以项目式学习活动引领化学实验高考复习教学

林伟 黄丹青

摘要：采取项目式学习的教学理念引领高三化学实验专题复习，设计出以硫代硫酸钠为情境素材的项目式实验活动。通过真实且富有挑战性的项目式实验活动，改变了以往以纸笔练习为主的高考实验复习教学模式。让学生在项目式实验活动中，提升在真实复杂情境的实验探究能力，发展化学核心素养。

关键词：项目式学习;高考复习;化学实验;硫代硫酸钠

文章编号：1008-0546（2021）06-0055-04 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.06.015

一、问题的提出

化学实验在化学教学中的地位无需多言，既是课程标准的核心内容，更是高考考查的重点，但是传统化学实验高考复习往往效果一般，究其原因是传统实验模块的复习是通过大量的实验典型习题，进行反复训练，企图通过大量纸笔练习来巩固实验知识、技能。也有学校通过组织学生走进实验室，以重做教材必做实验的方式进行复习，但是此种“炒冷饭”式的做法存在着学生兴趣不高，复习教学活动缺少针对性的问题。

项目式学习（project-based learning简称PBL），以小组合作方式解决项目任务的学习模式，学生围绕具体的学习项目，选择学习资源，通过学生自主探究和自主学习进行实践体验、分析讨论、探索创新等环节，获得具体知识、形成专门技能、发展个人能力川。而对于高三学生而言，在复习阶段开展基于真实情境的项目式实验活动，让学生在完成项目式的分组实验中，复习学科实验知识与实验技能，同时感受实验与理论之间的联系与区别，体验实验问题的复杂性及综合性，其复习效果远非单纯的纸笔训练所能达到。其次，基于真实情境的项目式实验，将学生带入真实情境，解决实际问题，较之单纯的重做必做实验，更能把已有实验知识和技能有效迁移应用到解决真实问题中去。

本案例“硫代硫酸钠的制备与性质探究”，就是采取项目式学习模式，探究硫代硫酸钠这一重要的化工原料，将真实素材贯穿课堂教学，引领实验模块的高考复习。

二、项目教学课时划分与教学思路

硫代硫酸钠在现行教材并未详细介绍相关性质，更多的是在相关的试题中出现，属于学生“既熟悉又陌生”的物质。通过对“硫代硫酸钠的制备与探究”这一项目式的实验活动，可以覆盖中学阶段中关于物质制备、分离提纯、定性定量分析、控制变量、实验方案设计等多种实验相关知识与技能，多维度发展学生的实验探究能力。具体来看，我们将本项目式学时活动分三个课时。整个项目的课时划分与教学思路如图1所示，我们从整体规划整个单元的教学，实现了“教、学、评”的一体化。

课时1硫代硫酸钠的制备与提纯。以工业上制取硫代硫酸钠的真实情境，在教师指导下，学生设计实验并在实验室中进行模拟。利用对化工生成流程进行复原与模拟，在提升学生实验探究能力的同时，也可以发展学生解决综合问题的能力，本节课我们采用两种不同的方法来制备硫代硫酸钠，让学生分成两组进行实验。通过实验结果来分析两种路线的优劣，引导学生从经济效益与绿色化学等多方面、多角度进行思考。同时通过此课时，可以相对完整地将中学阶段中需要掌握的物质分离方法，如过滤、蒸发、结晶等操作逐一呈现，有利于学生复习巩固。

课时2硫代硫酸钠的定性、定量分析。硫代硫酸钠中硫酸根的检验实验属于定性分析实验，让学生们利用提供的信息，设计方案并进行实验。实验方案的设计是学生实验探究能力的集中体现，学生需要综合运用所学化学知识，思考化学实验的具体实施方法，初步设计并不断优化实验方案，最终完成实验。该过程既能加深学生对所学化学知识的理解，又能让其体验实验探究的过程，有利于核心素养的建构。碘量法作为重要的氧化还原滴定方法，在各类试题中经常涉及，通过碘量法测定自制硫代硫酸钠的含量，相当于将试题搬到了实验室，有助于建构定量测定物质组成的常见思维模型。

课时3硫代硫酸钠与酸的反应影响因素探究，本实验属于经典的变量控制实验，教材中实验数据的采集是通过肉眼观察实验现象，仅仅是半定量的方法，存在较大误差。本案例通过手持技术，利用浑浊度传感器实现了定量分析，通过手持技术可以相对准确地记录实验数据，能认识到比较、归纳、分析等方法在分析实验数据上，推理实验结论中的应用。

三、基于项目式学习的案例实施

本案例包含3课时9个活动项目，本文挑选其中的3个活动项目介绍本案例的实施过程。

1.分析硫代硫酸钠的工业制法并设计实验方案

此环节是第一课时的核心环节，学生在真实情境下，在实验室模拟硫代硫酸钠的制备为项目任务，并以此设计和优化实验方案，完成实验操作，教学活动线索如图2所示。在本环节中，重点学习在实验室模拟工业流程的实验设计，体会到化学原理转化为实验方案需要从绿色化学、安全性、条件控制、操作难度等多个角度进行考虑，以及体验物質制备实验的一般流程，多方面发展学生化学学科素养。

2.硫代硫酸钠中杂质离子（SO42-）的检测

此环节是第二课时的核心环节，教学活动线索见图3。从真实问题情境出发，学生在实践中学习物质检验的方案设计，需要考虑其他物质对待检物质的干扰，如何利用物质性质的差异排除干扰。该过程中，教师应引导学生发散思维，思考并创造性地提出对方案的修改意见。

3.利用手持技术探究硫代硫酸钠与酸的反应影响因素

此环节是第三课时的核心环节，学生在真实情境下针对原探究方案的不足，能利用数字化的手持技术对原有实验进行优化，并完成实验操作，教学活动线索如图4所示。在实验中，通过使用浑浊度传感器，学生对实验结果的处理由定性上升到定量，并且需要综合实验现象和图表数据进行分析处理从而获得结论。同时课堂的探究活动并不止步于此，学生提出“为什么硫代硫酸钠溶液浓度的改变对化学反应速率的影响更大？”的问题，为下一阶段的实验探究提供方向。在本环节中，学生复习控制变量法的实验思维，体验利用手持技术改进传统实验方案的不足，并能从实验探究和数据分析处理角度来解决化学问题。

四、反思与提升

1.项目的真实性

项目式学习中项目情境的真实性是开展此类教学活动的先决条件，2020版的普通高中化学课程标准中明确指出：“创设真实问题情境，促进学习方式转变”“以主题为引领，使课程内容情境化，促进学科核心素养的落实”[2]，新课程标准中提倡真实问题情境的创设，提倡基于综合问题解决的主题式教学，这充分说明了基于真实情境开展教学的重要性。

本案例以贴近学生知识背景的“陌生物质”——硫代硫酸钠为项目，三个课时中所涉及的活动项目皆来自真实的生产生活实际、科研论文或者高考往年试题，让学生在真实的情境中分析问题，深入思考和交流，进而解决问题。摆脱了以往高三复习中常见的“纸笔实验题”，将化学实验探究实施具体化、实际化。

2.项目的综合性

一个完整的项目式教学应是一个单元整体教学。作为一个高三实验复习的项目式学习活动，需要将孤立、碎片化的化学实验知识在真实复杂的情境下重整为一个主题明确、逻辑清晰的项目式活动。而且在选择实验情境素材时，教师还考虑到该素材能否尽可能地囊括学生需要掌握的高中化学实验核心内容，以及该素材能否帮助学生形成实验思维，发展学生科学探究与创新意识的素养。

本案例通过与三个与主题硫代硫酸钠紧密关联且层层递进的实验任务展开。将物质的制备、分离提纯、定性与定量分析、性质探究等内容整合为一体，还从工业生产实际、手持技术等多个视角引导学生分析解决问题，从而提升学生深度思维能力以及在真实复杂的情境中实验探究能力。

参考文献

[1]江合佩.促进学生核心素养发展的项目式学习研究与实践——以“废旧握离子电池回收利用”为例[J].教育与装备研究，2019（9）：60-67

[2]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2020年版）[S].北京：人民教育出版社，2020：2

本文系福建省“十三五”中学化学学科带头人培养对象专项课题“基于项目式学习的高中化学实验校本课程开发”（课题号：ZHHX-2019004）项目研究成果。

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