高中化学项目式教学的设计与实施
——以钠和氯及其化合物的教学为例

2022-04-06 09:13麦合普拜吾不里卡斯木阿不都西库阿不都热西提
幸福家庭 2022年22期
关键词:污水处理高中化学污水

■文/麦合普拜·吾不里卡斯木 阿不都西库·阿不都热西提

按照《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》的具体要求,教师应重视对学生学习能力、学习习惯的培养,让学生能够更好地了解学习内容。在当前的高中化学教学中,钠和氯及其化合物的教学一直都是沿用传统的方式,虽然能够提高学生的学习效率,但不利于培养学生的化学探究能力。而项目式教学可以通过选择与化学有关的生活情景,让学生在一系列的知识任务和板块中进行探索和创造,有助于培养学生的创造能力、动手能力和化学探究能力。

在高中化学的学习中,部分学生经常抱怨记不住公式。单纯依靠传统的教学方式无法适应新形势下学生的学习要求,教师必须找到一种更好的教学方式。而项目式教学可以使学生置身于特定的问题情境中,能够有效引导学生进行主动探索和实践操作。教师以项目活动为 主线,以问题为导向,可以很好地帮助学生解决在学习过程中遇到的问题,让学生真正地掌握化学知识。

一、项目式教学的基本设计要素

(一)依据真实的项目情景

项目教学法的教学内容设置要以特定的项目情景为依据,或者选择与实际生产生活密切相关的内容,如化工生产的关键环节。项目式教学中的项目可以是一个公众活动,也可以是一个社会热点,项目的实施可以包括相关的工具、质量标准或者社会效果,因为实际的项目情景可以引导学生发现更多有价值的、与化学有关的问题,帮助学生了解化学与生产生活之间的联系,让学生喜爱上化学。

(二)设置具有挑战性的任务

项目任务的设置具有一定的挑战性,其内容包括一系列必须解决的问题,旨在让学生通过探究进行一系列的化学计算与实践运用。项目活动的每个部分都有不同的教学目标,而这些教学目标又会引发学生对学习内容的反思,进而促使学生进行更深入的知识建构。

(三)学生的意见与选择

学生可以在项目中作出选择或决策,如决定怎样做或者增添创意。在项目式教学的相关活动中,教师要尊重学生的主体性,允许学生根据自己的意愿参加不同的学习团体,根据自己的实际情况进行分组学习,选择适合自己的探索方式和模块进行扩展和探究,让学生主动分享自己的学习经验和看法,并与同伴合作完成学习任务。

(四)学生的及时反馈

在项目式教学中,学生的实际问题和小组问题都能反映出项目任务下学生的学习进展情况,教师可以据此了解学生的学习能力、合作情况、问题解决能力、思考方式等,从而在课堂上采取有针对性的措施进行引导,提高学生的学习效率。

二、项目式教学的单元设计

(一)整合学习内容

在项目式教学中,教师可以按照学生在学习过程中的具体情况,设置不同深度和广度的学习内容,也可以针对学生的学习兴趣和现实需求,结合教学内容适当进行拓展,让学生根据学习任务的要求自主探索每个单元的知识,大体了解当前课程大纲下的教学内容。教师还可以将相关的学习内容进行整合,使教材中的知识与学生在项目式教学框架下的实际应用相结合,并把控好课程的总体进度和课时安排。

(二)确定核心任务

教师可以按照课程教学模式的核心内容,选择主要的学习内容,并设置相应的任务,确保学生在学习的同时,掌握必要的学习方法和思维。以钠和氯及其化合物的教学为例,该部分内容要求学生结合单元作业,了解废水与污水的排放,了解废水处理的关键性步骤和造成环境污染 的因素。

为了使高中化学中钠和氯及其化合物的学习内容更为全面,笔者将教学重点放在课程教学单元的设计中,主要包括以下四个方面。一是化学成分的检测。二是从反应本质上考查碳酸氢钠及其化学反应。三是氯化物的微粒行为。四是侯氏制碱法,其检测工序:对污水进行沉淀处理,使污水中的重金属元素沉淀;采用酸碱中和法减少污水的危害;通过加热,使污水中的中间产物发生降解;通过沉淀把有害物质沉淀出来。

笔者以项目主题为中心,回顾近年来人们在环保、污水治理方面所做的各种尝试,确定了项目式教学活动的核心任务,并将每项子任务的核心知识与教材中对应的单元知识联系起来,让学生结合教材中的知识进行深入的探究,从而深入理解每个学习单元的概念,获得更多的知识。

(三)明确单元目标

在项目式教学活动中,为了让学生更好地了解相关知识点,教师要明确每个单元的教学目标。例如,在“工业废水的净化和污水治理”的单元教学中,笔者明确了主要的教学目标,并设置了相应的学习任务和探究内容,让学生根据当前的教学计划和教学大纲进行主动探究,以增强学生的探究能力和化学核心 能力。

(四)规范学习评价

在教学评价中,教师采用终结性评价与过程性评价相结合的方式,可以更好地反映学生在整个教学过程中的真实情况。在学生完成单元作业时,教师可以从不同的角度评价学生的完成情况,掌握学生在新的任务中的表现。同时,在整个学习过程中,教师可以让学生进行自我评价和互相评价,全面了解学生的学习状况。而在最终评价中,教师可以结合学生的学习情况和学习能力设置一系列问题,如污水的净化、沉淀等,并要求学生在一定的时限内完成,以了解学生的实际学习能力。

在化学教学中,扩展性实验是主要的教学内容,教师要让学生注意自己和小组成员的学习和完成情况,在最后一节课上进行回顾和总结,并将自己的经验和学习成果展现出来,按照上面的规则进行教师评价、自我评价和生生互评。

三、钠和氯及其化合物项目式教学的实施策略

(一)教学环节

钠和氯及其化合物的项目式教学共有四项子任务,子任务1是一课时,共分为三个部分:一是利用多媒体设备呈现有关污水的概念,让学生了解并能正确分辨污水中的污染物;二是分析污水中常见的金属离子并对其进行分类,并回顾以往相关的教学内容,让学生解释与金属离子相关的化学反应,介绍沉淀的特性;三是分析实际工业废水处理过程中涉及的背景材料所包含的化学知识,并播放相关的试验处理流程,针对实际情况进行讨论 和分析。

子任务2为两课时,分为两个部分。第一部分介绍氯化物的特性和有关的知识,重点介绍氯离子的处理工艺,介绍氯化物的化学和物理特性,将氯化物中各种物质之间的转化反应引入课堂教学,并引导学生结合教学视频进行讨论。第二部分主要分析化学污染物,先引导学生探讨为什么化学污染物中的氯离子含量高,并让学生思考在化学生产中可能发生的污染及其对环境造成的影响。接着,鼓励学生根据自己的想法对氯离子的处理方法进行分组讨论。最后,让学生设定污水处理的步骤,并让他们完成污水处理实验,评价污水的排放情况,判断是否符合国家有关的排放标准。

子任务3为两课时,第一课时重点讲解钠的化学特性及相关知识,第二课时重点讨论气体处理及其与钠化合物的关系。

子任务4为一课时,分为两个部分。第一部分主要讲述污水溶液pH值发生变化的原因以及pH值的变化与溶液中哪些离子有关;第二部分主要是利用污水进行试验,确认污水的酸碱度,并与学生一起探讨污水的处 理方法。

(二)教学实践

此次教学实践的目的是让学生了解污水处理的全过程,这不仅涉及污水处理的排放标准,还涉及污水处理过程中所产生的各种污染以及污水处理过程对周围环境的影响。

教学实践共分为两个阶段,在第一阶段教学实践中,笔者先分析了污水溶液pH值发生变化的原因,并提出了相应的建议。接着,笔者设定了如下教学情境:“一家化工企业在没有进行酸碱平衡处理的情况下,排放了大量的工业废水,使得附近的植物大量死亡。相关人员经过调查发现,酸碱平衡处理环节的设备存在一定的问题。”并引导学生进行了小组讨论,让学生根据小组成员的陈述,分析水解反应,总结出一些水解离子的化学特性。最后,笔者引导学生将视线转移到钠化合物的学习中,让学生分析其可能的化学成分,提出猜想并进行实验。

实验结果表明,碳酸钠不能与酸共存,会通过与氢的反应,生成一种气体。如果污水发生反应并产生了气体,那么最有可能产生二氧化碳,因为在高温下,碳酸钠很容易被分解。接着,学生开始了自由讨论,并想出了一个解决污水酸碱问题的方法。在此基础上,笔者鼓励学生自行设计实验计划,为下一阶段的学习活动做好准备。

在第二阶段的教学中,笔者为学生讲解了污水处理工艺中污水排放标准的依据,并梳理了污水处理流程。在此基础上,笔者展示了水污染后的环境状况和环境恶化的进程,让学生了解了污水对环境的影响。接着,笔者让学生分析哪些物质会引起环境污染,并鼓励学生通过网络搜索相关的资料。

在学习演示部分,笔者让学生根据先前的一系列课堂活动,回顾每个课时的学习内容,并进行三分钟的演讲,以了解学生对知识的掌握情况。

总之,高中化学是比较抽象的,学生不仅需要优秀教师的教学指导,还需要敢于动手实践,这样才能真正了解化学概念,掌握化学知识。在化学项目设计中,教师要充分发挥项目式教学的优势,结合化学课程的内容,创新项目设计模式,建立项目评价机制,以激发学生参与项目活动的热情,增强学生对化学知识的运用能力,为学生的化学学习打下坚实的基础。

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