摘 要：項目式學(xué)習(xí)即基于項目的學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)立足現(xiàn)實(shí)情境，明確核心任務(wù)，整合教學(xué)內(nèi)容。以“初探食品用脫氧劑”為主題進(jìn)行項目式學(xué)習(xí)，分別探究脫氧劑的成分、作用、能量變化、脫氧原理和回收利用，幫助學(xué)生構(gòu)建鐵及其化合物的知識網(wǎng)絡(luò)；并且，利用手持技術(shù)和自制教具，引導(dǎo)學(xué)生從定性到定量地認(rèn)識生活中常見的物質(zhì)，在科學(xué)探究中發(fā)展化學(xué)核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué)；項目式學(xué)習(xí)；核心素養(yǎng)；食品用脫氧劑

項目式學(xué)習(xí)即基于項目的學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)立足現(xiàn)實(shí)情境，明確核心任務(wù)，整合教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)中，可以設(shè)置獨(dú)立的或關(guān)聯(lián)的多個學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生在完成任務(wù)的過程中達(dá)成同化或順應(yīng)，從而構(gòu)建新的知識體系。^［1］在項目式學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生逐漸掌握學(xué)習(xí)的主動權(quán)，進(jìn)而主動地探尋知識、解決問題，真正地做到學(xué)以致用。初三復(fù)習(xí)階段，學(xué)生已經(jīng)掌握了鐵及其化合物的化學(xué)性質(zhì)，且具備了基本的實(shí)驗(yàn)設(shè)計和動手操作能力。但是，學(xué)生對物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的認(rèn)識很零散，沒有形成結(jié)構(gòu)化、網(wǎng)絡(luò)化的知識體系，且利用化學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力相對薄弱。因此，嘗試開展基于真實(shí)情境的項目式學(xué)習(xí)——“初探食品用脫氧劑”，從而激發(fā)學(xué)生的探究熱情，幫助學(xué)生構(gòu)建系統(tǒng)的知識網(wǎng)絡(luò)，提高解決實(shí)際問題的能力。

一、教學(xué)目標(biāo)

1. 通過探究食品用脫氧劑，梳理鐵及其化合物的相關(guān)性質(zhì)，構(gòu)建系統(tǒng)的知識網(wǎng)絡(luò)圖，進(jìn)而利用所學(xué)知識解決實(shí)際問題。

2. 利用數(shù)字化傳感器和自制教具設(shè)計創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，從定性到定量地認(rèn)識生活中常見的物質(zhì)，發(fā)展定量分析觀。

3. 在探究食品用脫氧劑的過程中，發(fā)展化學(xué)觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究與實(shí)踐、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等化學(xué)核心素養(yǎng)。

二、教學(xué)思路

本節(jié)課以“初探食品用脫氧劑”為主題引導(dǎo)學(xué)生開展項目式學(xué)習(xí)，通過提出“脫氧劑的成分是什么”“脫氧劑真的能脫氧嗎”“脫氧劑脫氧時真的會放熱嗎”“脫氧劑的脫氧原理是什么”等問題，引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)鐵及其化合物的化學(xué)性質(zhì)，利用已有的知識解決實(shí)際問題，在解決問題的過程中發(fā)展核心素養(yǎng)。具體思路見圖1。

三、教學(xué)過程

（一）創(chuàng)設(shè)情境，引入項目主題

師 月餅、堅果等食品包裝袋中常常有一小包食品用脫氧劑，很多同學(xué)對其非常好奇，那么大家最想了解什么？

（學(xué)生分組討論，匯報最想了解的問題。教師梳理、匯總學(xué)生的問題：1. 脫氧劑的主要成分是什么？2. 脫氧劑真的能脫氧嗎？3. 脫氧劑脫氧時真的會放出熱量嗎？4. 脫氧劑是如何脫氧的？5. 脫氧劑使用后該如何處理？）

以食品用脫氧劑作為切入口，通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)的化學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生積極思考；同時，以學(xué)生為主體，解決他們最想了解的問題，從而確定項目的核心任務(wù)。

（二）實(shí)驗(yàn)探究，解決項目任務(wù)

【任務(wù)1】探究脫氧劑的主要成分

（學(xué)生活動：撕開食品用脫氧劑的包裝，倒出少量脫氧劑于濾紙上，觀察顏色和狀態(tài)。）

師 脫氧劑是什么顏色、狀態(tài)？

生 灰黑色的粉末，主要成分是黑色的。

師 初中階段常見的黑色固體有哪些？

生 單質(zhì)有碳粉和鐵粉等，氧化物有CuO、Fe₃O₄和MnO₂等。

師 （出示食品用脫氧劑的成分說明書）由說明書可知，脫氧劑的主要成分是鐵粉。請同學(xué)們先回憶一下鐵的有關(guān)性質(zhì)，然后設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證脫氧劑中確實(shí)含有鐵粉。

（學(xué)生小組合作，畫出Fe的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖，設(shè)計的實(shí)驗(yàn)方案匯總在表1中。）

（學(xué)生用磁鐵靠近脫氧劑，發(fā)現(xiàn)黑色固體能被磁鐵吸引，猜測：食品用脫氧劑的主要成分是鐵粉。）

師 能被磁鐵吸引的黑色固體一定是鐵嗎？

（教師展示資料：黑色固體Fe₃O₄可以被磁鐵吸引。）

生 由于鐵粉可以和稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，而Fe₃O₄和稀鹽酸反應(yīng)無法產(chǎn)生氫氣，因此可以通過滴加稀鹽酸的方法進(jìn)行鑒別。

（學(xué)生活動：取少量磁鐵上的黑色固體于試管中，滴加適量的稀鹽酸，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生大量氣泡。）

師 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們驗(yàn)證了食品用脫氧劑的主要成分是鐵粉。

以探究脫氧劑的主要成分為項目任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)金屬鐵的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，利用所學(xué)知識設(shè)計合理的實(shí)驗(yàn)方案，小組合作共同完成探究任務(wù)。這樣的過程，體現(xiàn)了利用化學(xué)知識解釋和解決生活中實(shí)際問題的要求，能夠提升學(xué)生的化學(xué)觀念和科學(xué)思維。

【任務(wù)2】探究脫氧劑的作用和脫氧時的能量變化

師 如何設(shè)計實(shí)驗(yàn)證明脫氧劑確實(shí)可以吸收空氣中的氧氣，同時會放出熱量？

生 將包裹有脫氧劑的棉花塞在試管底部，然后將試管倒扣在盛有適量水的培養(yǎng)皿中，靜置一段時間，可以觀察到試管中的液面上升，說明脫氧劑可以吸收空氣中的氧氣。

生 取少量脫氧劑放入醫(yī)用注射器的針筒中，然后用橡皮泥封住注射頭。一段時間后，可以發(fā)現(xiàn)注射器的活塞向刻度小的方向移動，說明脫氧劑確實(shí)可以脫氧。

生 用手觸摸脫氧劑的外包裝，一段時間后發(fā)現(xiàn)發(fā)燙，說明脫氧劑在脫氧的過程中確實(shí)會放出熱量。

師 以上實(shí)驗(yàn)方案都具有可行性，請思考一下這些方案又有什么缺點(diǎn)？

生 耗時長、不夠精準(zhǔn)。

師 老師設(shè)計了一個創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，可以快速而精準(zhǔn)地測定裝置中的氧氣含量和溫度變化，（出示下頁圖2）這是實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。實(shí)驗(yàn)步驟如下：取適量脫氧劑于自制的過濾袋中，將其塞進(jìn)自制的玻璃儀器中，然后分別插入氧氣傳感器和溫度傳感器，打開計算機(jī)軟件，點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)采集”按鈕，測量裝置中的氧氣含量和溫度隨著時間變化的情況，300s后停止實(shí)驗(yàn)，保存實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。（出示數(shù)據(jù)圖）這是數(shù)字化傳感器檢測到的氧氣含量和溫度隨時間變化的曲線。

生 從圖中可以看出，初始時裝置中的氧氣含量是16.43%，隨著時間的推移，氧氣含量逐漸減少，300s時氧氣含量僅為15.60%；初始時裝置中的溫度是30.8℃，隨著時間的推移，溫度逐漸升高，300s時溫度達(dá)到了34.2℃。

師 脫氧劑確實(shí)可以吸收空氣中的氧氣，使氧氣含量減少，且在脫氧過程中會放出熱量，使溫度升高。

以任務(wù)驅(qū)動的形式激發(fā)學(xué)生深度思考，可以讓學(xué)生在鞏固知識的同時提高設(shè)計實(shí)驗(yàn)、操作實(shí)驗(yàn)和評價實(shí)驗(yàn)方案的能力?；跀?shù)字化傳感器和自制教具的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，操作簡單，將隱性的現(xiàn)象顯性化，定性的實(shí)驗(yàn)定量化，能夠豐富學(xué)生的思維方式，有效發(fā)展其科學(xué)思維、科學(xué)探究與實(shí)踐素養(yǎng)。

【任務(wù)3】探究脫氧劑的脫氧原理

師 （展示資料）查閱資料可知：食品用脫氧劑的脫氧原理和鐵銹蝕的原理類似。鐵生銹的原理是什么呢？

生 鐵與空氣中的氧氣和水蒸氣同時接觸反應(yīng)，生成鐵銹（主要成分是Fe₂O₃）。

師 要想證明脫氧劑的脫氧原理和鐵銹蝕的原理類似，就要證明已使用的脫氧劑中含有Fe₂O₃。請同學(xué)們回憶Fe₂O₃的化學(xué)性質(zhì)，然后設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行驗(yàn)證。

（學(xué)生小組合作，補(bǔ)充畫出Fe₂O₃的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖，設(shè)計的實(shí)驗(yàn)方案匯總在表2中。）

（學(xué)生活動：取少量已使用的脫氧劑于試管中，滴加適量的稀鹽酸，發(fā)現(xiàn)固體逐漸消失，溶液由無色變成略帶淺綠色的黃色，同時有少量氣泡產(chǎn)生。）

師 為什么會有氣泡產(chǎn)生？FeCl₃溶液應(yīng)該呈現(xiàn)黃色，為什么會有一點(diǎn)淺綠色？

生 已使用的脫氧劑中有部分鐵粉未被氧化，鐵粉和稀鹽酸接觸反應(yīng)生成FeCl₂和氫氣，F(xiàn)eCl₂溶液呈淺綠色，因此會有氣泡產(chǎn)生，且溶液會略帶淺綠色。

師 （展示資料：鐵可以和氯化鐵溶液發(fā)生反應(yīng)：Fe+2FeCl₃3FeCl₂，鐵粉逐漸消失，溶液由黃色變成淺綠色）由資料卡片可知，黃色溶液中略帶淺綠色還可能是未被氧化的鐵粉和FeCl₃溶液反應(yīng)而形成的。因此，通過溶液顏色變化證明Fe³⁺的存在進(jìn)而驗(yàn)證已使用的脫氧劑中含有Fe₂O₃的方法不可取。那么，如何準(zhǔn)確地檢驗(yàn)Fe³⁺的存在呢？

（教師展示資料：滴加KSCN溶液，如果溶液變成血紅色，則原溶液中含有Fe³⁺。學(xué)生活動：向試管中的溶液中滴加2滴KSCN溶液，發(fā)現(xiàn)溶液立即變成血紅色，說明原溶液中存在Fe³⁺，進(jìn)而證明已使用的脫氧劑中確實(shí)含有Fe₂O₃。）

生 脫氧劑的脫氧原理和鐵銹蝕的原理類似，即鐵與氧氣、水蒸氣同時接觸反應(yīng)，產(chǎn)物的主要成分為Fe₂O₃。

學(xué)生已經(jīng)具備了Fe₂O₃化學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)知識，通過探究脫氧劑脫氧原理的任務(wù)，加深和拓展相關(guān)知識，在質(zhì)疑中思考，在實(shí)驗(yàn)中求證，在問題驅(qū)動中建立科學(xué)探究的認(rèn)知模型，感受探究的樂趣，發(fā)展化學(xué)觀念、科學(xué)探究與實(shí)踐等核心素養(yǎng)。

【任務(wù)4】探究脫氧劑使用后的處理

師 南京市已推廣落實(shí)垃圾分類政策，根據(jù)垃圾分類的要求，已使用的脫氧劑屬于什么類型的垃圾？

生 可回收垃圾。

師 如何回收利用已使用的脫氧劑？

生 由Fe₂O₃的化學(xué)性質(zhì)可知，可以使用C、CO、H₂還原已使用的脫氧劑，生成金屬鐵，從而變廢為寶，回收、重復(fù)利用金屬資源。

引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)視角分析如何變廢為寶，回收、重復(fù)利用金屬資源，要求學(xué)生應(yīng)用化學(xué)知識解決實(shí)際問題，在鞏固和構(gòu)建知識體系的同時，發(fā)展科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等核心素養(yǎng)。

四、教學(xué)反思

本節(jié)復(fù)習(xí)課以“初探食品用脫氧劑”為項目主題，以四個任務(wù)為驅(qū)動，每個任務(wù)中又包含不同的核心問題，從而引領(lǐng)學(xué)生在層層遞進(jìn)的問題中將零散的知識進(jìn)行整合和遷移，構(gòu)建一個完整的知識體系，形成結(jié)構(gòu)化思維，提高復(fù)習(xí)效率。同時，項目任務(wù)與日常生活息息相關(guān)，能夠有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生溝通交流能力的提升。完成任務(wù)的過程也是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的過程。

“探究食品用脫氧劑的主要成分”任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)金屬鐵的性質(zhì)并設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，解釋和解決生活中的實(shí)際問題?！疤骄棵撗鮿┑淖饔煤兔撗鯐r的能量變化”任務(wù)，包括基于手持技術(shù)和自制教具的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)探究，能夠促進(jìn)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的“三化”：（1）生活化。食品用脫氧劑是日常生活中常見的物質(zhì)，利用身邊的物質(zhì)進(jìn)行探究，可以發(fā)展用化學(xué)的思維思考現(xiàn)實(shí)世界的能力。（2）數(shù)字化。運(yùn)用手持技術(shù)可以豐富認(rèn)知方式，提升數(shù)形結(jié)合和數(shù)據(jù)分析的能力。（3）綠色化。探究過程中沒有污染物產(chǎn)生，且可以回收利用金屬資源。“探究脫氧劑的脫氧原理”任務(wù)，帶領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的一般過程（提出問題—作出猜想—設(shè)計實(shí)驗(yàn)—開展實(shí)驗(yàn)—分析論證—得出結(jié)論—交流討論），建立科學(xué)探究的認(rèn)知模型，發(fā)展科學(xué)思維、科學(xué)探究與實(shí)踐等核心素養(yǎng)?！疤骄棵撗鮿┦褂煤蟮奶幚怼比蝿?wù)，讓學(xué)生從化學(xué)視角分析資源回收利用和環(huán)境保護(hù)，形成強(qiáng)烈的社會責(zé)任感，促進(jìn)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)的發(fā)展。^［2］

參考文獻(xiàn)：

［1］孫成余.“項目式學(xué)習(xí)”視域下化學(xué)核心素養(yǎng)落地的實(shí)踐應(yīng)答——以“水的凈化”活動設(shè)計為例［J］.中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2019（11）：33.

［2］吳星.全面提高學(xué)生義務(wù)教育化學(xué)課程所要培養(yǎng)的核心素養(yǎng)——《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》解讀（一）［J］.化學(xué)教學(xué)，2022（9）：4.