高中化学教学中项目式学习的设计及应用

摘 要：项目式学习有助于激发学生主动思考热情，深化其对所学知识的全面认识，确保对所学知识的牢固掌握.文章以“离子反应”教学为例，从项目式学习的设計以及应用两个重要环节，探讨具体应用过程.

关键词：项目式学习；设计；应用；高中化学

中图分类号：G632   文献标识码：A   文章编号：1008-0333（2023）21-0113-03

收稿日期：2023-04-25

作者简介：施雨辰（1994.7-），女，安徽省淮北人，本科，中学二级教师，从事高中化学教学研究.

项目式学习以具体的项目为载体，使学习者在完成项目的过程中掌握知识，深化理解，锻炼技能［1］.实践表明，项目式学习能很好地激活课堂，提升学生的课堂学习体验，挖掘学生的学习潜力.

1 高中化学项目式学习的设计

设计是项目式学习非常重要的环节，关系着整个学习活动能否顺利推进［2］.开展项目式学习设计活动时要明确教学内容在整个高中化学中所占的地位，保证项目式学习各环节紧密联系.同时，灵活运用多种教学以及引导方法，引导学生学习，鼓励学生表现，使学生在愉悦的氛围中完成知识的掌握.

离子反应是高中化学的重要知识点，贯穿整个高中化学，是高考的热门考点.高中阶段学习到的化学反应基本上都能写出对应的离子方程式.结合上述实际，将项目式学习设计成以下环节：

环节一：回顾所学.离子反应知识的学习建立在对电解质、电离、强弱电解质等概念的深入理解与掌握上.项目式学习开展前，预留5分钟左右的时间要求学生回顾所学的上述概念，并列举出常见的强弱电解质的代表；

环节二：自主学习.课本中有关离子方程式的相关讲解较为简单，因此为加深学生印象，预留8分钟左右的时间，要求学生完成基础知识的学习，鼓励其相互交流学习心得，并尝试着回答课本中的训练习题；

环节三：展示项目.离子反应基础知识不难掌握，关键在于深入理解，灵活应用.结合高考常考题型，积极查阅相关资料，认真筛选、设计学习项目.为更好地吸引学生注意力，制作相关教学课件，通过屏幕为学生展示学习项目；

环节四：课堂互动.每展示一个学习项目给学生预留5分钟左右的时间，要求其思考、探究、学习，基于对所学知识的理解尝试着作答.同时，课堂上采用提问的方式与学生互动，了解其学习情况.当然提问的过程中应结合学生表现，给予表扬与肯定，提升其项目式学习体验［3］.另外，注重给予学生针对性地指引，进一步澄清其认识；

环节五：课堂总结.学生每完成一个项目，一起与其总结在项目式学习活动中学习的知识点，并给予学习上的点拨，纠正其错误认识与错误理解.同时，要求学生认真揣摩分析问题的过程，积累分析离子反应问题的经验，把握分析问题的细节，以更好地突破类似问题.

2 高中化学项目是学习的应用

课本中电解质的定义是以“导电”与否作为依据.在水溶液中电解质的导电离不开离子.那么离子和导电能力强弱究竟有什么关系呢？在屏幕上展示如下项目，要求学生思考学习.

项目一 图1所示装置中试剂b为Ba（OH）2，将以下各项中的试剂a滴入到试剂b中，分析发生的离子反应以及对应的实验现象：①CuSO4；②Fe2（SO4）3；③H2SO4；④Na2SO4.

基于对离子反应基础知识的掌握学生不难写出滴加试剂a后发生的离子反应，具体如下：

Cu2++SO2-4+Ba2++2OH-BaSO4↓+Cu（OH）2↓

2Fe3++3SO2-4+3Ba2++6OH-3BaSO4↓+2Fe（OH）3↓

2H++SO2-4+Ba2++2OH-BaSO4↓+2H2O

Na2SO4+Ba（OH）2BaSO4↓+2NaOH

前三个离子之间发生反应生成沉淀、弱电解质，导致溶液中的离子浓度变小，灯泡逐渐变暗.但是随着试剂a的不断加入，过量后溶液中的离子逐渐变多，灯泡会缓慢变亮.最后一个反应中每消耗1 mol生成2 mol NaOH，因NaOH完全电离，因此，溶液会变亮.学生分析的上述过程是正确的，那么继续提问学生，是否认为导电能力只和溶液中离子浓度有关呢？显然不是的.溶液导电能力还和离子所带点的电荷数有关.

项目小结 经过项目一的学习巩固离子反应书写知识，即沉淀物、弱电解质在离子方程式中不能拆开；反应生成沉淀、弱电解质，导致溶液离子浓度变小，溶液导电电能变弱，得出溶液导电能力和溶液中的离子浓度有关，浓度越大导电能力越强；不仅如此，溶液导电能力还和离子所带的电荷量有关，电荷量越大导电能力越强［4］.

项目二 向Fe（NO3）3溶液中加入Na2SO3溶液，发现溶液由棕黄色变成浅绿色，一段时间后又变为棕黄色.写出两种颜色变化对应的离子方程式.

对于部分学生而言，该项目涉及的化学反应较为陌生，更不用说离子方程式.事实上，对于陌生的离子应认真读题，充分挖掘隐含条件，分析实验现象背后的原因，熟练运用离子方程式书写步骤，不难作答该类问题.为使学生顺利地完成该项目，避免挫伤其学习的积极性，紧跟该项目设计以下问题：（1）含有Fe3+、Fe2+的溶液分别是什么颜色？（2）根据项目中的实验现象，你想到了什么？（3）书写离子方程式的最后的步骤是什么？结合所学Fe3+为棕黄色，Fe2+浅绿色，出现上述实验现象是因为Fe3+→Fe2+，Fe2+→Fe3+，书写离子方程式最后还应检验两边元素原子个数和电荷数是否相等.分析溶液中的离子可知，第一步发生的离子方程式为：

2Fe3++SO2-3+H2O2Fe2++SO2-4+2H+

溶液中含有NO-3，形成HNO3具有强氧化性，能将Fe2+氧化成Fe3+，对应的离子方程式为：

3Fe2++4H++NO-33Fe3++NO↑+H2O

项目小结 围绕该项目开展学习活动，使学习体会离子方程式的书写过程，掌握书写陌生离子方程式的思路：由实验现象推出离子变化得出生成物，运用离子方程式书写步骤完成书写.

项目三 将稀盐酸逐滴加入到NaOH和NaAlO2的混合溶液中，生成沉淀的量和加入盐酸的体积关系如图2所示，请分析以下溶液中离子能否共存，并说明理由.

①a点溶液中：K+、SO2-3、SO2-4、OH-；②b点溶液中：Ca2+、Mg2+、H+、I-；③c点溶液中：Ba2+、NH+4、Br-、CO2-3；④d点溶液中：Ag+、Fe2+、NO-3、CH3COO-.

该项目并未直接给出溶液中的所有离子，而是结合图像进行设问，难度较大.学生不仅要搞清楚稀盐酸和NaOH、NaAlO2反应的过程，准确判断对应点溶液中的离子，而且还需熟练应用离子反应知识.为防止挫伤学生的积极性，可要求学生两人为一组共同讨论与完成该项目.同时，课堂上注重提问学生代表，使其说出做出判断的理由，尤其针对回答正确的学生，给予肯定与表扬.分析可知先后发生以下反应：

HCl+NaOHNaCl+H2O

NaAlO2+HCl+H2OAl（OH）3↓+NaCl

Al（OH）3+3HClAlCl3+3H2O

a点对应溶液中含有的离子为：Na+、AlO-2、Cl-、OH-；b点对应溶液中含有的离子为：Na+、AlO-2、Cl-；c点对应溶液中含有的离子为：Na+、Al3+、Cl-；d点对应溶液中含有的离子为：Na+、Al3+、Cl-、H+.①中离子可以共存；②中AlO-2和H+反应生成Al（OH）3沉淀，AlO-2和Mg2+发生双水解，无法共存；③中Ba2+和CO2-3，生成沉淀BaCO3，Al3+、CO2-3發生双水解，无法共存；④中Fe2+、H+、NO-3发生氧化还原反应无法共存，Ag+和Cl-生成AgCl沉淀无法共存，CH3COO-和H+生成弱电解质CH3COOH无法共存.

项目小结 该项目结合图像考查离子反应知识，锻炼学生的读图以及不同反应阶段离子种类的判断能力.同时，积累离子不能共存的原因，主要包括：离子之间生成沉淀、发生双水解、发生氧化还原反应、生成弱电解质等.

项目四 某100 mL溶液中可能含有Ca2+、Fe3+、NH+4、Na+、NO-3、Cl-、SO2-4、CO2-3中的若干种.取溶液进行连续实验，过程如图3所示，其中加入试剂均过量，气体全部逸出.则以下判断中错误的是（  ）.

A.原溶液中一定不存在Ca2+、Fe3+

B.原溶液中一定至少存在NO-3和Cl-中的一种

C.可通过焰色试验证明是否存在Na+

D.溶液中至少存在三种离子

完成该项目应根据给出的实验操作判断出具体物质，由物质推出离子.同时，在确定某一离子一定存在时可运用离子共存知识排除不可能的离子.注重运用一些隐含的规律，如溶液呈电中性，以此判断剩余离子是否存在.溶液加入BaCl2成沉淀，溶液中可能含有SO2-4、CO2-3，加入过量盐酸沉淀溶解，表明一定含有两种离子.n（CO2-3）=2.33 g233 g/mol=0.01 mol，n（SO2-4）=4.30 g-2.33 g197 g/mol=0.01 mol.Ca2+、Fe3+和CO2-3不共存，排除.向滤液中加入过量NaOH溶液产生气体为NH3，则含有NH+4，n（NH+4）=1.12 L22.4 L/mol=0.05 mol，溶液中阴离子所带电荷量为2×0.01×2=0.04 mol，而阳离子所带电荷量为0.05 mol，则溶液中至少还含有NO-3、Cl-中的一种.不确定是否含有Na+.综上分析只有D项不正确.

项目小结 该项目较为典型，具有一定代表性.通过该项目的学习使学生感受推理过程，掌握推理技巧，如运用已知离子排除其他离子.同时，运用阳离子与阴离子的所带电荷的关系，确定离子是否存在.

参考文献：

［1］  叶雷.高中化学教学中项目式学习的实施路径［J］.数理化解题研究，2022（21）：103-105.

［2］ 黄叶.基于项目学习的高中化学教学［J］.江西教育，2022（24）：12-13.

［3］ 袁竹.“素养为本”的项目式学习在高中化学的教学研究［J］.高考，2022（7）：129-131.

［4］ 许秀霞.高中化学教学中项目式教学的应用［J］.高中数理化，2021（S1）：152.

［责任编辑：季春阳］