在“质疑、探究、生成”项目式教学中落实教学目标

摘 要：“金属的电化学腐蚀”是选修四第一章第三单元的内容，该知识主要是对原电池知识的应用。通过调查发现，学生对电化学腐蚀相关知识没有形成完善的知识体系。对此，化学教师可以转变以往的教学方法，通过项目式教学完成知识的讲解，让学生在质疑、探究、生成中学习电化学腐蚀等相关知识。

关键词：高中化学;项目式教学;金属的电化学腐蚀;教学案例

中图分类号：G427                       文献标识码：A                  文章编号：2095-624X（2020）48-0068-02

引 言

项目式教学是指教师将一个相对独立的项目交由学生自己处理，信息的收集、方案的设计、项目实施及最终评价都由学生自己负责，旨在让学生通过相互探讨来内化知识。项目式教学能激发高中生的化学学习兴趣，提升他们的合作能力和探究能力，有助于教学目标的有效实现。

一、案例背景

高中开展化学教育的主要目的是促进学生科学素养的进一步提高，使学生对现代社会发展及生活需求有较好的满足，同时，培养学生参与意识、社会责任感、决策能力等学科素养。对于高中生来说，“金属的电化学腐蚀”这节知识点的理论性比较强。所以，学生在学习时难以深入理解这些知识，认为化学学科十分抽象，长此以往，他们便会产生畏难心理，逐渐失去学习兴趣。针对这一问题，笔者打破传统教育教学的束缚，采用项目式教学法，并根据学生的实际情况设计了一系列问题，然后引导学生深入分析问题，不断探究、质疑，使学生对本节课知识有充分的理解、掌握，进而培养学生的合作能力、探究能力[1]。

二、教学案例

【教学目标】

（1）通过原电池原理，了解金属为什么会被电化学腐蚀;（2）了解金属腐蚀所具有的危害，以及对社会经济造成的不良影响;（3）了解选择预防铁生锈的方法时需要考虑的因素，明确保护金属的重要性及相关方法，培养创新意识;（4）培养综合思维能力，学会从社会、科学、技术、经济等多个角度思考问题。

【教学重难点】

（1）教学重点：金属的电化学腐蚀的本质。（2）教学难点：①金属的电化学腐蚀原理;②正确书写电化学腐蚀正负极反应。

【教学过程】

环节一：悬念导入，明确目标

首先，笔者给学生出示一则旧新闻。

师：我国第一座水力发电站位于在昆明市石龙坝，它建于1908年，2003年的10月14日，这座水力发电站宣布停产，这座被称为“活化石”的水电站为什么会停产呢？水质检测员到前池的水流中检测出水的pH值为3～4。原来是由于受到酸性较强的河水污染，水电站的发电设备及大坝受到严重腐蚀。除了我国，全球其他国家也面临金属腐蚀这一难题，可见，这是一个全球性的问题。相关数据显示，美国每年由于腐蚀导致的损失高达700亿美元，大约占总GDP的4.2%;英国每年因腐蚀造成的损失占总GDP的3.5%;日本每年因腐蚀造成的损失占总GDP的1.8%;波兰每年因腐蚀造成的损失占总GDP的6%～10%。看完上述新闻和数据，你们有什么感受？对于金属腐蚀的问题，你们最想知道哪方面？

生A：我感到十分震惊，由于金属被腐蚀，我国的第一座水力发电站被迫停产，造成巨大损失。

生B：我的感受和生A一样，面对金属被腐蚀的问题，我想知道金属为什么会被腐蚀，有哪些预防措施可减少因金属腐蚀而带来的损失。

在本环节的设计中，笔者通过一则旧新闻及一组数据将金属腐蚀给社会带来的经济损失展现出来，让学生认识到金属腐蚀的严重性。这些内容与学生的生活相贴近，可以将他们的探究欲望充分激发出来。

环节二：展示实验，质疑生成

师：对于金属的腐蚀，我们要如何进行有效控制呢？金属材料中有90%的成分是钢铁。那么，我们在本节课就以钢铁为例，深入探究金属被腐蚀的原理。

师：金属腐蚀的原理就是其与周围环境中的物质发生了电化学或者化学作用。那么周围环境中的哪些物质会导致金属被腐蚀呢？周围环境中不同物质对金属的腐蚀情况是如何的？现在我们来进行试验探究。

笔者在课前准备了“影响铁钉腐蚀快慢的因素”的实验，并让学生观察在各种环境下铁钉都发生了哪些变化（见图1），并归纳影响钢铁腐蚀的因素，以及在哪些条件下钢铁易被腐蚀。

通过观察实验现象，学生得出水分、氧气、电解质、铁钉成分等是影响钢铁腐蚀的主要因素。但是对于在哪些条件下钢铁易被腐蚀，学生的认识还不够清晰。对此，教师可播放模型图片（见图2），启发学生从原电池原理方面思考金属的电化学腐蚀问题。

师：实验4和实验5这两个实验中的铁钉腐蚀就属于电化学腐蚀，结合图片思考它们的腐蚀原理一样吗？请将这两个实验当中的电极反应写出来。

生A：负极反应有2种写法，第一种写法是Fe-2e-=Fe2+;第二种写法是Fe-3e-=Fe3+。但为什么最后生成的是Fe2+？为什么正负极反应，有时候是H+得电子，有时候是O2得电子？

这时，教师让班级所有学生以小组为单位，相互讨论该学生提出的质疑。

环节三：实验研究，得出结论

接下来，笔者与学生一同开展实验4和实验5，檢测实验4中正、负两极的产物，以及探究实验5的腐蚀过程。

实验4演示过程：将铁钉和碳棒用一根导线连接好，将它们分别插入两个试管中，试管溶液均为NaCl。接着，将1滴KSCN溶液和3滴K3[Fe（CN）6]溶液滴入插有铁钉的试管中，将3滴酚酞溶液滴入插有碳棒的试管中。

观察实验现象并让学生相互讨论，然后总结结论：产生了吸氧腐蚀现象;电极的负极产生了Fe2+，正极产生了OH-。

实验5演示：用醋酸润湿试管内壁，将少量碳粉加入还原铁粉中，搅拌均匀后撒到试管中，并将带有导管的橡胶塞塞在瓶口上，最后将导管口插入红墨水烧杯中。

最后，学生得出结论：金属的腐蚀有两种方法，这两种方法同时存在且难以明确分开，这两种方法分别是化学腐蚀、电化学腐蚀。

完成这两个实验后，学生得出最终结论：金属的腐蚀共有三种，分别是电化学腐蚀（吸氧腐蚀）、化学腐蚀（金属接触氧化性强的物质）、电化学腐蚀和化学腐蚀同时存在。影响金属腐蚀速度的因素也有两个方面，一方面是外因：环境温度、氧气浓度、电解质环境、接触的其他金属;另一方面是内因：金属自身的结构与性质。

三、教学反思

本节课结束后，笔者对学生进行了调查问卷，结果表明，学生对项目式教学法非常认同，认为在“质疑、探究、生成”中能够对金属的电化学腐蚀等知识有更加深刻的记忆。由此可见，在实际教学中，教师可以利用项目式教学法加深学生对知识的理解。在布置好项目任务以后，教师可以让学生以小组为单位进行合作探究，从而在最短时间内解决问题。

回顾本节课的教学过程，笔者有以下几点反思。

（1）在设计项目任务的时候要注重层次感。学生在学习知识时，一般都是由浅入深，阶梯式完成。因此，教师在设计项目任务时，也要按照该规律进行。一开始设计的任务要简单，这样，每个小组的学生就不会因感觉任务难而产生退却心理，都会积极参与其中，感受操作的乐趣。之后，教师可以逐渐增加任务的难度，给学生一个缓冲的时间，让他们不会觉得任务太难，并且也不会产生退却心理，最终有效完成任务，掌握化学知识。

（2）明确项目式驱动教学的本质。项目式教学是学生学习知识的一座“桥梁”，“驱动”学生完成任务的并不是教师的督促，而是学生自身的学习动机。在本堂课的教学中，教师所设计的项目问题与学生的生活实际有密切关联，并且问题的层层递进，使学生的学习兴趣得到有效延伸。同时，在问题的合作探究与学习中，各个小组之间进行的交流与探讨，为项目式学习的有效完成增加了附属内驱力。

（3）关注过程，动态生成。教学结果很重要，但教学过程同样重要，教师在实际教学中，不仅要关注学生的学习结果，还要关注他们化学思维的形成过程。因此，在具体教学中，教师要积极培养学生的思维能力，让他们主动思考、踊跃回答问题。在本节课中，笔者非常重视对学生生成资源的利用，如“负极反应为什么最后生成的是Fe2+？为什么正极反应，有时候是H+得电子，有时候是O2得电子？”这些问题都可以被有效利用，从而使课堂充满趣味性、问题性。

结   语

总体而言，在本次课堂教学中，笔者所采用的项目式教学法转变了学生以往的学习方法，课堂氛围也更加轻松活跃。在课堂教学中，教师的问题及学生相互之间的探究，使学生深层次理解了金属生锈的原理;并且在质疑中掌握了金属生锈的条件。由此可见，通过项目式教学，学生的学习更为主动，也更为高效，而这些也表明项目式教学法在高中化学教学中的应用具有很大优势。

[参考文献]

赵颖.金属的电化学腐蚀及防护的教学体会[J].课程教育研究，2015（15）：204.

基金项目：本文系福建省晋江市平山中学课题研究項目“基于真实情境的中学化学项目式教学研究”研究成果的部分内容。

作者简介：郑清芳（1977.2—），女，福建晋江人，本科学历，教研组组长，中学一级教师。