“教—学—评”一体化在项目式教学中的应用

赵丽佳

【摘  要】在高中化学项目式教学中体现“教—学—评”一体化，以工业生产硝酸为真实研究背景，学生在自主探究学习氮元素的必备知识的同时，通过评价活动及时反馈学生学习情况，培养学生分析问题和利用所学内容解决实际问题的能力，进而培养学生学习化学的关键能力和必备品格。

【关键词】“教—学—评”一体化；高中化学项目式教学；工业制硝酸

课堂的高效性是一线教师追求的目标，“教—学—评”一体化教学是实现有效教学和高效教学的基本方法之一。项目式教学模式通过教师设计的真实问题情境，通过小组合作学习解决实际问题，培养学生关键能力和必备品格。本文以鲁科版高中化学必修1《氮的循环》为例，以项目式教学为基础教学模式，浅谈“教—学—评”一体化在项目式教学中的实践研究。

一、“教—学—评”一体化在项目式教学中的必要性

高考作为教学的“指挥棒”时刻提醒我们过去的无情景教学、生硬的传统教学模式已经过去，学生需要利用所学的核心知识和关键能力来解决生产生活中遇到的实际问题。项目式教学模式为培养学生核心素养提供了教学平台，项目式教学利用学生可以解决的实际问题由教师设计成项目，整节课围绕一个核心问题开展教学，由教师逐步引导学生深入研究项目的核心内容，学生自主建构知识体系，能够真正意义上让知识产生在课堂上。在项目式教学的过程中难免要考虑课堂效果，在完成教和学的过程中把教学评价也放在课堂中，为教师及时诊断学生学习提供有效手段，同时学生能够对项目内容及时反馈和反思，因此，“教—学—评”一体化在项目式教学中应用是非常有必要的。

二、项目式教学案例设计

（一）确定核心知识

项目式教学关键是要厘清本节课的核心知识，围绕项目设计合适的教学素材，分析《氮的循环》这一节内容涉及到的核心内容有氮的固定、工业合成氨、氨的转化和生成、硝酸的性质等。

（二）明确项目式教学目标与评价目标

教学目标是教学的起点和终点，有清晰的教学目标是完成“教—学—评”一体化的关键点，也是完成项目式教学的关键点。基于学生实际学情，在学生原有认知的条件下制定了本节课的教学目标和评价目标。

1.项目教学目标

（1）根据化学史材料找出几种生产硝酸的方法，结合工程思维对每一种硝酸的生产方法进行合理评价。（2）利用价——类二维图，找出生产硝酸中氮元素的转化，分析反应物和生成物。（3）利用物质的分类对物质性质进行简单预测，并能够正确用化学用语进行表达。（4）分析实际工业生产硝酸流程，绘制流程图，找出物质。

2.项目评价目标

（1）学生结合工程思维，评价每一种制硝酸的方法的优点和缺点。（2）讨论生产方案的改进方法，并对改进方法进行评价，诊断学生对氮元素转化的认识。（3）分析硝酸性质，对工业生产硝酸所用到的材料进行评价，诊断并发展学生对硝酸性质的认识。（4）观察小组实验情况，对实验设计、实验过程和实验结论点评和讨论，诊断学生对化学实验价值、学科价值和绿色环保的认识。

（三）项目教学与评价思路

本节课以工业生产硝酸为主题，初步认识硝酸的物理性质，把常见的含氮物质作为基础，寻找合适的方案生产硝酸。阅读化学史料，重视信息的获取与加工能力，对反应原理和生产方案进行分析和评价，最终找到合适的方案。在此过程中自然渗透物质的转化，化学变化观念。教学评价渗透到教学环节中，帮助学生及时反思和总结。

（四）项目学习和评价实施过程

活动一：初见硝酸

【学生实验】观察桌面上的硝酸，利用桌面上的实验药品设计简单的实验，归纳总结硝酸的物理性质。

【教师活动】把下列物质标在“价——类二维图”中。N₂、NO、NO₂、NH₃、HNO₃、NaNO₃

【学生活动】把含氮物质进行分类，并标出氮元素化合价填入“价——类二维图”中。

【项目设计意图】利用实验为学生创设实验情景，符合高一学生认知发展规律。从研究和认识物质一般程序出发，本环节试图让学生把含氮物质分类的同时引导学生关注化合价，从物质的通性和氧化还原角度预测物质性质。引导学生学习探究陌生物质的科学方法，并对后续活动的学习开展做铺垫。

活动二：工业硝酸的演变

【教师活动1】根据课前所发的硝酸演变材料，分析总结工业生产硝酸的演变分为几个过程？各方法中物质转化有哪些？請用化学用语表达。

【学生活动1】阅读文字分析总结硝酸的工业生产演变包括：一锅法制硝酸、电弧法制硝酸、氨气氧化法、双压法制硝酸。书写相关化学方程式。

【教师活动2】请分析讨论：从工业生产的角度，生产硝酸要考虑哪些方面？

【学生活动2】考虑原料、生产步骤、能源、绿色环保、生产设备等方面。

【教师活动3】请围绕总结出来的生产硝酸关注点，分析评价四种生产硝酸方法的优势和不足，并讨论解决的方案，填到评价表中。

【学生活动3】学生评价环节。一锅法制硝酸优势在于生产原理简单且操作方便，但是对原料要求较高且耗酸量大，改进方法是选择更易得的原料。电弧法制硝酸生产原料易得且只消耗电能，但耗电能大，放出大量的热和光能量利用率较低。需选择其他的生产路线。氨氧化法制硝酸相对于电弧法耗能较低，比较适合工业大量生产，不足是氨气催化氧化放出大量的热量，热量损失较大，产率较低且在常压下NO₂与H2O反应吸收不完全。NO尾气需要处理，设备占地面积较大。双压法制硝酸的优势是氨气利用率较高，加压后NO₂吸收效果好尾气NO_x较低，热能回收好。但是对技术和生产设备要求较高，需要提升生产技术水平，选择更合适的生产设备材料。

【项目设计意图】研究新高考命题特点和新课标要求，强调重视信息获取与加工能力。利用硝酸工业生产演变的化学史，培养学生在有限时间内提取有效信息的能力。并找出文字的前后逻辑关系，确定核心反应。引导学生关注氮元素“价——类二维图”，让学生从物质类别和元素化合价两个角度对物质及其变化进行分析和讨论。文字表达转化为化学用语表达，提高学生化学用语表达能力。

【评价环节设计】分析生产硝酸关注点为后续每一种生产硝酸方法的评价奠定基础并降低了评价难度。学生分析评价生产方案时，潜移默化地要分析物质性质及其变化，分析经济效益和绿色环保等问题，把单一化学问题放在工业生产中，情景真实复杂。在互評和讨论中发现问题，对所学内容及时巩固、反思，从而更加明确评价方案的关键点。分析优化方案，为后续的化学实验方案评价等内容的学习提供有利帮助。

活动三：双压法制硝酸

【教师活动1】双压法制硝酸物质转化由氮气作为原料，采用两种压强完成物质的转化，工业生产装置图如下，请分析装置图中有哪些主要设备，阅读文字材料，找出每一个装置物质转化，画出简易的工艺流程图，小组互相评价交流装置图是否合理。

【学生活动1】学生分小组讨论交流双压法制硝酸工艺流程中涉及到的实验设备，并结合文字梳理出主要设备物质的转化，并画出工艺流程，小组评价交流。

【教师活动2】双压法制硝酸过程中在氨的氧化过程中采用常压，在二氧化氮和水反应过程中采用高压，请分析采用双压法制硝酸的优势。

【学生活动2】氨的氧化过程采用常压对设备要求不高，如果整个生产流程都采用高压，对设备要求较高的同时安全性下降。在二氧化氮与水反应过程中，由于二氧化氮为气体，常温常压下在水中溶解度不高，所以增大压强，提高二氧化氮在水中的溶解度，从而让更多的二氧化氮转化为硝酸。

【项目设计意图】学生在学习活动二过程中对氮元素的转化有一定的认识，对生产硝酸有一定的了解。这部分内容是对活动二的知识进一步深加工和应用。利用双压法制硝酸的实际工业生产流程创设真实情景，学生结合文字和图形画出工艺流程图。化学与工业生产密切相关，以工艺流程图锻炼学生在新环境和情境中，运用所学元素化合物和反应基本原理，分析推断物质的转化，使相关知识进一步深化和梳理。

【评价环节设计】小组互评工艺流程图，在评价的过程中明确工艺流程图常见的呈现形式，在评价中对工艺流程题目进一步熟悉，从而形成解决工艺流程的思维模型。

活动四：生产硝酸设备材料的选择

【教师活动1】系统分析过生产硝酸的原理、工艺流程后，那生产硝酸设备材料怎样选择？请预测硝酸的化学性质，选择合适的生产硝酸的设备材料。

【学生活动1】学生根据物质分类得出硝酸是强酸的结论，应该具有酸的通性，材料应该选择不活泼的金属铜。

【教师活动2】设计实验方案，观察铜能否和硝酸反应。小组之间对实验设计方案、实验过程和实验操作进行评价。

【学生活动2】学生设计实验验证铜与浓硝酸和稀硝酸的反应，并通过实验验证常温下铜与浓硝酸和稀硝酸都反应，从而得出不能用铜作为生产硝酸设备的材料，应选择更合适的材料。

【项目设计意图】化学的学习离不开化学实验，预测物质性质用实验验证并得出结论，让学习真正地发生在课堂。活动四的内容与前活动的学习一脉相承，学生做实验的同时能够对物质的性质有进一步的认识，更深刻地认识到硝酸的强氧化性。通过实验教学可以学习知识的同时，发展科学探究精神与创新意识、科学态度与社会责任的素养水平。

【评价环节设计】实验方案的评价有利于培养学生的批判性思维，提高学生的有序表达。评价小组实验操作的规范性对于学生化学实验技能的关键能力提高有很大助力。

三、“教—学—评”一体化在项目式教学中的反思

“教—学—评”一体化在项目式教学的重点是选择合适的项目。本文选择工业生产硝酸为核心内容，从生产硝酸的原理、工艺流程和设备材料等几个方面层层深入，为学生创设真实的工业生产硝酸的情景，让学生的学习逐步深化。在深刻理解知识的同时能做到融汇贯通、灵活应用、主动探究与评价，从而达到深层次的学习。“教—学—评”一体化在项目式教学的另一关键部分是设计合适的评价环节，使“教—学—评”活动有机结合，同步实施，形成合力。评价的内容可以及时反馈项目式教学效果，同时能够促进学生反思，从而形成学习化学知识的关键能力和必备品格，进一步提升化学核心概念和观念的结构化水平，发展学生的化学核心素养。

【参考文献】

[1]黄丹青，赖增荣.指向“教学评一体化”的化学实验评测与教学反思[J].化学教育，2021，42（5）：15-19.

[2]戴光宏.指向评价促学的项目教学在选修衔接课程的设计与实施——以“乙醇在生活中的应用”为例[J].化学教与学，2021（9）：29-33，13.

[3]梁弘文，武衍杰，黄丹青.从情境素材到设计基于真实情境的化学教学——以“工业制硝酸”情境为例[J].化学教学，2019（9）：55-60.

（基金项目：本文系厦门市教育科学“十四五”规划2021年度课题“基于核心素养的高中化学课堂教学评价研究”阶段性研究成果，课题编号：21013）