基于項目式學習的高中化學教學新路徑

《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“新課標”）強調(diào)要落實素質(zhì)教育，高中化學教師應在項目式學習的輔助下引導學生對知識進行深度加工和開發(fā)，讓學生在完成任務的過程中實現(xiàn)深度學習。對此，教師需要充分發(fā)揮引導作用，基于項目式學習構建高中化學高效課堂，推動學生學習能力和綜合素養(yǎng)的顯著提升。

一、項目式學習概述

項目式學習是一種系統(tǒng)化的教學手段，教師以學生為主體，結合教學內(nèi)容明確項目主題，通過創(chuàng)設真實的情境為學生提供主題背景，根據(jù)課程教學目標和學生的學科知識設計驅(qū)動性問題，讓學生通過自主探究與合作學習完成項目任務，解決問題。在學生完成探究后，教師通過展示項目成果引導學生對學習過程進行評價與反思，以加深學生對知識的理解和掌握。在教學中合理運用項目式學習能夠讓教師發(fā)揮自身的引導作用，能夠突出學生的主體地位，在師生、生生之間的交互學習中讓學生吸收新知識，從而提高課堂教學效果。

二、高中化學項目式教學策略——以“碳酸鈉和碳酸氫鈉”為例

項目式學習法的有效應用，可以給學生營造積極學習的氛圍，提升學生的綜合能力。

（一）項目主題內(nèi)容分析

教師應立足實踐，結合項目教學目標設置項目主題，確定項目式學習內(nèi)容，再開展分組合作，如此不僅能調(diào)動學生的學習積極性，還能培養(yǎng)他們的合作學習能力，在互幫互助中完成學習任務，相互受到啟發(fā)，提高項目式學習效果。在完成小組合作學習后，教師應讓學生展示學習成果，并在組內(nèi)進行評價與反思，讓學生了解自己在學習中存在的問題，以便及時改正。而“碳酸鈉和碳酸氫鈉”是人教版（2019）必修第一冊中第二章第一節(jié)第二小節(jié)的內(nèi)容，新課標對該知識點的學習要求為“通過創(chuàng)設真實情境或展開實驗探究理解鈉及其重要化合物的性質(zhì)，并了解實際生活中對這些物質(zhì)的應用”。可見這是高中化學教學中的重要知識點，學生需要了解碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)及實際應用?；诖?，本項目融合教材中碳酸鈉和碳酸氫鈉的相關內(nèi)容，并聯(lián)系實際生活設置項目主題“探究饅頭中膨松劑的奧秘”，引導學生在真實問題情境中，運用已掌握的與鈉相關的知識展開科學探究。

（二）項目教學目標

在項目式學習開始之前，教師應設定項目目標，讓學生對項目學習的重難點和相關知識形成初步認知，為開展深度學習做好鋪墊。在教學中，高中化學教師應根據(jù)新課標要求、課程教學內(nèi)容等明確教學目標，以目標驅(qū)動學生對新知識展開自主探究。本項目根據(jù)新課標要求制訂了以下三個教學目標：

1.引導學生了解化學膨松劑的制作過程，通過探究和實驗了解碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)，并在對比中掌握二者在化學性質(zhì)上存在的差異性和相似性。

2.在制作饅頭的實驗中觀察化學現(xiàn)象，對碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)進行猜想，以小組合作學習的方式展開化學實驗，觀察和分析化學現(xiàn)象，得出實驗結論，使學生掌握實驗步驟和方法。

3.使學生在實際生活中形成應用化學知識的意識，提高學生對知識的應用能力。

（三）項目任務及流程

高中化學教師在設置項目主題后，應結合項目目標制訂學習任務，以任務驅(qū)動學生開展學習探究活動。教師需要根據(jù)項目內(nèi)容細分學習任務，讓學生通過自主探究或小組合作學習對任務展開探索，彰顯學生學習的自主性，為學生提供自主探究的機會和空間。本項目設置了三個任務，學生需要在完成任務的過程中解決實際問題，并運用知識形成項目學習成果，提升科學探究能力和核心素養(yǎng)。

任務一：了解生物膨松劑。教師利用多媒體播放視頻，讓學生初步了解生物膨松劑的特征以及在實際生活中的應用情況，以形象、生動的方式給學生直觀的感受，激發(fā)學生的學習興趣。

任務二：認識化學膨松劑。教師創(chuàng)設真實的問題情境，結合教材知識為學生提供實驗器材，學生需要對單一成分膨松劑的缺陷、碳酸鈉與碳酸氫鈉的穩(wěn)定性、酸堿性之間存在的差異性和相似性進行分析，并將單一成分膨松劑改良為復合膨松劑。

任務三：膨松劑的設計。教師展示生活中常見的復合膨松劑，學生分析復合膨松劑的配料和作用，并改良或設計一款化學膨松劑。

學生可以自主完成項目任務，也可通過小組合作完成項目，多角度出發(fā)，保證項目的順利推進。

（四）項目實施過程及學習成果展示

新課標強調(diào)要注重培養(yǎng)學生的自主學習能力，鼓勵學生在探究活動中自主探索。高中化學教學內(nèi)容相較于初中階段而言更為復雜，難度更大，學生在學習時難免會遇到一些問題。這就需要教師站在學生的角度，采取有效措施活躍課堂氛圍，激發(fā)學生的學習興趣，使學生主動參與到項目式學習中。對此，教師可以創(chuàng)設真實的教學情境，引導學生融入情境中，不僅能緩解學生的學習壓力，還能激發(fā)學生對化學的學習興趣。本次項目教師創(chuàng)設了如下真實情境：山東饅頭的種類可謂五花八門，有很多網(wǎng)友在各大平臺上曬出了自己制作的花樣饅頭。饅頭是中國傳統(tǒng)美食，同學們想知道如何制作蓬松的饅頭嗎？之后教師讓學生展開討論，很多學生提出制作饅頭時使用了膨松劑，并列舉了酵母、小蘇打、面堿等能作為膨松劑的物質(zhì)。此時教師可以設計驅(qū)動性總任務：通過本堂課的項目式學習對膨松劑的制作過程進行了解，并對膨松劑進行改良，或設計出一種膨松劑。

活動一：了解生物膨松劑

教師展示生物膨松劑的資料：以前人們在制作饅頭時會留下一小團酵頭，作為下次制作饅頭的備用，便于隨時醒發(fā)面團。生物膨松劑包括酵頭和酵母，化學原理是可以生成二氧化碳的微生物發(fā)酵能夠起到“發(fā)”的作用。教師可以展示使用酵頭和酵母制作饅頭的圖片，讓學生分析這種制作方法的優(yōu)缺點：使用酵頭和酵母可以使面團更加蓬松（優(yōu)點）;發(fā)酵需要較長的時間，要求嚴格控制溫度，可能會產(chǎn)生酸味（缺點）。

活動二：認識化學膨松劑

1.單一成分膨松劑

為了探究哪種化學膨松劑適合制作饅頭，教師可以分別展示三種制作饅頭的方法：（1）只加面粉;（2）加入面粉和碳酸鈉;（3）加入面粉和碳酸氫鈉。之后讓學生對比饅頭的形狀、軟硬程度、顏色、味道，發(fā)現(xiàn)使用碳酸鈉制作的饅頭更小、更硬，而使用碳酸氫鈉制作的饅頭更大、更軟，顏色均呈黃色，味道苦澀。為了讓學生對碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學性質(zhì)進行探究，教師可以讓學生提出猜想并展開實驗：受熱后，碳酸氫鈉會發(fā)生分解并釋放某種氣體，而碳酸鈉不會。

【實驗過程】學生以小組為單位，在2支試管中分別裝入1 g碳酸鈉和1 g碳酸氫鈉，使用酒精燈加熱，產(chǎn)生氣體后通入澄清的石灰水。

【實驗現(xiàn)象】裝有碳酸鈉的試管產(chǎn)生了氣泡，石灰水沒有受到氣體的影響;裝有碳酸氫鈉的試管產(chǎn)生了氣泡，試管壁上出現(xiàn)水珠，并且澄清石灰水在通入氣體后變渾濁。如此，學生通過實驗驗證可以了解到碳酸氫鈉受熱后會發(fā)生分解，釋放的氣體是二氧化碳，同時會產(chǎn)生水，而碳酸鈉受熱后不會出現(xiàn)此現(xiàn)象。

教師提出驅(qū)動性問題：為什么按照第（2）（3）種方法制作的饅頭顏色偏黃且味道苦澀？這一現(xiàn)象體現(xiàn)碳酸鈉和碳酸氫鈉的哪種化學性質(zhì)？學生以小組為單位展開實驗，將酚酞分別滴入等體積的碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液中，并使用pH試紙對兩種溶液的pH值進行測量。學生在實驗后發(fā)現(xiàn)兩種溶液均顯堿性，且碳酸鈉溶液的堿性更強，這也是導致饅頭顏色偏黃且味道苦澀的原因，體現(xiàn)碳酸鈉和碳酸氫鈉的酸堿性。

2.復合膨松劑

教師引導學生結合碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)，思考應如何對單一成分的膨松劑進行改良，學生提出可以加入食醋等酸性物質(zhì)，酸堿中和后可以改變饅頭的顏色和大小。

教師：使用碳酸鈉制作的饅頭比使用碳酸氫鈉制作的饅頭小，這是什么原因？

學生通過實驗展開探究。

【實驗過程】學生在兩個濾紙膠囊中分別裝入1 g碳酸鈉和1 g碳酸氫鈉，在氣球中放入濾紙膠囊并加入鹽酸溶液，發(fā)現(xiàn)裝有碳酸氫鈉的氣球要比另一個先鼓起來。

【總結】在稱量質(zhì)量相等的碳酸氫鈉和碳酸鈉的前提下，碳酸氫鈉與酸反應后釋放的二氧化碳量更多，因此制作的饅頭會一大一小。教師引導學生分析復合膨松劑的構成，即碳酸鹽、酸性物質(zhì)和助劑，為活動三做鋪墊。

活動三：膨松劑的設計

教師展示復配油條膨松劑的配料表，包括碳酸氫鈉（26%）、磷酸二氫鈉（7%）、檸檬酸（7%）、淀粉等。在活動二中學生了解了復合膨松劑的構成，教師可以讓學生分析復配油條膨松劑的配料表，并分析碳酸鹽、酸性物質(zhì)和助劑的成分和作用（見表1）。

教師提出驅(qū)動性問題：為什么用上述成分作為酸性物質(zhì)？為什么不選擇食醋？學生思考后得出：檸檬酸、蘋果酸等物質(zhì)是固體，不會直接與碳酸鹽產(chǎn)生反應，相較于食醋（液體）而言更便于運輸和存儲。之后教師引導學生改良或設計一款膨松劑，并表達設計理念，形成學習成果（見表2、表3）。

（五）項目教學反思

本次項目式學習的主題是“探究饅頭中膨松劑的奧秘”，基于真實情境提煉出驅(qū)動性問題，讓學生在完成任務的過程中提出猜想、展開實驗、觀察現(xiàn)象，最后解決問題。學生在項目式學習過程中不僅能進行科學探究，還能利用化學知識解決實際問題，有助于學生核心素養(yǎng)的提升。本項目具有開放性特點，學生可以在有限的時間內(nèi)完成探究與實驗，同時，在教學中也能發(fā)現(xiàn)學生存在的一些問題。如學生對化學現(xiàn)象的表述不夠完整、設計實驗時忽略了定量層面、控制變量意識有待提高，這需要教師著重引導，以提升學生的化學學習水平。

受到應試教育的影響，一些學生的學習思維呈現(xiàn)出被動性特點，為了讓學生主動參與到學習中，教師應著手細節(jié)，借助項目式學習激發(fā)學生的好奇心與探究欲望，使學生能夠主動參與到項目學習活動中。在教學中，教師應結合高中生的發(fā)展規(guī)律和學習需求采用有效手段激發(fā)他們的學習興趣，彰顯學生的主體地位，發(fā)揮項目式學習的積極作用。

綜上所述，在全新的教育背景下，“項目式”教學法已經(jīng)成為一種具有實效性的教學手段，各科教師都在積極研究與落實。高中化學教師也要不斷學習先進的教學理念，嘗試新的教學手段，靈活運用項目式學習法，通過明確主題、布置任務，引導學生通過自主探究以及合作學習完成學習任務，突出學生在課堂上的主體地位，提升學生的化學學習能力。

（作者單位：貴陽市第一中學）

編輯：趙文靜