初中化学项目式教学实践探索

王猛

一、教学背景

“酸”是沪教版九（下）化学“物质的性质与应用”主题中的内容。通过新课的学习，学生对酸的认识经历了从个别到一般的进阶过程。《义务教育化学课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）在内容上淡化了酸的概念，强调了酸的性质及应用，明确了素养发展的要求。项目式教学基于情境，围绕真实问题的解决，进行目标整合，关联并重构知识内容，引导学生在经历完整的问题解决过程中建构大概念，培养高阶思维能力，建构学科思想方法及认识方式。下面，笔者以“探秘洁厕剂”的相关实验为例，浅谈项目式教学在复习课中的相关应用。本项目可以分成三个环节：一是定性认识酸的组成与结构，并从分子、离子角度描述酸；二是通过实验探究，定量测定洁厕剂中酸的含量；三是研究酸的目的与价值，时确洁厕剂使用注意事项。

二、教学目标

通过测定洁厕剂的酸碱性，了解并掌握酸碱指示剂检验溶液酸碱性的方法；通过自主设计实验方案，探究洁厕剂的有效成分，形成“宏观认识酸的性质→微观探析酸的组成与结构→物质组成与结构决定物质性质”的严谨科学思维；通过对洁厕剂去污原理分析，学生初步建立分析真实化学情境的一般思路和方法，体会如何将实际问题转化为简单化学问题的过程，树立正确使用化学用品的意识。

三、教学过程

在课堂导入环节，笔者提出以下问题：家庭卫生间常用的洁厕剂是如何清除马桶上的垢状物的？如何合理使用洁厕剂呢？我们应该从哪些方面了解它呢？

在此基础上，提出项目驱动性任务：如果你使用洁厕剂打扫卫生间，如何设计使用方案呢？要合理使用洁厕剂，应该从哪些方面了解它呢？同时帮助学生拆解子任务：需要了解洁厕剂的成分是什么？清洁原理是什么？使用应注意哪些事项？

1.认识洁厕剂的成分

师：我们首先看一下说明书，说明书里面有这样几个关键词组：“各类耐酸性陶瓷坐便器”“无机酸”“本品为酸性液体”，这说明洁厕剂显酸性。请讨论并设计实验方案进行验证。提醒：实验方案应包括实验原理、实验用品、操作、现象和结论等。

实验1 证明洁厕剂里有酸的存在

实验原理：紫色石蕊试液遇酸性溶液变成红色，酚酞遇酸性溶液不变色。

实验用品：紫色石蕊试液、井穴板、洁厕剂、滴管。

操作：取一滴管洁厕剂滴在井穴板上，然后滴上紫色石蕊试液。

现象：溶液变成红色。

结论：溶液显酸性。

师：请大家回顾常见金属与稀盐酸的反应，完成镁条、锌粒、铜片与酸反应的实验。然后用拇指堵住管口，用火柴点燃，说一说稀盐酸中存在H+的证据。

生：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，Mg+2HCl= MgCl2+H2↑，Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑，依据质量守恒定律，生成的氢气中的氢元素来自HCl。

师追问：溶液中也有水，氢气中的氢元素有可能来自水吗？如何验证呢？

生：和水做对比实验就可以验证了。

师：请分别用锌粒、洁厕剂做实验进行验证。

结论：洁厕剂中含有H+。

师：洁厕剂中除了含有H+，还有哪些微粒呢？说说你的方案。

实验2 证明洁厕剂含有其他微粒

实验原理：溶液中的氯离子能与硝酸银溶液反应，生成白色的沉淀（氯化银），该沉淀不溶于稀硝酸。硫酸根离子能与氯化钡溶液反应，生成白色的沉淀（硫酸钡），该沉淀不溶于稀盐酸。

实验用品：硝酸银溶液、氯化钡溶液、洁厕剂、井穴板、滴管。

操作：分别取一滴管洁厕剂于井穴板2、3号孔穴内，在2号孔穴内滴加1—2滴硝酸银溶液，并滴加2—3滴稀硝酸，在3号孔穴内滴加1—2滴氯化钡溶液。

现象：2号孔穴内有白色沉淀生成。

结论：洁厕剂中还含有Cl-，所以其中的酸为盐酸。]

师：洁厕剂为蓝色。我们知道含有Cu2+的溶液呈蓝色，洁厕剂中会有Cu2+吗？请设计实验方案进行验证。

实验3 证明洁厕剂含有Cu2+

實验原理：对比实验，铁与硫酸铜反应：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；铁与洁厕剂反应：Fe+2HCl=FeCl2+H2[↑]。

实验用品：铁钉、硫酸铜溶液、洁厕剂。

操作：在4、5号孔穴内加入铁钉，分别取一滴管洁厕剂、硫酸铜溶液于井穴板4、5号孔穴内。

现象：铁钉表面都有气泡生成，5号孔穴内硫酸铜溶液颜色变浅，铁钉表面有红色物质析出，洁厕剂中有大量泡沫生成。

结论：洁厕剂中没有Cu2+存在。

师：这种蓝色叫酸性蓝，在洁厕剂中作为警示剂，既可以协助稀盐酸产生辅助作用，也能让人看到后感到清爽。

2.探究洁厕剂中盐酸含量

师：我国卫生洁具清洁剂国家标准规定，卫生间专用型的清洗剂，盐酸溶质质量分数不得高于12%，以保护瓷砖表面不被过分腐蚀。你有哪些方法可以测出洁厕剂中盐酸的含量？

生：可以通过测量洁厕剂与金属反应生成氢气的量来计算盐酸的量，也可以通过测量洁厕剂与碳酸钙反应生成二氧化碳的量来计算盐酸的量。

师：请你说说实验原理。

生：洁厕剂与金属（或碳酸钙）反应生成不溶于水的氢气，通过排水法可以测出氢气的体积，利用m=ρv求出氢气质量，再求出HCl质量。

师：实验时有哪些注意事项呢？

生：需冷却至室温后再读数，读数前需调节液面相平。

师：我们知道酸可以与碳酸钙反应生成二氧化碳，碱石灰可以吸收二氧化碳，也可以吸收水。若用此装置（图1），请大家提出需要改进的地方。

生：生成的气体不一定完全进入下一装置，锥形瓶中也存在二氧化碳；碱石灰除了吸收二氧化碳还会吸收水，会导致结果偏大；空气中的二氧化碳会进入碱石灰，也会导致结果偏大……

师：如何解决呢？请讨论改进方案，并画出示意图。

生：可以利用图2的装置来检测这瓶洁厕剂是否达标。

3.合理使用洁厕剂

师：洁厕剂为什么能够起到洁厕的作用？阅读资料卡片（图3）。

资料卡：厕所污垢的主要成分

（1）尿碱：主要是钙、镁和铁等金属离子与人在代谢过程中产生的有机物及碳酸根离子、磷酸根离子等形成的难溶盐。

（2）水垢：主要成分为碳酸盐类，如碳酸钙、碳酸镁等。

（3）铁锈：主要成分是氧化铁，主要来源于铁制水管内壁氧化层。

注意事项

（1）用于耐酸性陶瓷、大理石表面等。

（2）使用时不要接触到皮肤。

（3）使用时注意通风。

（4）洁厕剂含盐酸，84消毒液中含次氯酸钠（NaClO），二者混合后除了产生有毒的氯气（Cl2）外，还会生成一种常见的盐和液体。

师：马桶里有红色铁锈，使用洁厕剂能除去吗？请用化学方程式表示。

生：Fe2O3 + 6HCl =2FeCl3+ 3H2O。

师：再看说明书，请大家讨论为什么使用洁厕剂有注意事项。

生：（1）大理石主要成分是碳酸钙，能与稀盐酸反应；（2）酸有腐蚀性；（3）盐酸具有挥发性；（4）2HCl+NaClO=NaCl+Cl2↑+H2O。

师：本节课，我们共同完成了洁厕剂的探秘，请谈谈你的收获。

生：我认识了洁厕剂的成分，探究了洁厕剂中HCl的含量，知道了合理使用洁厕剂的方法。

四、教学反思

生活是最好的教学素材。本节课中，笔者基于新课标，整合相关资料，选取实物、特殊器具、洁厕剂等真实的情境素材，以认识洁厕剂的组成、结构、性质及应用为例，增进学生對科学探究的理解，发展了学生的核心素养。在实验探究情境和实践活动中，学生能根据问题需要，运用物质检验和性质探究等实验探究的一般思路与方法，设计简单的实验探究方案；能对观察、记录的实验现象和数据进行分析、处理，对实验证据进行分析和推理，得出合理的结论；能用规范的语言呈现探究结果，并与他人交流、讨论。

经过本项目的实施，从学生的课堂表现可以看出，进阶型问题的设置、实验的开放性探究以及教师与学生的互动都符合新课标提出的素养发展要求。一方面，进阶性问题的设置能引发学生进行高阶思维活动，主动构建知识体系；另一方面，教师的追问、评价和示范等行为，有效促进了学生用化学知识解决现实问题的能力，实现将项目式教学与复习课整合形成的真实问题解决的素养发展模式。

（作者单位：江苏省徐州市睢宁县教师发展中心）