高中化学复习课中运用项目式学习的实践与思考

范亚

摘  要：基于传统高中化学复习存在的问题，以“保护珊瑚礁——水溶液中的离子平衡主题复习课”提出开展项目式的主题学习活动，以“项目式学习”的教学方法，促进学生化学学科能力的提高，从而达到培养化学学科核心素养的目标。

关键词：高中复习;教学情景;项目式学习;学科能力

一、问题提出

《普通高中化学课程标准（2017年版）》对高中学生的培养提出了具体要求，强调要培养学生的科学探究与创新意识、科学态度与社会责任以及证据推理与模型认知等学科核心素养。在高中复习课教学中如何落实新课程标准这些理念呢？我们经过思考、实践反思后认为，引导学生开展项目式学习、进行深层次探究的项目式教学是一种促进学生学科核心素养融合发展的有效教学方式。

二、项目式的教学设计与实施

（一）项目式学习的特点

项目式学习是指在课程标准指导下，学生以小组合作的方式，在真实情景中通过问题驱动进行探究，解决实际问题，并展示分享研究成果。项目式学习流程分为选定项目、拆解项目、活动探究、交流成果和评价反思五个阶段。

（二）项目主题的确立

海水是一个比较复杂的水溶液体系，在海水的环境系统中能产生很多实际应用水溶液中离子平衡的问题，例如珊瑚的形成。通过对珊瑚的素材进行研究的过程中，发现这一素材包含了丰富的教学价值：

1.可拆解性。首先将珊瑚的形成、破坏、保护拆解成三个问题来解决和研究。

2.综合性。在问题的研究过程中需要用到水溶液中离子平衡的所有类型。

3.相关性。在形成和破坏的过程中都有多个相关联的平衡移动，可以对学生的平衡观和变化观做进一步的探查评价促进思维进阶。

4.典型性。系统足够典型，就是用熟悉的重要的基本反应，在复杂的体系中建立联系，从而形成水溶液中离子平衡分析的认识模型。

5.可操作性。在活動设计中有可操作的实验，能够提供给学生的证据可以从简单实验现象发展到精确的实验数据，发展学生应用事实证据进行推理论证的能力。

（三）项目的规划

规划完成项目的学习目标和任务安排是有效开展项目式学习的保障。据此，完成该项目要实现的学习目标是：

1.在分析珊瑚礁具体问题的过程中，运用化学平衡有关知识，从微粒间相互作用的角度，复习水溶液中电离平衡和水解平衡的基础知识。

2.从微粒观、平衡观的分析视角，形成并掌握水溶液中微粒和微粒之间相互作用的分析思路和方法。

3.进一步深化一切化学平衡都是特定条件下动态平衡的认识。

4.真实感受到化学平衡与生活息息相关，以及化学平衡的调控对工业生产和生活环境的重要意义。

（四）项目实施与思考

1.项目的实施

项目学习主要包括介绍项目、自主研究、成果展示等步骤，每一环节的开展都是学习目标的落实。

（1）介绍项目

人类无限制地进行碳排放，温室效应使环境温度升高大量珊瑚白化、死亡，同时二氧化碳排放过多导致海水酸化使珊瑚礁难以钙化甚至溶解。那么如何保护珊瑚礁这就是本课要研究的项目。

【布置任务】课前查阅珊瑚礁珊瑚礁形成及珊瑚礁被破坏等相关资料，了解物质组成、分类及性质。

（2）自主研究

【活动1】探究珊瑚礁的形成

【资料卡片】给出海水的成分表和水溶液中含碳元素的微粒百分含量随PH值变化的图象。

【交流反思】观点1：海水中的Ca2+和CO32- 反应直接形成的;

观点2：海水中的Ca2+和 HCO3-反应形成的;

观点3：两种可能都有。

【分组实验】模拟海水中珊瑚礁的形成

实验序号 实验内容

1 将按照海水比例浓缩的CaCl2溶液和Na2CO3溶液混合。

2 将按照海水比例浓缩的CaCl2溶液与Na2CO3和NaHCO3的混合溶液混合。

【交流反思】实验1中，学生观察到有很少量的白色沉淀，在实验2中，学生观察到有大量的白色沉淀，说明海水中的碳酸氢根对钙化作用起到了决定性的作用。

【进一步研究】进一步观察后，学生发现实验2有气泡产生。

【交流反思】碳酸钙的沉淀溶解平衡移动，导致了碳酸氢根电离平衡的移动，氢离子浓度增大和溶液中碳酸氢根离子结合生成二氧化碳。

【活动2】温室效应对珊瑚有什么影响？往实验2中继续通入二氧化碳气体，溶液中的钙离子浓度，氢离子浓度该如何变化。

【资料卡片】用CO2和PH传感器测定变化图

【交流反思】刚开始通入二氧化碳会引起钙离子浓度下降，随着pH值的下降钙离子浓度增大，直到pH值趋于稳定，钙离子保持不变。说明相关的离子平衡到达到平衡状态。

【结论】海水酸化的物质是二氧化碳，二氧化碳在水溶液中存在电离平衡，使水中氢离子浓度增加导致珊瑚礁溶解。

【进一步研究】有资料显示冰岛雷克雅未克地热电站研究人员将二氧化碳和大量的水注入地下深层的玄武岩中，使其转化为碳酸盐晶体。请同学们讨论封存二氧化碳的方法。

【资料卡片】

已知：CaCO3： Ksp=4.80×10-9;CaSiO3： Ksp=2.50×10-8

【交流反思】利用沉淀转化原理可以将地壳的玄武岩的成分硅酸盐进行转化。

（3）成果评价

完成项目式学习以后，教师通过小组讨论和展示情况、小组必答和抢答质量，以及各小组撰写项目学习任务解决案的质量分别给予评分，同时也综合小组之间的评价，评出最佳学习小组。

四、结语

在高中复习中开展项目式学习的教学已经引起教研部门的关注，许多一线的教师正在进行实践和尝试。本团队经过一年多的实践，通过实验班级与普通班级的对比，发现实验班学生对陌生情景问题思考比较深入和到位，多角度判断和分析问题能力以及知识应用、迁移能力和反思问题的能力有明显提高。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2019.

[2]申燕，陈尚宝，邹志谱，等.基于STEM理念下的项目式学习课例设计——以“探秘人体的呼吸”为例[J].化学教学.2019（9）：50-55.

[3]牛彩霞，邹映波.基于项目式学习的“水溶液中的离子平衡”专题复习——以“人体代谢性酸中毒治疗方案的设计”为例[J].化学教学，2020（6）53-58.

[4] 皇甫倩，常珊珊，王后雄.美国学习进阶的研究进展及启示[J].外国中小学教育，2015（8）：52-59.

（作者单位：佛山市顺德区伦教中学，广东  佛山  528000）