(jìn)行分析。

③鐵離子絡(luò)合反應(yīng)，與硫氰化鉀生成血紅色配合物，形成血紅色溶液，作為三價(jià)鐵離子檢驗(yàn)的一種重要方法。

④顯色反應(yīng)：鐵離子可與苯酚形成紫色六苯氧合鐵離子，可用于鐵離子的定性檢驗(yàn)。

2.有關(guān)亞鐵離子性質(zhì)檢驗(yàn)梳理

①Fe2+具有還原性，利用還原性檢驗(yàn)亞鐵離子，如氯水、酸性高錳酸鉀等。

②氫氧化亞鐵沉淀的不穩(wěn)定性，F(xiàn)e2+與OH-結(jié)合生成不穩(wěn)定的Fe（OH）2，首先產(chǎn)生白色沉淀，再變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色沉淀，沉淀顏色變化可作為亞鐵離子判斷方法之一。

③鐵氰化鉀檢驗(yàn)亞鐵離子，產(chǎn)生藍(lán)綠色沉淀，是檢驗(yàn)亞鐵離子的重要方法。

通過上述性質(zhì)梳理工作，為更好地實(shí)施項(xiàng)目化學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

（二）基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)確定實(shí)施方案

素養(yǎng)為導(dǎo)向的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，旨在實(shí)踐中發(fā)展能力[7]。通過設(shè)計(jì)項(xiàng)目，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)過程和方法的完整思路，訓(xùn)練學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S，將項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方案進(jìn)行細(xì)化，有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行剖析，根據(jù)計(jì)劃完成整個(gè)木耳中鐵元素質(zhì)性分析。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的具體實(shí)施步驟包括以下幾個(gè)方面：

1.確定項(xiàng)目目標(biāo)：明確本次活動(dòng)的主要目標(biāo)，將目標(biāo)進(jìn)行分解，分析本次活動(dòng)中涉及的相關(guān)核心素養(yǎng)的發(fā)展，通過項(xiàng)目學(xué)習(xí)應(yīng)該獲得的能力，掌握的知識(shí)，構(gòu)建思維體系以及學(xué)生發(fā)展的核心素養(yǎng)。

2.組建小組：和同學(xué)進(jìn)行小組組建，組織和協(xié)調(diào)小組成員的學(xué)習(xí)和實(shí)踐活動(dòng)，對(duì)小組同學(xué)進(jìn)行任務(wù)分工，完成實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄匯總，整理成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。該項(xiàng)工作的目的是培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)。

3.制訂計(jì)劃：根據(jù)項(xiàng)目目標(biāo)和任務(wù)，制訂學(xué)習(xí)計(jì)劃和實(shí)踐計(jì)劃，明確組員的具體任務(wù)和時(shí)間節(jié)點(diǎn)，把握好項(xiàng)目完成節(jié)點(diǎn)。

4.實(shí)施項(xiàng)目：小組同學(xué)按照計(jì)劃進(jìn)行學(xué)習(xí)和實(shí)踐活動(dòng)，每個(gè)小組成員負(fù)責(zé)完成自己的任務(wù)，并與組員協(xié)作完成完整項(xiàng)目任務(wù)，匯總結(jié)果。

5.總結(jié)評(píng)價(jià)：項(xiàng)目結(jié)束后，組員進(jìn)行總結(jié)和評(píng)價(jià)，反思自己的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，小組合作工作進(jìn)行復(fù)盤，明確自己的得失，提出改進(jìn)意見和建議，詢問教師意見，對(duì)此次活動(dòng)進(jìn)行結(jié)項(xiàng)。

四、以木耳中鐵元素探究為例的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)教學(xué)過程

（一）確定教學(xué)目標(biāo)

本項(xiàng)目的目標(biāo)是探究木耳中鐵元素的價(jià)態(tài)，了解鐵元素在生物體內(nèi)的作用和重要性，通過研究明確木耳的營養(yǎng)價(jià)值。學(xué)習(xí)化學(xué)分析方法和掌握實(shí)驗(yàn)技能，形成證據(jù)意識(shí)、實(shí)驗(yàn)探究能力，能基于理論模型選擇合理的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

（二）確定教學(xué)流程

【教師活動(dòng)】教師將學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)需求進(jìn)行分組，進(jìn)行小組編號(hào)1，2，3，自薦組長，負(fù)責(zé)小組的實(shí)驗(yàn)安全和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集以及小組實(shí)驗(yàn)結(jié)論匯報(bào)，對(duì)小組成員進(jìn)行任務(wù)分工，責(zé)任到每個(gè)組員。

【教師活動(dòng)】采購分發(fā)藥品，將從商場采購的50g干木耳分發(fā)給學(xué)生，學(xué)生進(jìn)行稱量。

【教師活動(dòng)】試劑和儀器提供。試劑：干木耳、氯水、0.1mol/L的鹽酸溶液、0.1mol/L硫氰化鉀、0.1mol/L鐵氰化鉀、0.1mol/L硫酸溶液、0.1mol/L酸性高錳酸鉀溶液、0.1mol/L氫氧化鈉溶液。儀器：電子天平、烘箱、研缽、研杵、濾紙、抽濾裝置、量筒、移液管、酒精燈等。

【學(xué)生活動(dòng)】小組同學(xué)分別稱量10g干木耳，利用研缽進(jìn)行研磨粉碎，研磨的目的是增加木耳的接觸面積，從而增加木耳中鐵元素在溶液中溶解的量，縮短溶解時(shí)間。

【教師活動(dòng)】給學(xué)生提供紙質(zhì)資料，學(xué)生從材料中尋找答案，有助于培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)意識(shí)和歸納信息的能力。

【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生通過查閱資料，發(fā)現(xiàn)木耳中的鐵元素不易溶解在水中，故考慮酸溶，將木耳置于20ml0.1mol/L的鹽酸溶液進(jìn)行浸泡，浸泡時(shí)間約10分鐘，明確浸泡目的，使木耳中的鐵元素充分溶解在鹽酸溶液中。

將木耳分為三組，分別標(biāo)為對(duì)照組、實(shí)驗(yàn)組若干。將木耳渣和溶液進(jìn)行過濾，得到濾渣和濾液，將濾液分為三份，分別進(jìn)行編號(hào)1，2，3。

分別向1號(hào)試管中加入KSCN溶液，2號(hào)試管中加入氫氧化鈉溶液，3號(hào)試管中加入酸性高錳酸鉀做對(duì)比實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄：

現(xiàn)象：1號(hào)試管溶液變?yōu)檠t色，2號(hào)試管產(chǎn)生紅褐色沉淀，3號(hào)試管酸性高錳酸鉀溶液褪色。

結(jié)論：說明溶液中既存在Fe2+也存在Fe3+。

小組匯報(bào)，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)論，基于結(jié)論分析原因并進(jìn)行匯報(bào)，與已有知識(shí)建立聯(lián)系

【教師總結(jié)】對(duì)學(xué)生活動(dòng)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，并對(duì)學(xué)生進(jìn)行補(bǔ)充和說明，通過價(jià)類二維圖總結(jié)鐵元素化合物知識(shí)，總結(jié)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)成果，突顯學(xué)科核心素養(yǎng)。

結(jié)束語

基于真實(shí)情境下的化學(xué)項(xiàng)目選擇對(duì)于深化“鐵及其化合物”知識(shí)點(diǎn)的理解具有重要意義，選材貼近生活，將化學(xué)與生活實(shí)際相結(jié)合，突出了化學(xué)學(xué)科的可操作性以及可實(shí)踐性，同時(shí)體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科作為認(rèn)識(shí)科學(xué)發(fā)展的重要橋梁，著重凸顯化學(xué)學(xué)科育人價(jià)值。解決木耳中鐵元素價(jià)態(tài)的問題，通過查閱文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，是在逐步提升學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)，通過真實(shí)情境和多樣探究，在潛移默化中讓學(xué)生形成創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，通過本次實(shí)驗(yàn)，也彰顯了學(xué)科獨(dú)一無二的育人價(jià)值。

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是將單一的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行拆分，形成系統(tǒng)的知識(shí)體系和思維體系。通過項(xiàng)目實(shí)施，深化學(xué)生知識(shí)理解，尊重學(xué)生作為課堂教學(xué)的主體，徹底打破常規(guī)的教師“滿堂灌”“填鴨式”的課堂，將分散的知識(shí)體系、局限的思維定式通過小組的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)進(jìn)行整合，形成完整思維過程和思考邏輯。從組隊(duì)、討論選材、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)記錄，到最后結(jié)論分析，都是在打破原有的思維壁壘，完善思維體系的過程，深化了知識(shí)的理解，并且在學(xué)習(xí)實(shí)踐過程中，組員的討論、教師的指點(diǎn)，也是一步步建構(gòu)知識(shí)體系的過程。

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[7]陳婷婷.基于化學(xué)核心素養(yǎng)的項(xiàng)目式教學(xué)實(shí)踐：造紙工藝中的化學(xué)[J].化學(xué)教與學(xué)，2022（19）：22-26.

本文系中國校園健康行動(dòng)2023年重點(diǎn)課題“基于Ubd模式的高中化學(xué)教學(xué)研究”（項(xiàng)目編號(hào)：EDU0509）的研究成果。