基于項目式學習發展學生科學思維的教學研究

沈貝貝

摘要：本課以學生為主體，以“粗鹽中難溶性和可溶性雜質的去除”為例復習初中化學物質的分離提純。以流程圖作為載體，讓學生的思維能夠外顯，布置有梯度的任務，通過不斷地設計、分析、評價、修正，既發展了學生的思維能力，也提升了科學探究與實踐的核心素養。

關鍵字：項目式學習、科學思維、流程圖、分離提純、生活情境

一、問題提出

在復習課的教學過程中，以教師講解為主的課堂模式難免枯燥乏味，學生對此容易抵觸厭學，這對復習的效率而言是極其不利的。沒有設置合理的問題驅動，很難激發起學生的學習興趣，化學源于生活，如何緊密地將化學與生活融合形成項目式教學，也是我們需要長期思考與探索的課題。

此外，教師往往注重發揮自身的主導作用，教學僅停留在知識的記憶和理解上，而復習課不應該只是一味地羅列知識，更應該注重能力的提升與方法的提煉。經過長期的教學發現：物質的分離和提純對于學生來說一直是一大難點，主要體現在思維的縝密性不夠[1]，分析考慮不全面，還有缺乏對物質分離提純整體思想方法的提煉[2]。

二、教學理念與設計

1.教學理念

《義務教育化學課程標準（2022年版）》中的“課程內容”多處涉及“粗鹽提純”實驗及相關內容：“物質的性質與應用”中的“學生必做實驗及實踐活動”包括“粗鹽中難溶性雜質的去除” [3]。學業要求是能利用物質的溶解性，設計粗鹽提純、水的凈化等物質分離的方案。在情境素材建議中也提到了海鹽、巖鹽、湖鹽和井鹽，我國古代文獻中對制鹽方法的描述。

本課就先通過古代制鹽方法這一素材作為導入，回憶了粗鹽中難溶性雜質是如何去除的，對比分析步驟的意義，初建流程圖的思維模型；再通過設計有梯度的任務：從含有一種可溶性雜質到含有三種可溶性雜質如何提純，引導學生不斷完善修正流程圖的步驟；接著對比分析三種提純過程，重塑整合物質分離提純的一般思路；最后從定性轉向定量，體會提純過程中不同維度的變化。以流程圖作為載體，讓學生的思維能夠外顯[4]，通過反復對多個流程圖的設計和評價，既發展了學生的思維能力，也提升了科學探究與實踐的核心素養。

2.教學目標

（1）通過回憶粗鹽初步提純的過程，理解實驗步驟的意義，培養了化學觀念與科學思維。

（2）通過設計、分析、評價流程圖，掌握物質分離提純的一般思路，提升了科學探究與實踐的能力。

（3）通過定性向定量的轉變，形成節約資源的習慣，增強了科學態度與責任。

3.教學流程圖

三、教學過程

【導入】播放《閃閃的紅星》視頻

【教師】請同學分享潘東子是如何將鹽送上山的？

【小組討論】先將鹽溶于水，浸濕在棉服里，再到安全的地方把鹽水擠出來，最后加熱蒸發又得到了食鹽。

【教師】古時候，人們經常采用煎煮法獲取食鹽，后來又擴大范圍采用鹽田法來獲取食鹽。所以，人們常稱食鹽是“大自然的饋贈”。

【設計意圖】通過生動有趣的視頻，簡單的引入主角氯化鈉。以歷史素材為載體，激發學生的學習興趣，并為粗鹽的初步提純作鋪墊。

環節一：粗鹽的初步提純

【教師】回憶粗鹽初步提純的過程，補充完整下列流程圖。

【學生】

【師生回顧】

1.實驗多次用到玻璃棒，其作用分別是？

2.溶解時需要加適量的水，水量過多或者過少會出現什么問題？

【小組討論】從粗鹽的來源考慮，判斷這樣提純的鹽是否為純凈物？

【學生】通過觀察海水中元素的分布情況可知海水中除了氯化鈉，還會有氯化鎂等物質，所以屬于混合物。

【設計意圖】讓學生學會從微觀的角度分析：初步提純后的精鹽還含有可溶性雜質，激發學生進一步探究的興趣，為后續除去可溶性雜質作鋪墊。

環節二：除去粗鹽中的可溶性雜質

【資料】粗鹽中除含泥沙等難溶性雜質外，還含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4等可溶性雜質。

【情境1】如果粗鹽中只含一種可溶性雜質，如何除去？

【學生】完成表格，并投影到電腦上，請其它同學點評。評價：該同學步驟過程中對量沒有具體的寫明。

【教師】引導學生思考：除去雜質，不引入新雜質，所加試劑的量應該有什么樣的要求？

【學生】適量。

【教師】但在真正的工業生產中，很難把握適量，往往會加過量試劑，確保雜質完全除去，那這種情況下，對除雜的要求又不一樣了，嘗試改進剛才的除雜步驟。

【改進】嘗試將下列流程圖補充完整

【學生】投影，另請同學評價及修正，評價：需要加入過量的試劑，忘記對量標注。修正后的結果如下：

【提問】最后加入了過量的稀鹽酸，那氯化氫不應該也是雜質，為什么沒有在產物中體現呢？

【學生】蒸發結晶過程中溫度升高，氣體溶解度降低，氯化氫氣體揮發逸出。

【教師】由此可知，不止化學方法，通過物理方法也可以達到除雜的目的。

【遷移】嘗試畫出另外兩種情況的流程圖（分組完成）

【設計意圖】設計可溶性雜質的去除實驗方案，鞏固酸、堿、鹽性質相關的內容，掌握選擇不同的試劑以及合理的方法來除雜的一般思路。

【情境2】如果粗鹽中含以上三種可溶性雜質，如何除去？用流程圖表示：

【教師】首先將學生寫的三種雜質單獨除去的情況呈現在黑板上，引導學生觀察分析各流程圖間的異同點。

【小組討論】發現第二種和第三種雜質去除的時候，都會用到共同的試劑為碳酸鈉溶液。最后一步都是加入過量稀鹽酸再蒸發結晶。

【提問】既然都會用到碳酸鈉溶液，為節約資源，我們應該如何安排除雜的先后順序？

【學生】先除Na2SO4再除CaCl2

【教師】歸納：當真實情境中遇到多種雜質除雜時，要考慮到節約能源，資源合理化使用。

【設計意圖】通過流程圖間的對比分析，形成物質分離與提純的一般思路，在分析、評價和綜合應用中鍛煉了學生思維的深度、廣度以及嚴密性等高階思維能力。

環節三：配制食鹽水溶液

【情境】配制250ml的生理鹽水，其中濃度為0.9%，密度約為1g/cm3。計算所需氯化鈉和水的質量。

【學生】板書計算：需要氯化鈉2.25g，水247.75g。

【教師】氯化鈉除了可以用來配制生理鹽水，還可以電解其飽和溶液來制備氫氧化鈉。不同濃度的食鹽溶液也可以用來選種。

【教師】引導學生思考在初步提純、除去可溶性雜質這個過程中，鹽的量在如何變化？

【學生】不斷減少。

【教師】所以，我們要珍視大自然對我們的饋贈。

【學生】感謝大自然。

【設計意圖】對氯化鈉進行定性及定量不同維度的整合，最后綜合分析整個提純過程，培養了學生節約資源、保護環境的科學態度與責任。

四、教學反思

1.構建項目式復習的高效課堂，學生由“旁觀者”轉變為“參與者”

項目式學習以學生為主體，基于真實的問題情境，通過布置任務，引導學生自主學習和合作探究，注重對學生批判思維能力、問題解決能力及創新實踐能力的培養。在復習課教學中應用項目式學習的方法，學生由“旁觀者”轉變為“參與者”，激發了學生學習的內驅力， 對學生形成完整的知識體系，發展探究、分析、評價及歸納的能力有很強的助推作用。本課就嘗試讓學生自己設計流程線路，通過自我評價，他人評價以及小組評價，不斷完善和修正已有的流程圖，從而達到思維能力外化于行，內化于心的目的。

2.提升學生的核心素養，課堂由“配合式”轉變為“對話式”

當知識在情境之中，會顯得更加真實可觸；當有歷史文化作為載體，那將更加渾厚立體；當有思想情感作支撐時，則像是與富有靈魂的人在對話。本課就嘗試賦予氯化鈉不一樣的意義，首先以紅色經典影片《閃閃的紅星》為情境導入，通過生動的故事，學生從宏觀上建立了對粗鹽提純的初步認識，依托古代制鹽的文化載體，引發學生產生氯化鈉就是“大自然的饋贈”這一共鳴。思維從定性轉向定量，經過一系列的提純操作步驟后，學生發現氯化鈉的量在不斷地減少，從而啟發學生要珍視“大自然的饋贈”，呼應共鳴，回聲蕩漾，學生連連稱贊：“感謝大自然！”。

參考文獻

[1]何義興.初中化學物質的分離與提純初探 [J].初中生學習指導： 初三版， 2017（1）：114-116.

[2]陳金健.初三化學“物質的分離與提純”案例 [J].中學化學教學參考， 2014（8）：36-39.

[3]洪茲田，陳女婷，蔣金團.中考化學“粗鹽的提純”實驗考點透視 [J]. 中小學實驗與裝備， 2018， 28（2）：52-54

[4]史菊英. 基于高階思維培養的復習課教學——以初中化學“物質的分離提純”為例[J]. 化學教與學， 2020（11）：71-74.