高中化学项目式教学初探

【摘 要】本文以膨松剂的选择为项目教学法实施的主题，通过 5 个学习任务，对碳酸钠和碳酸氢钠性质进行实验探究，进而帮助学生更好地理解膨松剂的作用及原理，提高学生科学探究和解决问题的能力。

【关键词】高中化学 项目式教学 膨松剂

【中图分类号】G  【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2020）34-0107-03

项目式教学是一种在教师的指导下，由学生完成一个个项目的一种教学方法。在这个过程中，学生需要独立完成信息收集、方案设计、项目实施以及组内评价。项目教学法最显著的特点是“以项目为主线、教师为引导、学生为主体”，具体表现在：目标指向的多重性;培训周期短，见效快;可控性好;注重理论与实践相结合。

本案例围绕膨松剂的选择开展项目学习活动，让学生了解碳酸钠和碳酸氢钠的性质及用途、元素化合物知识等学科核心知识，认识膨松剂的结构、性质和作用原理三者的关系，形成预测性质、设计方案和实验验证的思维方式。

一、学情分析及项目学习目标

（一）学情分析

在学习本节课之前，学生已经具备的知识和能力主要有：了解碳酸钙的相关性质，钠、氧化钠和过氧化钠的结构、性质和用途，以及初步掌握学习元素化合物知识的方法，酸碱指示剂测定溶液酸碱性、配置一定量浓度溶液的方法，并能完成相关实验，初步具备设计简单实验方案、观察实验现象和归纳实验结论的基本能力。但学生还没有形成从定性转向定量的学习方法，也未形成研究物质未知性质的一般方法和基本程序。

（二）项目学习目标

（1）通过真实情境下解决实际问题的过程，探究膨松剂的作用原理，掌握碳酸钠和碳酸氢钠的性质，形成“性质决定用途”的学科观念。（2）从问题和假设出发，设计探究性实验，基于实验事实得出结论，形成研究物质未知性质的一般方法和基本程序，培养学生科学探究能力。（3）了解碳酸钠和碳酸氢钠在生产生活中的应用，培养学生的社会责任意识。

二、项目任务及设计思路

基于项目学习目标，本节课设计了 5 个项目学习任务：探究碳酸氢钠单独用作膨松剂的作用原理、碳酸氢钠与食醋组合用作膨松剂效果更好的作用原理、碳酸钠与食醋蒸馒头的作用原理、馒头有碱味的原因及碳酸钠和碳酸氢钠的其他性质。这 5 个任务由问题线、活动线和知识线贯穿，通过这 5 个任务对碳酸钠和碳酸氢钠的性质进行探究。具体设计思路如表 1 所示。

三、教学过程

（一）导入

笔者给出 5 种不同的蒸馒头的方法（如表 2 所示，见下页），请学生分别比较 5 种方法之间的区别。

（二）课中

任务 1：探究 NaHCO3 单独用作膨松剂的作用原理。

笔者给出问题：为什么方法 1 蒸出来的馒头是实心的，而方法 3 蒸出来的馒头较蓬松且有气孔？推测 NaHCO3 在蒸馒头中发挥了什么作用？

学生稍做思考后回答：NaHCO3 在蒸馒头的过程中受热发生化学反应产生了 CO2 气体，CO2 气体受热膨胀，因此馒头变得蓬松。笔者要求学生通过实验来证明此结论。并让小组代表汇报实验现象及实验结论。

学生分组进行实验1：加热NaHCO3。产生的现象是，试管中澄清石灰水变浑浊，因此得出结论：2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑。

任务 1 的设计意图：引导学生大胆预测 NaHCO3 的性质，并设计实验方案，培养学生的发散思维;通过实验验证，学生知道 NaHCO3 可用作膨松剂是因为其受热分解产生 CO2 气体。

任务 2：探究 NaHCO3 与食醋组合用作膨松剂效果更好的原理。

笔者给出问题：为什么方法 5 比方法 3 蒸出来的馒头效果更好？NaHCO3 和酸（食醋）可以反应吗？与以前学习过的哪个反应类似？学生稍做思考后回答：类似 CaCO3 和酸反应，预测 NaHCO3 也可以和酸（食醋）反应。

笔者要求学生根据预测自主设计实验方案，分小组进行实验，探究 NaHCO3 是否与酸反应。

学生分组进行实验 2：NaHCO3 与稀盐酸（HCl）反应，最后得出结论：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。

【师】请同学们对比 NaHCO3 受热分解及 NaHCO3 与酸反应的两个化学反应方程式，如果消耗等量的 NaHCO3，哪个反应生成的 CO2 气体多？

【生】等量的 NaHCO3 与酸反应产生的 CO2 气体更加多。

【师】现在同学们知道为什么方法 5 比方法 3 蒸出来的馒头效果更好了吗？

【生】一方面，NaHCO3 受热分解产生 CO2 气体;另一方面，NaHCO3 能与酸反应，且等量的 NaHCO3 与酸反应时比受热分解时能产生更多的 CO2 气体。

【师】除了 NaHCO3 和食醋，还有哪些碳酸盐及酸可以组成复合膨松剂？

【生】碳酸盐：初中学过 NH4HCO3 受热会分解生成氨气，或許它可以;酸：其他可食用的酸性物质。

【师】对！常用作膨松剂的碳酸盐是 NaHCO3 和 NH4HCO3，这两种碳酸盐都受热易分解且可以与酸反应。除了食醋，还可以用柠檬酸、酸奶等。

任务 2 的设计意图：引导学生通过类比、实验得出NaHCO3 与酸反应的性质;学以致用，让学生寻找新的复合膨松剂，运用新知识解决实际问题。

任务 3：探究 Na2CO3 与食醋蒸馒头的原理。

笔者给出问题：为什么方法 4 可以蒸出馒头，而方法 2 不行？Na2CO3 会像 NaHCO3 一样受热分解产生 CO2 气体吗？Na2CO3 可以与酸反应吗？

学生分组进行实验 3：①加热Na2CO3;②Na2CO3 与酸反应。通过实验，学生得出了两个结论：①Na2CO3 受热不易分解;②NaCO3 与酸反应会生成 CO2 气体：Na2CO3+2HCl=2NaCl+ H2O+CO2↑。

【师】现在明白为什么方法 2 蒸出的馒头是实心的，而方法 4 蒸出的馒头较为蓬松的原因了吗？

【生】Na2CO3 受热不易分解，用它单独蒸馒头时无法产生 CO2 气体使馒头蓬松;但当用 Na2CO3 与食醋组合后，二者产生反应，产生较多的 CO2 使馒头蓬松。

【师】为什么 NaHCO3 与食醋组合比 Na2CO3 与食醋组合蒸出来的馒头更蓬松？

【生】NaHCO3 既可以受热分解产生 CO2 气体，又能与食醋反应产生 CO2 气体;而 Na2CO3 受热不分解，只与酸反应产生 CO2 气体。因此前者比后者产生的 CO2 多，所以馒头更蓬松。

接下来，笔者对学生的结论进行拓展提问：Na2CO3 和NaHCO3 均可与酸反应，它们分别与酸反应的剧烈程度如何？并要求学生进行拓展实验：将 Na2CO3 和 NaHCO3 分别与酸反应，对比二者的实验现象。拓展实验结束后，笔者引导学生从实验现象及离子方程式分析 NaHCO3 与酸反应更剧烈的原因。

任务 3 的设计意图：学生对比 NaHCO3 和 Na2CO3 的性质，得出 NaHCO3 与食醋组合蒸馒头效果更好的原理;引导学生从微观视角分析二者与酸反应剧烈程度不同的原因。

任务 4：探究馒头有碱味的原因。

笔者给出问题：为什么使用方法 2 和方法 3 蒸出来的馒头都有碱味？请学生探究产生这种现象的原因，并设计实验来验证自己的猜想。

学生进行分组实验 4：①探究 Na2CO3 和 NaHCO3 的水溶性;②利用酚酞探究 Na2CO3 和 NaHCO3 的水溶液碱性。通过实验，学生得到结论：①溶解性：Na2CO3>NaHCO3;②二者水溶液的碱性大小：Na2CO3>NaHCO3，最终得出 NaHCO3 受热易分解生成碱性更强的 Na2CO3 ，因此单用 Na2CO3 或 NaHCO3 蒸馒头都会有碱味。

【师】既然 NaHCO3 可以单独用作蒸馒头的膨松剂，那么如何避免用它蒸出来的馒头略带碱味的问题？

【生】应该要注意用量。NaHCO3 过多就会生成更多的Na2CO3 ，使得馒头有碱味，合适的用量效果就比较好。

【师】对。如果 NaHCO3 用量少，产生的 CO2 气体就会减少，馒头就没有那么蓬松;如果用量过多，又会使馒头有碱味。这也说明了 NaHCO3 与醋酸组合蒸馒头的效果更加好。那么Na2CO3 能否单独做膨松剂？为什么？

【生】不能。Na2CO3 受热不易分解，难以使馒头蓬松;且碱性太强，使蒸出来的馒头有碱味，因此不能单独用作膨松劑。但是可在面粉发酵后用它调节面团的酸度。

任务 4 的设计意图：引导学生对比 NaHCO3 和Na2CO3 的性质，使学生意识到即使组成相似的物质，化学性质不一样，用途也不一样，即“结构决定性质，性质决定用途”;用化学知识解释蒸馒头遇到的现象，使学生体会到学习化学的价值。

任务 5：探究 Na2CO3 和 NaHCO3 的其他性质。

笔者给出问题：Na2CO3 和 NaHCO3 还能与哪些物质反应？二者是否能与碱、盐反应？现象如何？

学生进行分组实验 5：Na2CO3 和 NaHCO3 分别与碱性溶液，如 NaOH 溶液、Ca（OH）2 溶液、Ba（OH）2 溶液、盐溶液，如 NaCl 溶液、CaCl2 溶液、BaCl2 溶液反应。

任务 5 的设计意图：引导学生从定性、定量的角度探究 Na2CO3 和 NaHCO3 更多的性质。

（三）课后

布置课后作业，让学生利用本节课所学知识，设计膨松剂制作自己喜欢的发酵面食，并与其他同学交流、探讨。

四、教学特色

1.创设真实情境，激发学生的学习兴趣。本节课以生活中常见活动的“蒸馒头”作为切入点，创设了用 5 种不同的方法来蒸馒头，引起学生的好奇心。经过整节课的学习，学生认识到碳酸钠和碳酸氢钠在生活生产中的价值，感受到化学的魅力，激发学习化学的兴趣和热情。

2.项目式教学，培养学生的科学探究能力。与常规的“碳酸钠和碳酸氢钠性质”的教学不同，本节课研究物质性质的一般程序大致如下：通过教师的引导，学生从物质用途出发，大胆猜想物质性质，设计实验方案进行验证，得出结论。学生在每一个任务的驱动下所做的实验，都以探究性为主，这一过程有利于培养学生的科学思维能力、实验操作能力及团队合作能力，有助于发展学生“证据推理与模型认知能力、科学探究与创新意识”的核心素养。

【参考文献】

[1]周玉芝.“洗涤的学问”项目式教学[J].化学教育（中英文），2020（13）.

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[3]张守文，邹 宽.酥类糕点新型复合疏松剂的研制及其应用的研究[J].食品科学，1992（7）.

[4]孙宇红，耿亚萍.基于POE教学策略和比较思维的教学——以“碳酸钠和碳酸氢钠的性质”为例[J].化学教育（中英文），2020（1）.

【作者简介】甘燕芳（1992— ） ，女，籍贯广西贵港，二级教师，现就职于广西师范大学，研究方向为中学化学教育。