基于智慧課堂的初中化學項目式教學設計與反思

周抒

關鍵詞：智慧課堂;初中化學;項目式教學;核心素養

一、問題的提出

隨著“雙減”政策的出臺和實施，基于項目的學習越來越受到廣大教育工作者的重視和青睞。項目式教學以項目驅動性問題為出發點，以學生為項目學習和執行的主體，在教師的整體把握和指導下，將學生學習置于有意義的“問題”情境里，使學生通過分析真實問題、完成項目任務來建構項目承載的科學知識和科學方法，同時提高學生解決問題的綜合能力[1]。科技的高速發展，使課堂教學迎來了“互聯網+”時代，逐漸邁入“智慧課堂”的模式，各項手持技術的使用，豐富了課堂，使課堂教學手段變得多樣化，課堂教學策略也越來越精準化。

義務教育化學課程標準將初中化學教學內容設置成“科學探究與化學實驗”“物質的性質與應用”“物質的組成與結構”“物質的變化與化學反應”和“化學與社會發展”五大學習主題，從主題內容上看非常適用于進行項目化學習。如何在初中化學課堂中處理好智慧課堂和項目化學習的關系？是我們必須直面的問題。以人教版九年級化學上冊第六單元課題2“二氧化碳制取的研究”為例進行分析。

二、項目設計及實施過程

1.教學內容分析

學生之前學習了氧氣的實驗室制取與性質，已掌握了一些實驗基本技能，對化學實驗的學習產生了一定的興趣，初步具備基本的實驗操作能力。學生要分析能生成二氧化碳的化學反應，經過“確定實驗藥品”

“選擇實驗裝置”“優化實驗方案、進行分組實驗”等過程，完成本項目的學習內容。

學生主動設計和優化實驗方案，對于今后化學知識的學習有很大的幫助;引導學生根據藥品性質、反應條件、氣體性質等選擇實驗儀器，能培養學生嚴謹科學的態度和實驗探究的一般方法。

2.教學目標

（1）通過任務1“如何選擇實驗室制取二氧化碳的藥品？”了解實驗室制取氣體藥品選擇的一般方法，培養學生分析推理的能力。

（2）通過任務2“如何確定制取二氧化碳裝置？”掌握利用已學知識進行類比學習的方法，構建確定實驗室制取氣體實驗裝置的模型。

（3）通過任務3“如何進行實驗室制取二氧化碳的操作？”培養嚴謹的實驗態度，養成規范的實驗基本操作，初步形成“從個別到一般”的學習方法。

3.教學流程

教學流程見表1。

4.項目實施過程及學生學習成果

[課前預習]教師通過智學網發布任務鏈接。

①整理已學的能生成二氧化碳的化學反應（可以用化學方程式表示）;②總結實驗室制取氧氣的藥品、反應條件和對應的實驗裝置;③梳理實驗室制取氧氣的主要步驟。學生及時完成并向學習平臺上傳課前預習任務。

[教師提出項目驅動任務]結合課前預習任務，如何在實驗室制取一瓶二氧化碳氣體？

[學生拆解項目任務]討論并根據課前預習將教師提出的總項目進行拆解：①如何根據已學的能生成二氧化碳的化學反應，選擇適合實驗室制取二氧化碳的藥品？②如何確定實驗室制取二氧化碳的實驗裝置？③如何優化并確定實驗室制取二氧化碳的實驗步驟并完成實驗？

任務1：選擇實驗室制取二氧化碳的藥品[教師展示學生課前預習任務1]已學的能生成二氧化碳的反應主要有以下幾類：①含碳物質的燃燒;②木炭還原氧化銅、氧化鐵;③高溫煅燒石灰石;④碳酸鈉和稀鹽酸反應。

[學生討論分析]含碳物質的燃燒得到的二氧化碳不純，也不好收集，可能還有污染;木炭還原氧化銅、氧化鐵和高溫煅燒石灰石，條件較苛刻，不易滿足，同時也有污染;碳酸鈉和稀鹽酸反應較方便。

[教師演示]碳酸鈉和稀鹽酸反應，利用平板直播，引導學生觀察實驗現象（尤其是反應速率）。

[學生觀點]反應速率太快，不適用于實驗室制取二氧化碳。

[教師展示資料解決困惑]含碳酸根離子的化合物（如Na2CO3 、CaCO3）能與稀鹽酸（HCl）或稀硫酸（H2SO4）在常溫下反應生成CO2氣體。

[學生觀點]為避免反應速率過快，可以選擇塊狀含碳酸根離子的化合物（如石灰石或大理石，選擇理由：廉價）與稀鹽酸或稀硫酸反應。

[教師進行演示實驗]分別取2塊石灰石與5 mL10%的稀鹽酸或稀硫酸反應，利用平板直播，引導學生觀察實驗現象。

[學生觀點]石灰石與稀鹽酸反應放出氣泡的速率適中，與稀硫酸反應開始時有氣泡冒出，一會兒就停止。因此，實驗室制取二氧化碳的藥品為石灰石和稀鹽酸。

[教師釋疑]

[學生觀點]CaCO3與H2SO4反應生成微溶于水的CaSO4，附著在石灰石表面，將石灰石與稀硫酸隔開，阻礙反應的繼續進行。

任務2：確定實驗室制取二氧化碳的實驗裝置[教師提出驅動性問題]展示實驗室制取氧氣的三種原理以及對應實驗裝置，結合學生完成的課前預習任務2，如何確定實驗室制取二氧化碳的實驗裝置？

[學生觀點1]氣體制取的實驗裝置分為發生裝置和收集裝置。

[學生觀點2]發生裝置可以根據反應物的狀態和反應條件確定，收集裝置可以根據氣體的性質（密度、溶解性）確定。因此，實驗室制取二氧化碳的發生裝置應選擇“固液常溫”型，收集方法采用向上排空氣法（二氧化碳能溶于水）。

[教師追問]投影展示如圖1所示的實驗儀器，問：如何選擇儀器和組裝裝置？

[學生活動]反應容器可選擇錐形瓶、平底燒瓶和試管，雙孔和單孔的導管都可以，若選擇雙孔導管需配套長頸漏斗。結合智慧課堂推送的flash動畫，在線選擇組裝實驗裝置

[教師展示]利用平板展示學生在線組裝的實驗裝置，引導分析其中的優缺點;實物展示如圖2所示的實驗裝置。

[教師設置驅動問題]梳理、展示課前預習任務3：實驗室制取氧氣的實驗步驟，實驗室制取二氧化碳是否也可以參照制取氧氣的實驗步驟？

[學生觀點]可模仿制取氧氣的實驗步驟，設計并優化得出實驗室制取二氧化碳的步驟為：①按圖組裝實驗裝置，檢查裝置的氣密性;②先加石灰石，再加稀鹽酸;③收集并驗滿二氧化碳;④檢驗二氧化碳。

[分組實驗]根據實驗步驟，完成實驗。

[教師追問]二氧化碳的檢驗和驗滿與氧氣的檢驗和驗滿有什么區分？

[學生討論搶答]氧氣和二氧化碳的驗滿：分別用帶火星的木條和燃著的木條放在集氣瓶口;氧氣的檢驗仍然用帶火星的木條，二氧化碳的檢驗需通入澄清石灰水中。

[教師設問]通過完成本項目，你能總結出實驗室制取氣體的一般思路和方法嗎？

[學生觀點]①確定制取氣體的化學反應原理，在實驗室條件下，選擇什么藥品以及通過什么反應來制取這種氣體？②確定制取氣體時應采用的實驗裝置，包括氣體發生裝置和收集裝置;③驗證制得的氣體。

[課后評價，利用智學網推送課后練習]根據如圖3所示實驗裝置圖，回答有關問題。

（1）寫出圖中標有序號的儀器名稱：① ，② 。

（2）實驗室用大理石與稀鹽酸反應制取二氧化碳，反應的化學方程式為;制取二氧化碳優先選用的發生裝置是，該裝置與另一個可選用的裝置相比，其主要優點是。

（3）裝入藥品前應進行的操作是。

（4）請寫出一種檢驗收集二氧化碳的方法;若將收集到的二氧化碳氣體倒入如圖G所示的燒杯中，燒杯中的氣球（內部為空氣）將（填“上升”或“保持不動”）。

（5）用裝置C制取氣體，在反應過程中，用彈簧夾夾住導氣管上的橡皮管，過一會兒反應就會停止，其原因是。

（6）若利用裝置A加熱高錳酸鉀制取氧氣，還需要進行的改進是。

三、教學反思

本項目的實施對象是九年級學生，他們學習化學系統知識的時間不長，所掌握的學科知識有限，化學學習的深度和廣度有待提升。在項目實施過程中，學生自主對已學的氧氣的相關知識進行歸納和整理，將類比的學習方法運用到項目學習的過程中，有利于化學知識系統化。學生整體參與度高，學習主動。

1.利用智慧課堂，實施精準教學

該項目在實施前，教師對教材和學情進行了充分的研讀和研判，設置了3個課前預習任務，并通過智慧課堂推送給學生，學生及時完成課前預習任務，不僅能對已學知識進行梳理總結，為項目學習作知識鋪墊，同時也能將自身的不足暴露出來，教師在收集、分析學生任務完成的結果和數據后，便于在項目實施時，適當調整教學策略，進行精準化教學。

2.拆解教學內容，建構知識模型

該項目的總任務是二氧化碳制取的研究，教師引導學生將其拆解為3個子任務，分別為“如何選擇實驗室制取二氧化碳的藥品？”“實驗室制取二氧化碳實驗裝置的確定”和“實驗室制取二氧化碳實驗步驟”，與3個課前任務對應起來。項目任務明確，環環相扣、層層遞進。學生在教師引導下，有針對性地突破難點，完成項目任務，對實驗室制備氣體的一般過程和方法逐漸有了清晰認識，從個別到一般，逐步建立起氣體制取研究的模型。

3.設置問題驅動，啟發學生思維

在化學課堂中發展學生的學科核心素養，就是圍繞化學課程內容，引導和組織學生積極參與實驗探究、交流討論、問題解決等多樣化的學習活動，讓學生在學習過程中自主獲取學科知識形成學科觀念[2]。在項目實施前和實施過程中，教師精心設計驅動性問題，開展學生活動、化學實驗探究等，引導學生自主解決問題，不但能有條不紊地推進項目研究的深入，更能啟發學生的化學思維。

四、結束語

在初中化學中實施項目式教學能改善傳統化學課堂的缺憾，在融入智慧課堂后，能有效發揮智慧課堂的優勢，疏通項目任務實施的關鍵環節，提升項目實施的完成度和效果，促進學生化學觀念的形成和學科核心素養的提升。