高中化學微項目化教學課例實踐研究

葉芳

摘 要：新課程注重創設真實的問題情境，巧用問題鏈引發思考，進行科學探究，來滲透化學學科核心素養。在新課標背景下，更新教學方法以“情境建構—發現問題—分析問題—科學探究—解決問題—總結經驗”的教育理念為主線，開展項目化教學，促進學生“探究原理、構建觀念”思維的形成，促使知識向能力轉化，提升探究、創新、合作等能力，培養學生利用化學知識和思維品質解決真實情境問題的能力，落實學科素養的發展。

關鍵詞：項目化教學；核心素養；高中化學

《普通高中化學課程標準》（2017年版2020年修訂，以下簡稱《課標》）闡述了化學課程對學生的影響，它的“靈魂”為化學學科核心素養，使學生能在真實情境中解決實際的化學問題，掌握必備知識，形成關鍵能力，形成正確的人生觀與價值觀，發展科學素養與人文素養[1]。它對教師的教學方式和方法提出了更高的要求，化學教師應轉變教育理念，應用現代的教育思想和方法，有效提高學生的綜合能力。

項目化教學從熟悉的情境引入，強調以學生為主體，以主動探索真實問題為載體，采用小組合作和科學探究方式，積極建構知識體系，培養學生高階思維和創新意識，形成必備本領。項目化教學的特點與《課標》的要求不謀而合，它符合新時代教育的理念，能有效地發展學生學科素養。

在高中化學學科教學中開展常規的項目化教學會存在一些問題：教師面對課時安排、升學壓力和學校之間的競爭，同時考慮到自身的指導能力有限，較難處理好項目化教學的綜合性和學科學習的系統性之間的矛盾，在課堂教學中，很少真正的嘗試。

本文提出了解決以上問題的方法——進行“微項目化”教學。微項目化教學仍屬于項目化教學，它以學科核心概念為中心，以微項目為載體，研究的驅動性問題可以是真實性的小問題，也可以是有應用場景的學科問題，引導學生在解決問題的真實情境中開展一系列探究活動。教學課時可以縮短到一到兩課時。

本文以“科學使用含氯消毒劑”為例，在高中化學教學中進行微項目化教學的探究實踐。

一、微項目主題內容分析

含氯消毒劑在生活中使用普遍，作用重大。如何科學地使用消毒劑是生存必備的技能，這強烈激發了學生探究該項目的熱情。通過兩個項目活動，發展了分類思想和氧化還原反應的重要概念，培養了研究物質性質的方法程序的思維技能，建構“價－類”二維認識模型，形成元素觀、微粒觀和轉化觀，提高了從真實問題中發現提取、分析思考、解決實際問題的方法和技能，激勵學生主動研究消毒劑使用方法和制作使用手冊并宣傳，促進學生形成科學使用化學用品的意識。

二、學情分析

學生具備物質分類思想，了解氧化還原反應的基本規律，在魯科版第一章第二節的學習中掌握了研究物質性質的基本方法和程序，知道含氯化合物的漂白、消毒作用和制取84消毒液的方法。學生曾多次進行小組合作，有一定的實驗探究基礎。

很多學生沒有使用過84消毒液，更沒有閱讀過它的使用說明。不少學生缺乏用化學視角觀察事物的意識，不會利用化學品的主要成分來推斷性質和解釋功能，欠缺運用已學知識分析處理學習和生活中遇到問題的能力[2]。

三、微項目學習目標分析

（一）啟發學生從元素化合價和物質類別等角度出發，進行成分分析和性質探究，構建價類二維模型，提高探究陌生物質性質的能力，滲透科學探究與創新意識的素養。

（二）通過小組協作和科學探究來掌握84消毒液的性質，促進學生主動構建知識網絡；通過分析、思考其在使用中出現的問題，促使學生將化學知識轉化為解決問題的技能，培養合作探究的能力，滲透科學探究和創新意識的素養。

（三）采用問題驅動教學，通過提取信息、分析推理、轉化可探究的學科問題、實驗驗證等培養學生提取信息、觀察分析和獲取證據的能力，提升證據推理與模型認知的素養。

（四）通過成品制作、展示和宣傳，培養學生從化學視角看問題，用化學知識和方法解決問題的技能，落實科學態度與社會責任素養的發展，體會化學學科的魅力和價值。

四、微項目重難點分析

教學重點：

1.84消毒液性質的探究。

2.利用氧化還原原理分析解釋84消毒液在使用過程中出現的問題。

教學難點：

1.結合情境，如何分析和解決與化學相關的實際問題。

2.如何抓住關鍵問題，提取信息，設計實驗方案，獲取關鍵證據。

五、微項目實施過程

解讀84消毒液的產品說明

（一）引入——真實問題情境引發的思考

84消毒液是生活中常用的含氯消毒劑。如果使用不當，會造成嚴重的后果。播放混用84消毒液和潔廁劑，導致使用者中毒的視頻。如何科學地使用84消毒液？在使用前，需要做什么準備工作？

引導學生閱讀84消毒液的使用說明，完成探究活動一。

（二）探究活動一：認識84消毒液

閱讀使用說明，結合生活經驗和已學知識，小組合作完成以下探究任務：

1.你是在哪一節化學課上，初識84消毒液的？

【學生】在《研究物質性質的方法和程序》中，了解了含氯消毒劑的消毒作用和漂白原理，認識了84消毒液。

2.①84消毒液如何制備？它的有效成分是什么物質？

【學生】制備：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；主要成分：氯化鈉和次氯酸鈉；有效成分：次氯酸鈉。

②從“核心元素價態”和“物質類別”兩個角度預測性質。

【學生】核心元素價態：氯元素+1價，屬于中間價態，兼具氧化性和還原性。

物質類別：弱酸鹽，水溶液呈堿性，能和較強酸反應生成弱酸——次氯酸。

③從使用說明上看，它具有什么性質？

【學生】具有殺菌消毒和漂白性，說明次氯酸鈉以氧化性為主。

（三）探究活動二 ：探秘84消毒液的化學性質

以小組為單位設計實驗，驗證上述性質預測是否正確。

實驗用品：稀釋的84消毒液（以下簡寫為“84消毒液”）、稀鹽酸、稀硫酸、淀粉-碘化鉀試紙、品紅溶液、pH試紙、膠頭滴管、試管、表面皿。

【預判】實驗方案設計及實施

①預測性質：堿性；實驗方案：用膠頭滴管滴一滴84消毒液置于表面皿上的pH試紙上；實驗現象：pH試紙先變藍后褪色；實驗結論：84消毒液具有堿性和漂白性。

②預測性質：漂白性；實驗方案：向試管中加入少量品紅溶液，再加入適量84消毒液，振蕩；實驗現象：品紅溶液褪色；實驗結論：84消毒液具有漂白性。

③預測性質：氧化性；實驗方案：用膠頭滴管滴一滴84消毒液置于表面皿上的淀粉-碘化鉀試紙上；實驗現象：淀粉-碘化鉀試紙先變藍后褪色；實驗結論：84消毒液具有氧化性。

④預測性質：強氧化性；實驗方案：取2ml84消毒液于試管中，滴加稀鹽酸，把濕潤的淀粉-碘化鉀試紙放在試管口；實驗現象：產生黃綠色氣體，淀粉-碘化鉀試紙變藍；實驗結論：次氯酸鈉（強氧化性）和氯化氫反應生成氯氣。回扣引入中的情境問題，用化學方法和原理解釋原因。

⑤預測性質：弱酸鹽，與稀硫酸反應生成次氯酸；實驗方案：取兩支試管（A、B），均加入

２ml84消毒液和2滴石蕊溶液，再分別滴加等量的蒸餾水和稀硫酸；實驗現象：A溶液為藍色，短時間內無明顯變化，B溶液先變藍，加稀硫酸后迅速褪色；實驗結論：次氯酸鈉與稀硫酸反應生成氧化性更強的次氯酸，次氯酸具有漂白性。

【驗證】根據實驗方案做實驗驗證。

【記錄】記錄實驗現象和總結實驗結論。

【匯報展示】各組展示探究結果，說明探究過程、實驗現象、提取的證據和結論。

【討論】提出疑問，討論解決。

【評價反思】從方案是否嚴謹，操作是否規范等方面進行小組自評、組間互評和教師評價。

（四）探究活動三：從化學視角解讀產品

說明

根據對次氯酸鈉的新認識，小組討論解決以下問題，從化學視角解讀產品說明。

1.使用說明中哪些注意事項是由次氯酸鈉的性質決定的？

【學生】勿用于鋁、銅、碳鋼等金屬制品及絲綢、毛、尼龍、皮革、油漆表面；只可用于白色織物；使用時請戴橡膠手套；勿與酸性清潔劑（如潔廁液等）混用等。總之，使用說明中很多注意事項均由次氯酸鈉的性質決定。

2.為什么84消毒液不能與酸性清潔劑（如潔廁液等）混用？

【學生】84消毒液的有效成分次氯酸鈉與潔廁液中氯化氫反應產生有毒氣體氯氣，可能引起

中毒。

【追問】84消毒液與其他酸性產品如稀硫酸能否同時使用？

84消毒液的主要成分為次氯酸鈉和氯化鈉，次氯酸根在酸性條件下會氧化氯離子，生成氯氣，所以84消毒液與酸性產品均不能同時使用。

【多媒體】展示氯元素價-類二維圖

氯元素化合價豐富，在一定條件下可相互轉化，認識價-類二維模型，建構知識體系，形成研究元素及化合物的思路和方法。

3.為什么說明書注明84消毒液的消毒時間需20分鐘？起主要消毒作用的是什么物質？

【學生】次氯酸鈉需與水、空氣中的二氧化碳反應生成次氯酸來起消毒作用，所以需要一定的消毒時間。起主要消毒作用的是次氯酸。

4.次氯酸的氧化性比次氯酸鈉強，能否直接用次氯酸作為消毒和漂白的產品？

【學生】不能，次氯酸不穩定，見光受熱易分解，失去消毒、漂白作用。

5.為什么“本品須密封、避光、避熱，置陰涼暗處？”

【學生】次氯酸鈉與水、二氧化碳反應生成次氯酸，次氯酸性質不穩定，見光或受熱會分解而失效。

6.用思維導圖分別總結次氯酸鈉和次氯酸的性質。

7.除84消毒液外，你還知道哪些含氯消毒劑？

【總結】在使用含氯消毒劑時，一定要根據說明進行科學、安全使用。

【設計說明】踐行微項目化教學的關鍵是問題驅動和實驗探究，本項目活動從84消毒液使用不當的真實情境引入，巧設螺旋上升的問題鏈啟發學生思考，通過小組合作預測性質、設計方案并實驗驗證來探究陌生物質的性質，構建了價一類二維認知模型，促進預測、分析物質性質的思維進階，發展合作、探究精神，練習理論聯系實際，解釋了情境中的問題。鍛煉了從化學視角看產品，用化學方法和原理解讀產品說明，很好地滲透了學科素養。

項目二：探究消毒劑的使用問題

（一）引入——真實復雜問題情境引發的思考

2016年巴西里約熱內盧奧運會期間，天藍色的跳水池在一夜間變成沼澤般的綠色。這不尋常的顏色是如何產生的？

有關負責人說，池水變綠是藻類生長造成的。該泳池此前一直使用含氯消毒劑抑制藻類成長，這次事件中工作人員誤用了過氧化氫消毒劑。

如果你是游泳場館的負責人，你會怎樣解決池水變綠的問題？

（二）探究活動一 ：從化學視角預測原因

【多媒體】方法引導：分析和解決與化學相關的實際問題的思路和方法

【合作探究】1.以小組為單位分析討論池水變綠的原因。

分析事件：游泳池使用含氯消毒劑，假設為84消毒液進行消毒，后使用過氧化氫消毒劑池水變綠（涉及的化學物質：次氯酸鈉和過氧化氫）。

分析預測原因：產生了使藻類瘋長的物質

氧氣。

預測1：次氯酸鈉氧化過氧化氫產生氧氣；預測2：次氯酸鈉催化過氧化氫分解產生氧氣。

設計實驗驗證：向5ml0.1mol/L的次氯酸鈉溶液中，加入適量過氧化氫，將帶火星的木條伸入試管中檢驗是否有氧氣生成。實驗現象：產生氣泡，帶火星的木條復燃。結論：次氯酸鈉和過氧化氫混合產生氧氣，使藻類瘋長。

【追問】次氯酸鈉是氧化劑還是催化劑？

問題轉化：檢驗反應后溶液中次氯酸鈉是否存在？

設計實驗驗證：向5ml0.1mol/L次氯酸鈉溶液中，滴加過氧化氫，若持續產生氣體，則次氯酸鈉是催化劑；若產生氣體一段時間后不再產生，則是氧化劑（解決問題）。

【合作探究】2.如何證明次氯酸鈉和過氧化氫發生了氧化還原反應？

【學生】向反應后的溶液加足量的稀硝酸，再滴加硝酸銀溶液，如有白色沉淀產生，證明次氯酸鈉被還原為氯離子，則說明它們發生了氧化還原反應。

（三）探究活動二 ：用化學眼光判斷消毒液的選取和使用

1.84消毒液和過氧化氫消毒液都可做消毒劑和漂白劑，若將兩者混用，還能起消毒或漂白作用？

【學生】不能，它們同時使用會發生氧化還原反應，會失去消毒和漂白作用。

2.過氧乙酸消毒劑可滅活病毒，它能和84消毒液混用嗎？

【學生】不能，過氧乙酸是有機酸，次氯酸鈉溶液呈堿性，二者混用，會發生反應而失效。

3.消毒產品多種多樣，請結合使用說明，分析消毒原理，談談在選取和使用時應注意哪些問題？

（四）項目成果展示

1.任選一種常見消毒劑制作使用手冊。

2.參照使用手冊，使用一種含氯消毒劑進行家庭消毒。

3.向社區、家庭分發使用手冊，進行宣講并現場展示使用方法，幫助民眾形成根據說明書科學使用化學品的意識。

【設計說明】本項目活動以池水變綠的原因探究為載體，以學生為主導，以小組討論和實驗探究為方法，使學生像負責人一樣思考，深度學習了從化學視角分析、處理實際問題的思路方法。指導學生制作使用手冊并分發、宣傳和現場展示。體會化學的實用性，形成以化學原理為手段，提升解決問題的本領，發展學科素養[3]。

結束語

微項目化教學以真實、復雜的問題情境為線索，帶領學生進行體驗式的學習，激發持續探究欲望，在“發現—探索—解決”問題的循環往復的過程中，深化對知識的理解，建構思維模型，培養能力進階，提升核心素養。一線教師可創新選材，充分利用微項目化教學法，自主開展微項目化教學。努力讓微項目化教學走進課堂，使其常規化，讓其在改革道路上步入正軌，為新時代培養具備必備品格和關鍵能力的人。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[2]沙莎，楊笑，占小紅.新課標魯科版高中化學必修教材的“微項目”設計研究[J].化學教學，2021（9）：21-25.

[3]鄭妙齡.高中化學項目化教學案例及反思[J].名師在線，2021（33）：60-61.