“教—學—評”一體化在項目式教學中的應用

趙麗佳

【摘? 要】在高中化學項目式教學中體現“教—學—評”一體化，以工業生產硝酸為真實研究背景，學生在自主探究學習氮元素的必備知識的同時，通過評價活動及時反饋學生學習情況，培養學生分析問題和利用所學內容解決實際問題的能力，進而培養學生學習化學的關鍵能力和必備品格。

【關鍵詞】“教—學—評”一體化；高中化學項目式教學；工業制硝酸

課堂的高效性是一線教師追求的目標，“教—學—評”一體化教學是實現有效教學和高效教學的基本方法之一。項目式教學模式通過教師設計的真實問題情境，通過小組合作學習解決實際問題，培養學生關鍵能力和必備品格。本文以魯科版高中化學必修1《氮的循環》為例，以項目式教學為基礎教學模式，淺談“教—學—評”一體化在項目式教學中的實踐研究。

一、“教—學—評”一體化在項目式教學中的必要性

高考作為教學的“指揮棒”時刻提醒我們過去的無情景教學、生硬的傳統教學模式已經過去，學生需要利用所學的核心知識和關鍵能力來解決生產生活中遇到的實際問題。項目式教學模式為培養學生核心素養提供了教學平臺，項目式教學利用學生可以解決的實際問題由教師設計成項目，整節課圍繞一個核心問題開展教學，由教師逐步引導學生深入研究項目的核心內容，學生自主建構知識體系，能夠真正意義上讓知識產生在課堂上。在項目式教學的過程中難免要考慮課堂效果，在完成教和學的過程中把教學評價也放在課堂中，為教師及時診斷學生學習提供有效手段，同時學生能夠對項目內容及時反饋和反思，因此，“教—學—評”一體化在項目式教學中應用是非常有必要的。

二、項目式教學案例設計

（一）確定核心知識

項目式教學關鍵是要厘清本節課的核心知識，圍繞項目設計合適的教學素材，分析《氮的循環》這一節內容涉及到的核心內容有氮的固定、工業合成氨、氨的轉化和生成、硝酸的性質等。

（二）明確項目式教學目標與評價目標

教學目標是教學的起點和終點，有清晰的教學目標是完成“教—學—評”一體化的關鍵點，也是完成項目式教學的關鍵點。基于學生實際學情，在學生原有認知的條件下制定了本節課的教學目標和評價目標。

1.項目教學目標

（1）根據化學史材料找出幾種生產硝酸的方法，結合工程思維對每一種硝酸的生產方法進行合理評價。（2）利用價——類二維圖，找出生產硝酸中氮元素的轉化，分析反應物和生成物。（3）利用物質的分類對物質性質進行簡單預測，并能夠正確用化學用語進行表達。（4）分析實際工業生產硝酸流程，繪制流程圖，找出物質。

2.項目評價目標

（1）學生結合工程思維，評價每一種制硝酸的方法的優點和缺點。（2）討論生產方案的改進方法，并對改進方法進行評價，診斷學生對氮元素轉化的認識。（3）分析硝酸性質，對工業生產硝酸所用到的材料進行評價，診斷并發展學生對硝酸性質的認識。（4）觀察小組實驗情況，對實驗設計、實驗過程和實驗結論點評和討論，診斷學生對化學實驗價值、學科價值和綠色環保的認識。

（三）項目教學與評價思路

本節課以工業生產硝酸為主題，初步認識硝酸的物理性質，把常見的含氮物質作為基礎，尋找合適的方案生產硝酸。閱讀化學史料，重視信息的獲取與加工能力，對反應原理和生產方案進行分析和評價，最終找到合適的方案。在此過程中自然滲透物質的轉化，化學變化觀念。教學評價滲透到教學環節中，幫助學生及時反思和總結。

（四）項目學習和評價實施過程

活動一：初見硝酸

【學生實驗】觀察桌面上的硝酸，利用桌面上的實驗藥品設計簡單的實驗，歸納總結硝酸的物理性質。

【教師活動】把下列物質標在“價——類二維圖”中。N₂、NO、NO₂、NH₃、HNO₃、NaNO₃

【學生活動】把含氮物質進行分類，并標出氮元素化合價填入“價——類二維圖”中。

【項目設計意圖】利用實驗為學生創設實驗情景，符合高一學生認知發展規律。從研究和認識物質一般程序出發，本環節試圖讓學生把含氮物質分類的同時引導學生關注化合價，從物質的通性和氧化還原角度預測物質性質。引導學生學習探究陌生物質的科學方法，并對后續活動的學習開展做鋪墊。

活動二：工業硝酸的演變

【教師活動1】根據課前所發的硝酸演變材料，分析總結工業生產硝酸的演變分為幾個過程？各方法中物質轉化有哪些？請用化學用語表達。

【學生活動1】閱讀文字分析總結硝酸的工業生產演變包括：一鍋法制硝酸、電弧法制硝酸、氨氣氧化法、雙壓法制硝酸。書寫相關化學方程式。

【教師活動2】請分析討論：從工業生產的角度，生產硝酸要考慮哪些方面？

【學生活動2】考慮原料、生產步驟、能源、綠色環保、生產設備等方面。

【教師活動3】請圍繞總結出來的生產硝酸關注點，分析評價四種生產硝酸方法的優勢和不足，并討論解決的方案，填到評價表中。

【學生活動3】學生評價環節。一鍋法制硝酸優勢在于生產原理簡單且操作方便，但是對原料要求較高且耗酸量大，改進方法是選擇更易得的原料。電弧法制硝酸生產原料易得且只消耗電能，但耗電能大，放出大量的熱和光能量利用率較低。需選擇其他的生產路線。氨氧化法制硝酸相對于電弧法耗能較低，比較適合工業大量生產，不足是氨氣催化氧化放出大量的熱量，熱量損失較大，產率較低且在常壓下NO₂與H2O反應吸收不完全。NO尾氣需要處理，設備占地面積較大。雙壓法制硝酸的優勢是氨氣利用率較高，加壓后NO₂吸收效果好尾氣NO_x較低，熱能回收好。但是對技術和生產設備要求較高，需要提升生產技術水平，選擇更合適的生產設備材料。

【項目設計意圖】研究新高考命題特點和新課標要求，強調重視信息獲取與加工能力。利用硝酸工業生產演變的化學史，培養學生在有限時間內提取有效信息的能力。并找出文字的前后邏輯關系，確定核心反應。引導學生關注氮元素“價——類二維圖”，讓學生從物質類別和元素化合價兩個角度對物質及其變化進行分析和討論。文字表達轉化為化學用語表達，提高學生化學用語表達能力。

【評價環節設計】分析生產硝酸關注點為后續每一種生產硝酸方法的評價奠定基礎并降低了評價難度。學生分析評價生產方案時，潛移默化地要分析物質性質及其變化，分析經濟效益和綠色環保等問題，把單一化學問題放在工業生產中，情景真實復雜。在互評和討論中發現問題，對所學內容及時鞏固、反思，從而更加明確評價方案的關鍵點。分析優化方案，為后續的化學實驗方案評價等內容的學習提供有利幫助。

活動三：雙壓法制硝酸

【教師活動1】雙壓法制硝酸物質轉化由氮氣作為原料，采用兩種壓強完成物質的轉化，工業生產裝置圖如下，請分析裝置圖中有哪些主要設備，閱讀文字材料，找出每一個裝置物質轉化，畫出簡易的工藝流程圖，小組互相評價交流裝置圖是否合理。

【學生活動1】學生分小組討論交流雙壓法制硝酸工藝流程中涉及到的實驗設備，并結合文字梳理出主要設備物質的轉化，并畫出工藝流程，小組評價交流。

【教師活動2】雙壓法制硝酸過程中在氨的氧化過程中采用常壓，在二氧化氮和水反應過程中采用高壓，請分析采用雙壓法制硝酸的優勢。

【學生活動2】氨的氧化過程采用常壓對設備要求不高，如果整個生產流程都采用高壓，對設備要求較高的同時安全性下降。在二氧化氮與水反應過程中，由于二氧化氮為氣體，常溫常壓下在水中溶解度不高，所以增大壓強，提高二氧化氮在水中的溶解度，從而讓更多的二氧化氮轉化為硝酸。

【項目設計意圖】學生在學習活動二過程中對氮元素的轉化有一定的認識，對生產硝酸有一定的了解。這部分內容是對活動二的知識進一步深加工和應用。利用雙壓法制硝酸的實際工業生產流程創設真實情景，學生結合文字和圖形畫出工藝流程圖。化學與工業生產密切相關，以工藝流程圖鍛煉學生在新環境和情境中，運用所學元素化合物和反應基本原理，分析推斷物質的轉化，使相關知識進一步深化和梳理。

【評價環節設計】小組互評工藝流程圖，在評價的過程中明確工藝流程圖常見的呈現形式，在評價中對工藝流程題目進一步熟悉，從而形成解決工藝流程的思維模型。

活動四：生產硝酸設備材料的選擇

【教師活動1】系統分析過生產硝酸的原理、工藝流程后，那生產硝酸設備材料怎樣選擇？請預測硝酸的化學性質，選擇合適的生產硝酸的設備材料。

【學生活動1】學生根據物質分類得出硝酸是強酸的結論，應該具有酸的通性，材料應該選擇不活潑的金屬銅。

【教師活動2】設計實驗方案，觀察銅能否和硝酸反應。小組之間對實驗設計方案、實驗過程和實驗操作進行評價。

【學生活動2】學生設計實驗驗證銅與濃硝酸和稀硝酸的反應，并通過實驗驗證常溫下銅與濃硝酸和稀硝酸都反應，從而得出不能用銅作為生產硝酸設備的材料，應選擇更合適的材料。

【項目設計意圖】化學的學習離不開化學實驗，預測物質性質用實驗驗證并得出結論，讓學習真正地發生在課堂。活動四的內容與前活動的學習一脈相承，學生做實驗的同時能夠對物質的性質有進一步的認識，更深刻地認識到硝酸的強氧化性。通過實驗教學可以學習知識的同時，發展科學探究精神與創新意識、科學態度與社會責任的素養水平。

【評價環節設計】實驗方案的評價有利于培養學生的批判性思維，提高學生的有序表達。評價小組實驗操作的規范性對于學生化學實驗技能的關鍵能力提高有很大助力。

三、“教—學—評”一體化在項目式教學中的反思

“教—學—評”一體化在項目式教學的重點是選擇合適的項目。本文選擇工業生產硝酸為核心內容，從生產硝酸的原理、工藝流程和設備材料等幾個方面層層深入，為學生創設真實的工業生產硝酸的情景，讓學生的學習逐步深化。在深刻理解知識的同時能做到融匯貫通、靈活應用、主動探究與評價，從而達到深層次的學習。“教—學—評”一體化在項目式教學的另一關鍵部分是設計合適的評價環節，使“教—學—評”活動有機結合，同步實施，形成合力。評價的內容可以及時反饋項目式教學效果，同時能夠促進學生反思，從而形成學習化學知識的關鍵能力和必備品格，進一步提升化學核心概念和觀念的結構化水平，發展學生的化學核心素養。

【參考文獻】

[1]黃丹青，賴增榮.指向“教學評一體化”的化學實驗評測與教學反思[J].化學教育，2021，42（5）：15-19.

[2]戴光宏.指向評價促學的項目教學在選修銜接課程的設計與實施——以“乙醇在生活中的應用”為例[J].化學教與學，2021（9）：29-33，13.

[3]梁弘文，武衍杰，黃丹青.從情境素材到設計基于真實情境的化學教學——以“工業制硝酸”情境為例[J].化學教學，2019（9）：55-60.

（基金項目：本文系廈門市教育科學“十四五”規劃2021年度課題“基于核心素養的高中化學課堂教學評價研究”階段性研究成果，課題編號：21013）