學科素養(yǎng)視角下的項目式教學實踐

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(zhì)”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(zhuǎn)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(cè)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(nèi)在的學習潛能。

朱志江等認為，化學學科素養(yǎng)的知識架構(gòu)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(jù)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]。基于此，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(zhì)”的復習課教學案例。如何創(chuàng)設真實的情境，設計有驅(qū)動性的問題，在復習課階段幫助學生把習得的知識轉(zhuǎn)化為關鍵能力和必備品格，需要教師從素養(yǎng)角度對該內(nèi)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(chǎn)方面，都有著不可估量的作用。從物質(zhì)結(jié)構(gòu)角度分析，三種鹽溶于水中，會電離產(chǎn)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(zhì)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(jù)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(qū)動性問題，探尋三種鈉鹽的轉(zhuǎn)化關系，分析轉(zhuǎn)化中的物質(zhì)成分與性質(zhì)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(jīng)歷和貢獻，初步掌握侯氏制堿原理與生產(chǎn)過程，并嘗試對產(chǎn)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(jié)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(gòu)成角度，理解物質(zhì)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(chǎn)過程，并能結(jié)合工業(yè)流程，運用所學內(nèi)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(zhuǎn)化的學習，繪制鈉鹽的轉(zhuǎn)化模型，整合并構(gòu)建知識網(wǎng)絡，培養(yǎng)模型建構(gòu)與證據(jù)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(zhuǎn)化。具體內(nèi)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(qū)動性問題1]茶卡鹽湖擁

有著美麗的自然風光，以其生產(chǎn)、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(chǎn)哪些鹽嗎？如何從自然界獲得氯化鈉、碳酸鈉兩種鹽？

[任務結(jié)果]學生根據(jù)已有經(jīng)驗得出主要生產(chǎn)食用鹽，結(jié)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(jié)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(jié)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(qū)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(jié)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(jù)性質(zhì)的不同進行物質(zhì)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(nèi)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(jié)合碳酸鈉與碳酸氫鈉性質(zhì)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(qū)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(chǎn)生活的需求，工業(yè)制備技術(shù)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(jīng)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(zhì)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(qū)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(zhì)，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(zhuǎn)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(zhì)量;或加入過量稀鹽酸，測定生成二氧化碳氣體的質(zhì)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(chǎn)生氣泡為止，共用去稀鹽酸93.4g，反應后的溶液經(jīng)稱重，恰好為100g。（假定反應產(chǎn)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(zhì)量分數(shù)。

[學生表現(xiàn)]結(jié)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(zhuǎn)化

[驅(qū)動性問題5]通過所學內(nèi)容，能否繪制出常見鈉鹽的相關轉(zhuǎn)化圖？

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

[教師總結(jié)]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(zhì)進行了復習，這三種鈉鹽在生活與工業(yè)生產(chǎn)中，都有著非常重要的作用。碳酸鈉能否一步轉(zhuǎn)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(gòu)、真實驅(qū)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(zhuǎn)化這一邏輯主線展開，對“鹽的化學性質(zhì)”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(qū)動性問題，喚醒學生的認知內(nèi)驅(qū)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(gòu)建轉(zhuǎn)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(jù)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(jīng)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(zhuǎn)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(gòu)建與實施[J].福建教育，2021（24）：26-29.