核心素养视域下化学项目式学习的教学研析

刘昆

摘 要：新课标对教学工作提出新的要求，教师必须在课程目标设计与活动组织方面，基于核心素养维度整理课程内容，让学生在学习活动中，思维、动手能力、学习观念等均可以向好的方向发展。以往化学课程教学选择的方式，在学生学习能力培养方面存在较多不足，学生在教师主导的课堂中，会逐渐丧失学习化学知识的兴趣。化学教师在核心素养维度下，基于学生学习课程知识的需要，选择化学项目式的手段。学生在教师提供的各类任务下学习知识，在自主分析、素材收集、深入探究等活动中，学生对化学知识的理解也会逐渐加深。本文以鲁科版必修1《铁的多样性》一课作为项目背景，将“铁肥”作为学生在项目式学习中研究铁的对象。在项目式学习活动中，教师会为学生创设真实的化学问题情境，给予学生自主学习的空间，以期在学生模型认知、证据推理、科学探究、变化观念、创新能力和意识培养等方面收获较好的培养效果。

关键词：高中化学；核心素养；项目式学习；证据推理；科学探究

项目化学习以项目为活动开展的方式，通过任务驱动，让学生参与到项目活动中自主学习课程内容。项目式学习将学生作为课堂的学习主体，教师需要关注学生在课程活动中参与活动的情况，应该基于学生自主学习需求，为学生创造相对自由宽松的环境，便于学生较好地参与学习活动，可以在活动中快速进入学习状态。项目式学习方式的应用，让学生在有限的时间中取得较大的收获。学生在活动参与期间，对课程知识有深入的认识，可以将零散的知识形成体系性较强的知识框架。学生在项目活动参与中，建立学习知识构建知识体系，积极参与课程学习活动。化学在我们生活中无处不在，在项目式学习模式使用中，需要将化学与学生生活对接起来，让学生可以在学习活动中看到生活的影子，结合生活经历对项目进行分析，在任务导向下进行探究，最终在探究活动中找到有用的素材，解决项目任务。学生在项目活动的参与中，发现课程知识与现实生活的关系，将知识应用到实际活动中，解决在生活中遇到的问题。

一、项目式学习应用在高中化学教学中的意义

在化学教学活动中，因国家对教育工作要求的提升，促使教学模式必须基于要求导向进行调整。传统化学课堂中，教师讲学生听的方式，在学生核心素养培养方面的效果甚微。新课标提出后，教师必须从现代教学方法中选择新的方式，构建高效课堂。在现代教育领域中，翻转课堂、混合学习模式出现，同时在教学领域中得到较好的应用[1]。项目式学习也在教育现代化发展的背景下出现，逐渐成为教育人员较为关注的学习方法。项目式学习转变课堂中的主角，学生处于课堂主体位置，教师需要在学生学习课程知识时进行辅导，让学生可以深度学习课程内容。项目式学习应用到课程活动中，学生在项目任务导向下参与活动，学生可以深层学习课程知识，对主题进行研究[2]。以项目形式引导学生参与学习活动，较大程度调动学生自主学习的意识，让学生积极参与到学习活动中，可以高效地学习课程知识。在项目实施期间，有必要将课程教学内容与信息技术相互结合，学习者应该在任务维度下參与探究活动，可以自主构建。在学习中形成主动收集信息与分析的能力，可以将课本知识应用到实际问题的处理中[3]。

教师在项目式学习模式的使用中，设置真实情境，以问题作为学生参与活动的渠道。学生在项目活动的参与中，积累社会经验，形成较强的社会责任感。在问题分析、问题处理中，便于学生形成较强的创新意识，有助于学生能力的全面发展，在学生良好核心素养形成方面也有较好的促进作用。

二、教学相关事项

（一）课程标准

本节课选自鲁科版必修1《铁的多样性》一课，结合化学课程对本节课提出的要求，学生需要在学习中对元素在不同物质中价态差异情况有正确的认识，知晓元素在氧化还原反应中可以实现相互转化的事实。学生在化学反应的学习中，需要探索物质的性质，在学习物质转化内容的同时，发现物质间实现价态转化的价值[4]。

在《铁的多样性》一课中会使用真实情境，引导学生参与到对铁重要化合物性质的研讨中，清楚铁相关化合物在生活与生产等领域的应用，让学生对铁化合物制作流程与相关条件有足够的了解。

对于金属及其化合物多样性的探究中，可以使用实例帮助学生研究金属与相关化合物，通过化学反应重新看待物质转化、物质性质等内容，发现其对社会文明发展的推动作用。学生在金属铁反应活动中，对物质转化在环境保护、自然资源综合利用等方面均得到较多收获。

新课标对高中化学课程教学提出新要求，教师不能仅以课本知识传授作为教学的重点事项。教师必须立足学生学科素养培养的主线，对课程内容进行组织，通过课程活动的合理设计，让学生参与到铁及其化合物化学反应的研究中，可以从中得到较多收获，对学生模型认知、创新能力和意识、证据推理、科学探究、变化观念等方面均起到促进作用，成为学生全面发展的有力推手[5]。

（二）学情分析

《铁的多样性》主要围绕不同价态的铁离子与铁不同价态化合物进行介绍，给出与之相关的化学反应。学生在之前的学习中，对钠、镁、铝等化学领域经常研究的金属，已经有一定的了解，为学生学习变价金属铁和与之相关的离子反应和氧化还原反应提供条件。在鲁科版化学必修1教材中，关于变价金属铁内容的展示，选择人们在生活中容易获取的铁化合物进行插入，在此基础上引出不同价态铁性质、物理现象与化学反应等内容。学生在变价金属铁的学习中，可以使用化学知识解决生活与生产中的问题，为学生使用知识为社会服务奠定基础。教师在课程内容展示方面，为学生留出足够的空间，让学生可以自行思考，探寻金属铁与相关化合物的使用领域[6]。

铁作为生活中学生经常能够见到的金属，因其具有一定的活泼程度，具有可变价的特点。学生在以往的化学学习中，已经接触铁并学习金属通性、铁的置换反应、铁和酸反应、铁和氯气反应等内容。氢氧化物、铁的氧化物等为铁主要的化合物，这些均是学生在本节课需要学习的知识。铁的氧化物不会对学生学习造成过大的障碍，学生根据已有的知识结合本节课涉猎的内容，可以掌握铁氧化物的相关内容。《铁的多样性》一课将重点集中在二价铁离子与三价铁离子性质方面，学生结合二价铁离子与三价铁离子转化的条件，探究氢氧化亚铁与氢氧化铁等物质的性质，整理两者化学反应式，归纳氢氧化亚铁、氢氧化铁在制备时用到的装置、制备流程和制备需要注意的事项。学生在不同价态铁性质与制备方法的学习中，能够科学的选择实验试剂，实验设计是否可靠、完整，实验现象在分析中是否合理，这些均是教师在学生学习课程时，较为关注的点。

（三）教学目标

学生在二价铁离子与三价铁离子性质与转化的学习中，结合证据推理思维，主动整理化学反应的相关事项，知晓实现化学反应的条件。在物质研究中实验是较为基础且拥有良好成效的方法，学生有必要在二价铁离子与三价铁离子转化环节，发现铁元素经由氧化还原反应实现价态变化的事实。

在本节课中氢氧化亚铁是较为重要的内容，学生在物质转化中，有必要通过实验发现反应条件的重要性，掌握物质在转化方面的方法。

对于二价铁离子与三价铁离子的转换，向学生提出问题。学生在问题导向下大胆猜想，给出验证猜想的实验，结合实验现象进行验證。学生结合实验活动得到的信息，对化学知识有更深刻的解读，可以使用化学知识解释生活现象，处理生活中遇到的问题。学生在化学知识学习中，围绕问题进行分析，认识到物质与物质转化的价值。学生在探究活动中，自身的科学精神、证据推理、社会责任等素养均可以得到不同程度的提升[7]。

三、教学过程

（一）初识铁肥

教师在课程初期阶段向学生介绍“铁肥”——硫酸亚铁，教师将铁肥（浅绿色）研磨成粉末，将其投放到量杯中配制成溶液。学生在教师操作的全过程，留意实验中各步骤的内容，由此可以知晓铁肥溶液配制的流程，知道各流程出现的变化。由于铁肥氧化的速度较慢，所以教师使用视频，向学生展示铁肥在空气中放置一个月后的视频，从视频中学生可以看到溶液变黄。教师在学生看到此处时，询问学生溶液颜色变化的原因。学生经过短暂的思考，联想到溶液中部分元素发生化学变化，变成其他物质，所以溶液的颜色发生变化。教师趁此时机，询问学生知道的铁盐与亚铁盐，并要求学生说出此类盐体的性质。此后，教师会使用视频让学生观察两个实验。两个实验均会用到2mL的氯化铁溶液与硫酸亚铁溶液，分别向其滴加10滴氢氧化钠溶液、2滴KSCN溶液，完成该动作后观察溶液。学生在本次实验中，总结检验三价铁离子的方法，分别为KSCN溶液法、NaOH溶液法、观察法。

在本次实验中，使用2mL的氯化铁溶液与硫酸亚铁溶液，分别向其滴加10滴氢氧化钠溶液、2滴KSCN溶液，让学生观察溶液在氢氧化钠与KSCN等溶液滴加后出现的变化。选定溶液后，学生在两组实验现象的观察中，认识二价铁离子与三价铁离子的性质，知道铁离子检验需要满足条件的事实。对于学生在三价铁离子检验中提出的KSCN溶液法、NaOH溶液法、观察法等三种方法，NaOH溶液法检验对溶液离子浓度的要求较高，观察法可能因溶液中溴水、氯水等物质的存在受到干扰，所以KSCN法在三价铁离子检验中较为稳妥。

（二）探究铁肥

学生通过课程初期的学习，对铁肥——硫酸亚铁已经有一定的了解，在此基础上教师提出让学生检验铁肥的任务。学生在检验活动中使用氢氧化钠溶液、KSCN溶液。学生分别向4mL铁肥溶液与2mL铁肥溶液中，滴加2滴KSCN溶液、10滴NaOH溶液。学生在实验操作中，对KSCN溶液、NaOH溶液的量进行控制，随后记录实验后溶液的颜色。学生结合实验观察得到的信息，汇报实验结论——有大量二价铁离子和少量三价铁离子。教师询问学生铁肥中存在三价铁离子的原因，学生大胆猜想，认为是Fe2+在O2作用下发生氧化反应，生成带有三价铁离子的物质。教师询问学生二价铁离子变为三价铁离子的条件。学生在教师提出的问题下进行思考。学生在问题的分析中，使用教师提供的KSCN溶液、铁肥溶液、过氧化氢溶液、新制氯水、铜粉、铁粉等进行试验。学生准备三份4mL铁肥溶液，其均加入2滴KSCN溶液。三份铁肥溶液，一份添加少量过氧化氢溶液，一份添加少量新制氯水，一份作为对照组不添加任何溶液，在完成相关动作后观察溶液颜色发生的变化。学生在实验活动中记录溶液在未滴加过氧化氢、新制氯水等溶液时的数据（溶液的颜色），在滴加过氧化氢、新制氯水后，记录铁肥溶液的颜色。在学生完成实验后，教师会询问实验的目的。学生通过实验过程，展示铁肥溶液颜色的变化过程。教师学生为什么氢氧化亚铁沉淀颜色变成红褐色，学生回答氢氧化亚铁被氧气氧化，在此期间学生对氢氧化亚铁的性质有更深刻认识，知道其在常温与常压条件下，以白色固体形式呈现，在氢氧化亚铁氧化后表现为灰绿色。教师还会询问学生得到白色氢氧化二铁沉淀的关键，学生回答需要去除溶液中的氧气，在铁肥溶液中打造无氧的环境。教师在学生参与实验后，让学生观看铁肥溶液与氢氧化二铁沉淀变质的现象，从沉淀颜色的转变，学生给出二价铁离子在碱性环境中容易被氧化的

结论。

教师要求学生检验三价铁离子，学生在教师提供的各类实验材料下，给出实验活动的方案，在二价铁离子与三价铁离子价态变化中，证明二价铁离子存在的事实。学生在项目活动的参与中，基于氧化还原反应的原理，让学生通过反应后物质在颜色与形态等方面的变化，认识到物质转化性需要做好反应条件的控制，可以使用氧化还原反应实现同种元素在不同价态中的切换。

（三）“还原”铁肥

教师向学生提出提高铁吸收率方法的问题，学生在教师提出的问题下进行思考。学生经过思考，将重点集中在铁离子与亚铁离子转换方面，提出向铁离子溶液中添加还原剂的猜想。学生准备两份红色的溶液，一份添加少量铜粉（或铁粉），另一份添加VC片，振荡摇晃溶液后，观察两份溶液出现的变化，其中加VC片的溶液褪色，滴加双氧水的溶液变红，进行振荡后溶液又褪色。学生在实验活动的参与中，根据教师提出的问题参与项目研讨活动中，与小伙伴进行研究，找到实验方案并进行实践，在此期间发现物质转换可以通过化学反应实现的事实。

四、教学反思

（一）创设真实的问题情境

在本次项目设置时，围绕铁肥进行设计，提出认识铁肥、铁肥探究、制备氢氧化亚铁等任务，学生在此类任务处理中，将氧化还原的原理作为指导依据，通过条件控制二价铁离子与三价铁离子转化。在转化中进行确认，使学生证据推理、变化观念、模型认知、科学精神、科学探究、社会责任等素养均可以得到较好培养。在实验室活动中，提出亚铁盐溶液配制、铁肥使用、电路板制作、缺铁性贫血治疗等问题。对于相关化学问题，教师基于对应内容为学生创设相应的情境，提高情境真实性，让学生可以在问题分析中思考解决问题方式。学生结合化学知识，寻找解决问题方法。学生对化学知识的应用，有更好的理解与判断，可以找到使用化学知识解决问题的方法。学生在此期间，将会对化学学科价值有新的判断。在提高学生对化学学科知识认知水平的基础上，利于学生对化学学科产生较强的学习意愿，会主动参与到课程活动，在实验活动中学习化学知识。

在元素化合物中使用氧化还原反应，需要清楚化合价在氧化还原反应中的变化情况，对转换活动中物质还原性与氧化性进行分析，选择合适的还原剂和氧化剂，实现同一元素不同价态的灵活转化，由此清楚不同价态物质转化的情况。在课程学习中，有必要从物质类别与元素化合价方面建立研究模型，评估氧化还原反应，实现同种元素在不同价态中的转化。教师为满足学生后期在氮、硫等方面的学习需求，可以选择复分解反应，向学生展示同种元素相同价态的变化情况。学生在复分解反应中，获取同种元素价态变化情况，对其有更深入的解读。在学生学习全部内容后，教师向学生展示铁在价态变化时的模型。通过教师展示的溶液颜色变化情况，学生可以根据铁离子在不同价态的性质进行判断，由此可以在学习中增加对不同价态铁离子的认识程度。

（三）给予学生发展空间

在本次项目活动中，通过实验让学生了解氢氧化亚铁沉淀容易被氧化的情况。硫酸亚铁肥的溶液虽然也会氧化，但是与氢氧化亚铁相比氧化速度较慢，通过该实验现象可以间接说明在碱性环境中二价铁离子容易被氧化。在实验活动中，学生通过实验现象，明白对反应条件进行控制的必要性。在实验活动中，教师没有将相关内容细致地阐释清楚，而是留给学生足够的空间，让学生结合实验获得的信息进行探究，促使学生对相关知识有一定的想象空间。学生会根据自身在实验活动中收集的信息，在好奇心的驱动下于课后查询资料。在学生学习期间为学生留有自由探究空间，避免学生思维固化。学生在项目的参与中，可以根据自身需求探究课程知识，由此拥有较为灵活的思维。

（四）实验微型化生活化

在实验活动中，学生使用塑料药瓶，将作为控制液体使用量的工具。在氢氧化亚铁制备环节，使用带有瓶盖的塑料小药瓶，在药品操作方面较为便捷且使用量较少。使用体型较小的仪器进行实验，可以将学生对仪器的兴趣逐渐转移到实验活动中，让学生主动参与到实验活动。教师在学生参与活动时，从节能环保的维度进行引导，利于学生形成绿色化学观念。学生在实验活动参与观念改变后，会主动规范实验活动的行为，不会做出浪费材料的行径。学生在微型实验参与中，可以通过对各类材料与仪器的使用完成实验任务。在核心素养维度下组织微型化的实验活动，不会因活动形式的调整，对学生创新精神培养产生不良影响。

结束语

在高中化学教学中基于学生分析问题、解决问题等能力的培养需要，选择项目式学习方法，让学生通过对现有知识的灵活使用，分析问题，寻找解决问题的最佳手段。教师在项目式学习模式的使用中，会给予学生自由学习的空间，让学生参与小组探究活动，有助于学生在探究活动中找到解决问题的灵感。学生在活动参与中，基于项目运行需求主动与他人协作，有助于学生形成与他人良好协作的能力，对学生团队合作意识强化也有较好的作用。在二价铁离子与三价铁离子相互转化的实验中，教师通过项目主题的合理设置，使用生活元素丰富项目内容，让学生可以从生活维度研究课程内容，同时利于学生形成社会责任感。学生结合生活中获得的经验分析课程知识，了解知识在生活中的应用方面。学生在项目参与中，还可以提升自身在信息获取与分析等方面的能力。学生根据项目导向主动寻找信息，对获取信息进行加工，通过证据推理得到相对可靠的结论。在项目式学习活动中，学生和学生间的交流、教师和学生间的交流频次逐渐变高，可以形成浓郁的学习氛围。学生可以在信息获取中，从多角度对项目任务进行思考，研究课程知识，在此期间学生自主学习能力将得到较大提升，可以对化学课程知识抱有较大的学习兴趣。学生在项目参与中形成自主学习意识，获得一定的学习方法，即便教师不从旁进行协助，学生也会主动参与课程学习活动，掌握研究內容的关键要素，对学生化学学科素养形成有较大的作用。

参考文献

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[7]蔡泳龙.基于化学学科核心素养的新课程教学模式改进：在项目式教学中渗透分层教学[J].天津教育，2022（10）：83-85.