基于真實情境的高中化學項目式教學設計案例的開發

摘 要：文章以“金屬礦物的開發利用”為例，開發基于真實情境的教學案例，開展“素養為本”的課堂教學設計與實施.將學習項目分三個主題任務進行教學設計，教學活動過程中注重化學史的教學，引導學生利用核心知識視角展開科學探究，解決實際問題，發展化學學科核心素養.

關鍵詞：真實情境；核心素養；項目式教學；金屬冶煉；高中化學

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1008-0333（2023）30-0116-03

收稿日期：2023-07-25

作者簡介：楊金才（1993.2-），男，貴州省畢節人，本科，中學二級教師，從事教材解讀與教學理論研究；

劉茜茜（1995.5-），女，江西省吉安人，本科，中學二級教師，從事教學理論與解題研究.

開展“素養為本”的化學課堂教學設計與實施，對教師來說是一個新的、富有挑戰性的研究課題，這就要求教師在教學活動中要注重真實情景的創設，在行動研究中總結和提煉發展學生化學學科核心素養的有效途徑、方法和策略，提升自身開展“素養為本”的課堂教學能力.筆者以“金屬礦物的開發利用”為例，采用項目式教學的觀點，開發基于真實情境開展素養為本的教學案例.

1 基于真實情境的“金屬礦物的開發利用”項目式教學設計思路

根據汪合佩等人的觀點^[1]，教學任務項目式設計采用項目、學科模塊及核心認知視角三條線并列共進、相互融合的結構體系進行.

1.1“金屬礦物的開發利用”項目主題任務分析

對項目任務“金屬礦物的開發利用”主題分析見表1.

1.2 基于真實情境的項目主題任務設計思路

設計思路如圖1所示.

2 基于真實情境的“金屬礦物的開發利用”項目式教學設計

2.1 教學目標設計

素養取向的教學重點在于培養學生學科核心素養，培養學生解決陌生的、綜合性問題的能力，這就要求教學設計中要注意素養化教學目標的設計^[2].在“素養為本”的教學設計理念下，設計本課時的教學目標如下：

（1）通過鋁的冶煉的探究方案設計，初步體驗流程圖在實際生產中的應用，逐步發展證據推理的

關鍵能力；

（2）掌握鋁熱反應的原理，能正確書寫相應的化學方程式，感受鋁熱反應在實際生產生活中的應用價值；

（3）了解金屬冶煉的原理，知道冶煉金屬的幾種常用方法，感受氧化還原反應原理在實際生產生活中的應用；

（4）通過學習金屬資源的開發利用，能自發地欣賞和贊揚化學對生產和生活的貢獻與作用.

2.2 教學過程設計

總體教學過程設計見表2.

（1）項目主題任務一：從“鋁的前世今生”學習金屬鋁的冶煉過程——發展證據推理與模型認知核心素養

基于真實素材，從“拿破侖的碗”談起，激發學生思考“鋁在古代為什么會成為身份的象征？” 揭示了少數不活潑金屬在自然界中能以游離態存在，而活潑金屬在自然界中主要以化合態的形式存在的普遍規律，發展學生依據金屬活潑性預測金屬存在形態的合理性.通過探究“鋁的冶煉”，完成“從鋁土礦到鋁”的工藝流程設計方案，能從具體流程圖中收集證據，找到突破口，定性分析解決相關問題，突出“證據推理與模型認知”的化學學科核心素養.

在進行教學時，要求學生根據粗鹽的提純操作（如圖2所示），思考、討論用稀鹽酸從鋁土礦中制備金屬鋁流程圖（如圖3所示），完成流程圖中未標明的物質的化學式或操作名稱（即將虛線矩形框內填寫完整），并寫出涉及到的化學方程式.

學生完設計方案1后，教師繼續引導學生利用NaOH溶液設計簡單的流程方案，完成從鋁土礦制備金屬鋁的探究活動（設計流程如圖4所示），繼續發展 “證據推理與模型認知”的化學學科核心素養.

通過完成設計方案1和2，學生初步學會用流程圖解決生產生活中的實際問題，教師進一步提出鋁的前世今生，即鋁制品在古代只有帝王將相才能使用，而在當今卻“飛入尋常百姓家”，是解決了什么樣的難題？ 感受化學學科改變人類生活的重要意義.

（2）主題任務二：鋁熱反應原理的應用——科學探究與創新意識

通過“鐵軌的焊接”真實情境，激發學生探究其中蘊含的化學原理.“鋁熱反應”從宏觀現象出發，蘊含著化學反應伴有能量轉換的思想，通過書寫正確的化學方程式，培養學生學習化學“宏——微——符”的三重表征觀.收集鋁熱反應的應用，用化學知識聯系社會生活，通過完成“鋁熱反應”的實驗探究，基于實驗現象，對化學問題進行解釋，發展學生“科學探究與創新意識”核心素養.

（3）主題任務三：金屬的冶煉——發展科學態度與社會責任

人類使用金屬的歷史，必定蘊含著金屬冶煉的歷史，通過了解我國古代文明的“青銅時代”“鐵器時代”，學習金屬冶煉的本質是將化合態的金屬轉變成游離態的金屬.基于化學史素材學習金屬的冶煉方法，體驗化學科學的發展對人類生活的影響.基于真實情境素材開發金屬資源的回收利用，學會辯證看待人類發展過程中迫切需要解決的“可持續發展”的問題，培養學生化學學科“科學態度與社會責任”的核心素養.

基于真實情境的化學教學，其“問題”“情境”“知識”都是為發展學生學科核心素養所服務的，關注學生的認知發展規律，利用情境組織“知識”，發掘“知識”承載的“核心素養”，解決實際化學問題.同樣的化學核心知識，其在不同情境中表現出的核心素養可能不盡相同，如金屬的冶煉教學活動中，緊扣學科基本概念和理論基礎，將金屬的冶煉與氧化還原反應的理論相互結合、不同金屬的冶煉方法與能量相結合，便可承載“證據推理與模型認知”的化學學科素養.

參考文獻：

[1] 汪合佩.基于真實情境的項目式化學教學[M].濟南：山東科學技術出版社，2019.

[2] 廖思彬，鄒國華.化學核心素養為本的教學實踐與研究：以“化學反應的限度”教學設計為例[J].中小學教學研究，2019（05）：79-83.

[責任編輯：季春陽]