基于项目式学习发展学生科学思维的教学研究

沈贝贝

摘要：本课以学生为主体，以“粗盐中难溶性和可溶性杂质的去除”为例复习初中化学物质的分离提纯。以流程图作为载体，让学生的思维能够外显，布置有梯度的任务，通过不断地设计、分析、评价、修正，既发展了学生的思维能力，也提升了科学探究与实践的核心素养。

关键字：项目式学习、科学思维、流程图、分离提纯、生活情境

一、问题提出

在复习课的教学过程中，以教师讲解为主的课堂模式难免枯燥乏味，学生对此容易抵触厌学，这对复习的效率而言是极其不利的。没有设置合理的问题驱动，很难激发起学生的学习兴趣，化学源于生活，如何紧密地将化学与生活融合形成项目式教学，也是我们需要长期思考与探索的课题。

此外，教师往往注重发挥自身的主导作用，教学仅停留在知识的记忆和理解上，而复习课不应该只是一味地罗列知识，更应该注重能力的提升与方法的提炼。经过长期的教学发现：物质的分离和提纯对于学生来说一直是一大难点，主要体现在思维的缜密性不够[1]，分析考慮不全面，还有缺乏对物质分离提纯整体思想方法的提炼[2]。

二、教学理念与设计

1.教学理念

《义务教育化学课程标准（2022年版）》中的“课程内容”多处涉及“粗盐提纯”实验及相关内容：“物质的性质与应用”中的“学生必做实验及实践活动”包括“粗盐中难溶性杂质的去除” [3]。学业要求是能利用物质的溶解性，设计粗盐提纯、水的净化等物质分离的方案。在情境素材建议中也提到了海盐、岩盐、湖盐和井盐，我国古代文献中对制盐方法的描述。

本课就先通过古代制盐方法这一素材作为导入，回忆了粗盐中难溶性杂质是如何去除的，对比分析步骤的意义，初建流程图的思维模型；再通过设计有梯度的任务：从含有一种可溶性杂质到含有三种可溶性杂质如何提纯，引导学生不断完善修正流程图的步骤；接着对比分析三种提纯过程，重塑整合物质分离提纯的一般思路；最后从定性转向定量，体会提纯过程中不同维度的变化。以流程图作为载体，让学生的思维能够外显[4]，通过反复对多个流程图的设计和评价，既发展了学生的思维能力，也提升了科学探究与实践的核心素养。

2.教学目标

（1）通过回忆粗盐初步提纯的过程，理解实验步骤的意义，培养了化学观念与科学思维。

（2）通过设计、分析、评价流程图，掌握物质分离提纯的一般思路，提升了科学探究与实践的能力。

（3）通过定性向定量的转变，形成节约资源的习惯，增强了科学态度与责任。

3.教学流程图

三、教学过程

【导入】播放《闪闪的红星》视频

【教师】请同学分享潘东子是如何将盐送上山的？

【小组讨论】先将盐溶于水，浸湿在棉服里，再到安全的地方把盐水挤出来，最后加热蒸发又得到了食盐。

【教师】古时候，人们经常采用煎煮法获取食盐，后来又扩大范围采用盐田法来获取食盐。所以，人们常称食盐是“大自然的馈赠”。

【设计意图】通过生动有趣的视频，简单的引入主角氯化钠。以历史素材为载体，激发学生的学习兴趣，并为粗盐的初步提纯作铺垫。

环节一：粗盐的初步提纯

【教师】回忆粗盐初步提纯的过程，补充完整下列流程图。

【学生】

【师生回顾】

1.实验多次用到玻璃棒，其作用分别是？

2.溶解时需要加适量的水，水量过多或者过少会出现什么问题？

【小组讨论】从粗盐的来源考虑，判断这样提纯的盐是否为纯净物？

【学生】通过观察海水中元素的分布情况可知海水中除了氯化钠，还会有氯化镁等物质，所以属于混合物。

【设计意图】让学生学会从微观的角度分析：初步提纯后的精盐还含有可溶性杂质，激发学生进一步探究的兴趣，为后续除去可溶性杂质作铺垫。

环节二：除去粗盐中的可溶性杂质

【资料】粗盐中除含泥沙等难溶性杂质外，还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4等可溶性杂质。

【情境1】如果粗盐中只含一种可溶性杂质，如何除去？

【学生】完成表格，并投影到电脑上，请其它同学点评。评价：该同学步骤过程中对量没有具体的写明。

【教师】引导学生思考：除去杂质，不引入新杂质，所加试剂的量应该有什么样的要求？

【学生】适量。

【教师】但在真正的工业生产中，很难把握适量，往往会加过量试剂，确保杂质完全除去，那这种情况下，对除杂的要求又不一样了，尝试改进刚才的除杂步骤。

【改进】尝试将下列流程图补充完整

【学生】投影，另请同学评价及修正，评价：需要加入过量的试剂，忘记对量标注。修正后的结果如下：

【提问】最后加入了过量的稀盐酸，那氯化氢不应该也是杂质，为什么没有在产物中体现呢？

【学生】蒸发结晶过程中温度升高，气体溶解度降低，氯化氢气体挥发逸出。

【教师】由此可知，不止化学方法，通过物理方法也可以达到除杂的目的。

【迁移】尝试画出另外两种情况的流程图（分组完成）

【设计意图】设计可溶性杂质的去除实验方案，巩固酸、碱、盐性质相关的内容，掌握选择不同的试剂以及合理的方法来除杂的一般思路。

【情境2】如果粗盐中含以上三种可溶性杂质，如何除去？用流程图表示：

【教师】首先将学生写的三种杂质单独除去的情况呈现在黑板上，引导学生观察分析各流程图间的异同点。

【小组讨论】发现第二种和第三种杂质去除的时候，都会用到共同的试剂为碳酸钠溶液。最后一步都是加入过量稀盐酸再蒸发结晶。

【提问】既然都会用到碳酸钠溶液，为节约资源，我们应该如何安排除杂的先后顺序？

【学生】先除Na2SO4再除CaCl2

【教师】归纳：当真实情境中遇到多种杂质除杂时，要考虑到节约能源，资源合理化使用。

【设计意图】通过流程图间的对比分析，形成物质分离与提纯的一般思路，在分析、评价和综合应用中锻炼了学生思维的深度、广度以及严密性等高阶思维能力。

环节三：配制食盐水溶液

【情境】配制250ml的生理盐水，其中浓度为0.9%，密度约为1g/cm3。计算所需氯化钠和水的质量。

【学生】板书计算：需要氯化钠2.25g，水247.75g。

【教师】氯化钠除了可以用来配制生理盐水，还可以电解其饱和溶液来制备氢氧化钠。不同浓度的食盐溶液也可以用来选种。

【教师】引导学生思考在初步提纯、除去可溶性杂质这个过程中，盐的量在如何变化？

【学生】不断减少。

【教师】所以，我们要珍视大自然对我们的馈赠。

【学生】感谢大自然。

【设计意图】对氯化钠进行定性及定量不同维度的整合，最后综合分析整个提纯过程，培养了学生节约资源、保护环境的科学态度与责任。

四、教学反思

1.构建项目式复习的高效课堂，学生由“旁观者”转变为“参与者”

项目式学习以学生为主体，基于真实的问题情境，通过布置任务，引导学生自主学习和合作探究，注重对学生批判思维能力、问题解决能力及创新实践能力的培养。在复习课教学中应用项目式学习的方法，学生由“旁观者”转变为“参与者”，激发了学生学习的内驱力， 对学生形成完整的知识体系，发展探究、分析、评价及归纳的能力有很强的助推作用。本课就尝试讓学生自己设计流程线路，通过自我评价，他人评价以及小组评价，不断完善和修正已有的流程图，从而达到思维能力外化于行，内化于心的目的。

2.提升学生的核心素养，课堂由“配合式”转变为“对话式”

当知识在情境之中，会显得更加真实可触；当有历史文化作为载体，那将更加浑厚立体；当有思想情感作支撑时，则像是与富有灵魂的人在对话。本课就尝试赋予氯化钠不一样的意义，首先以红色经典影片《闪闪的红星》为情境导入，通过生动的故事，学生从宏观上建立了对粗盐提纯的初步认识，依托古代制盐的文化载体，引发学生产生氯化钠就是“大自然的馈赠”这一共鸣。思维从定性转向定量，经过一系列的提纯操作步骤后，学生发现氯化钠的量在不断地减少，从而启发学生要珍视“大自然的馈赠”，呼应共鸣，回声荡漾，学生连连称赞：“感谢大自然！”。

参考文献

[1]何义兴.初中化学物质的分离与提纯初探 [J].初中生学习指导： 初三版， 2017（1）：114-116.

[2]陈金健.初三化学“物质的分离与提纯”案例 [J].中学化学教学参考， 2014（8）：36-39.

[3]洪兹田，陈女婷，蒋金团.中考化学“粗盐的提纯”实验考点透视 [J]. 中小学实验与装备， 2018， 28（2）：52-54

[4]史菊英. 基于高阶思维培养的复习课教学——以初中化学“物质的分离提纯”为例[J]. 化学教与学， 2020（11）：71-74.