新课标背景下项目化学习在化学主题复习中的应用

杨志月

摘要：将项目化学习应用于化学主题复习中，以社会性科学议题“汽车制造过程中产生的污染”为例，引导学生通过查阅资料了解污染源、科学实践探究污染物，寻找汽车制造的绿色工艺。在一步步地调查与研究中培养学生的科学思维，提高对化学反应与社会发展关系的认识，建立绿色环保的发展理念。

关键词：新课标；项目化学习；社会性科学议题

文章编号：1008-0546（2023）08-0071-03   中图分类号：G632.41   文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2023.08.015

一、问题提出

《义务教育化学课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）中对化学学科要培养的核心素养进行了进一步的阐述，也对化学课程提出了更为具体化的目标要求。[1]教师应当结合初中生的个性特点，充分认识到传统课堂的弊端，站在以学生素养发展为基本点的角度进行教学。项目化学习因其具有学习过程的探究性，学习内容的跨学科性，评价形式的多样性，成为一种以深度学习为导向的学习策略。项目化学习的实施，对提高学生的学科核心素养具有重要意义。

二、项目化学习

项目化（project）一词由克伯屈最早应用于教育领域，并于20世纪90年代传入中国。项目化学习指的是以学科的基本概念和原理为中心，通过团队或小组形式，借助多种资源对现实生活中复杂、真实的情景进行探究，并在一定时间内解决一系列问题的探究性学习活动。[2]在项目化学习中，项目的提出尤为重要。“新课标”中，对初中化学各主题均提出了项目式学习活动。通过对比归纳不难发现，一个好的项目离不开“社会性科学”这五个字。只有将与学科相关的伦理、道德、环境等问题引入课堂教学，让学生直面问题并参与决策，[3]才能有效激发学生的认知冲突和探究兴趣，从而引领学生运用自己的知识和能力，对其作出正确的价值判断，强化其社会实践参与感，促进学生化学核心素养发展。

三、项目化学习在化学主题复习中的应用

本文中以社会性科学议题“汽车制造过程中产生的污染”为例，进行义务教育人教版初中化学主题四“物质的化学变化”的主题复习。

1.驱动性问题的提炼

为了减缓燃油汽车造成的尾气污染，新能源汽车行业得到迅速发展。那么，是否当新能源汽车完全取代燃油车，就可以避免汽车对环境造成的污染呢？实际上，汽车在制造的过程中也会产生一定的污染物。浏览“某地居民投诉某品牌汽车工厂造成环境污染，导致儿童流鼻血”的新闻后，提问：如果请你来调查这件事，你会从哪些方面着手调查？

2.项目任务的分解

项目实施计划由教师与学生共同制定，教师需要在学生阐述的观点中，提取关键问题。例如汽车制造过程中为什么会产生污染？在该新闻中，具体是汽车生产的哪个流程产生的污染？污染物有哪些？污染物的排放标准等，对项目进行分解，得到项目任务。该项目的实施流程如图1所示。

（1）项目任务一：了解污染源

通过查阅资料，了解汽车通常由发动机、底盘、车身及电气设备四个部分组成，对汽车制造的污染来源进行猜测。通过新闻事实进一步了解到在此新闻中汽车污染主要来源于车身制造的“涂装”生产线。

（2）项目任务二：探究污染源

通过查阅资料，小组合作进行总结归纳，最终得到“涂装”生产线的部分工艺流程，如图2所示。

活动一：剖析除锈过程

【资料】工业除锈剂一般为盐酸。

【问题】除锈过程中发生的化学反应是什么？对除锈后水洗得到的溶液水洗①中存在的离子进行分析。

【小组讨论】发生的化学反应：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；铁锈是疏松多孔的，因此在除锈的过程中铁必然会和盐酸发生反应，因此一定存在 Fe2+。水洗后存在的离子可能有 H+，一定存在的离子有 Fe3+、 Cl-、Fe2+。

【问题】如何检验溶液中是否存在 H+？设计实验验证溶液中存在Fe2+。

【小组讨论】总结：可根据酸的通性检验溶液中是否存在H+。

【学生】溶液中存在 Fe3+会对 Fe2+的检验产生干扰，无法通过看溶液颜色或加碱看沉淀颜色验证溶液中存在Fe2+。

【资料】Fe2+在酸性溶液中，能和高锰酸钾发生氧化还原反应，使高锰酸钾溶液褪色。

【小组讨论】设计实验方案如图3，并进行实验，通过实验验证了溶液中存在Fe2+。

【方法总结】溶液中单一离子的检验方法：1.观察溶液颜色；2.通过离子间有明显现象的反应；3.利用现代化仪器：传感器。

活动二：探究废液成分

【资料】磷化是形成磷酸盐转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。磷化的主要目的是给金属提供保护，防止金属被腐蚀，用于涂漆前打底，可增加漆层的附着能力。磷化废水中主要有H+、PO工业上采用过量的熟石灰对磷化废液进行预处理，并调节pH至10.5以上，以沉淀 PO

【问题】经过除锈和磷化两步处理后最终得到的廢液中含有哪些离子？

【小组讨论】经过分析得知：水洗①中存在 H+、 Fe3+、Fe2+、Cl-；水洗②中存在 OH-、Ca2+。其中H+、Fe3+、 Fe2+与 OH-不能共存，因此可以从溶液的酸碱性着手，来判断溶液中存在的离子。

【问题】已知最终得到的废液呈碱性，最终得到的废液中存在哪些离子？

【学生】废液中存在OH-、Ca2+、Cl-。

【问题】设计实验一次验证废液中存在的OH-、Cl-？

【小组讨论】通过碱的通性来检验 OH-，用 Ag+和 Cl-反应生成白色的沉淀来检验 Cl-。但是由于 OH-会对 Cl-的检验产生干扰，因此需先检验并完全除去溶液中的 OH-，再检验 Cl-。可以向废液中加入酚酞试液，观察到废液变红，证明含有 OH-，向原溶液中加入足量的硝酸将溶液酸化，然后滴加硝酸银溶液，有白色沉淀产生，证明含有Cl-。

【方法总结】溶液中混合离子的检验方法：1.选试剂；2.排顺序；3.定用量。

活动三：计算排放浓度

【资料】：过高浓度的 Cl-含量会造成土壤盐碱化、植物生长困难，并危害人体健康；国家《污水综合排放标准》GB8978-1996中，Cl-的排放标准≤300 mg·L-1。若向1 L含有氯化钙（CaCl2）的废液中加入1700 mg硝酸银（AgNO3）恰好完全反应。请你通过计算判断该废液是否符合排放标准。

【学生】通过化学方程式的计算回答问题。

（3）项目任务三：寻找新工艺

【资料】汽车“涂装”工艺流程中，污染和危害最大的是磷化产生的废水及喷涂产生的含有苯与二甲苯等废气。

【问题】通过对汽车“涂装”工艺流程的分析，可以如何有效保护环境？

【学生】结合所学知识和生活实际，提出可以对磷化成膜技术进行改进，使用环保水性油漆，用活性炭吸附废气等。

【问题】除了汽车车身的制造会产生污染，汽车的其他构成也会造成污染吗？如何有效降低污染？

【资料】燃油汽车在行驶过程中会产生大量含有 CO、CO2、SO2等尾气，对環境和人体健康造成极大的危害；新能源汽车的电池一般3-4年更换一次，电池中含有的铜、铅等重金属，若处理不当会在生物体内累积，破坏蛋白质和血红蛋白的活性。

3.项目评价

可根据项目实施与成果展示环节中学生的表现，就参与度、社会性、探究性、完成度等进行自评或互评。通过评价反思，巩固对化学反应相关知识的掌握，初步建立化学反应对社会发展重要性的认识，发展学生的综合思维和核心素养。

四、结语

将项目化学习应用于初中化学主题复习中，可以很好地串联主题内容，实现大单元教学，有利于知识的重构，提高学生运用知识解决实际问题的能力。项目实施的过程亦是交流讨论，通过科学方法进行实验探究的过程，有利于培养学生的化学学科核心素养。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准（2022年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2022.

[2]符爱琴，周晓燕.初中化学微项目化学习课程的构建研究——以项目“皮蛋的制作”为例[J].化学教学，2022（1）：32-37.

[3]钟晓媛.新课标背景下初中科学课程中社会性科学议题内容解析与教学建议[J].中小学教材教学，2022（8）：11-15.