洪清娟

摘要：聚焦真實的化學問題，以探秘鐵粉型暖貼開展項目式學習為例，讓學生自主選定研究任務，在體驗真實實驗探究和解決問題的過程中不斷修正方案，完善認知，自主建立起實驗探究的認知模型;培養(yǎng)學生理性和思辨思維、科學探究與創(chuàng)新意識、基于證據(jù)推理與歸納概括能力等;探討通過項目學習的開展，從社會域和學科域整合的方式去提升學生學習的質量和思維品質的途徑。

關鍵詞：項目式學習;提升思維品質;暖貼

文章編號：1008-0546（2019）07-0018-04

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B

doi： 10.3969/j.issn.1008-0546.2019.07.005

一、問題的提出

《普通高中化學課程標準（2017年版）》提出重視開展“素養(yǎng)為本”的教學。倡導真實問題情境的創(chuàng)設，開展以化學實驗為主的多種探究活動，重視教學內容的結構化設計，激發(fā)學生學習化學的興趣，促進學生學習方式的轉變，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和實踐能力[1]。

“素養(yǎng)為本”的教學理念是不僅要關注當下課堂的高效，還應關注影響學生終身發(fā)展的素養(yǎng)的目標，這就要從初三化學進行學科整體規(guī)劃。初三化學雖是化學學習的初始年段，但也是化學學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)體系中重要的基礎和組成部分。初三學生的思維發(fā)展如何直接關系到高中化學學習的知識、能力、素養(yǎng)各方面能否順利銜接。筆者認為在初三化學復習時適當采用項目式學習是一個切實有效的方法，為學生素養(yǎng)的發(fā)展提供了一條值得探索的途徑。本文以探秘鐵粉型的暖貼為例，探討基于真實問題情境下如何開展項目式學習，提升初三學生化學思維品質的方法。

二、案例設計思路和實施過程

1.實施本項目的意義

進入初三總復習，學生已經具備相關的化學知識（學習了氧氣、金屬和酸堿鹽等元素化合物的性質）和一定的實驗操作和探究能力，該階段的教學，筆者認為教師應該站在上位去思考和把握每一節(jié)課要實現(xiàn)的教學目標，如社會域維度：知識對社會發(fā)展的意義和價值，屬知識的外延;學科域維度：涉及哪些化學學科的核心知識、可滲透哪些關鍵能力的培養(yǎng)？應創(chuàng)設哪些情境培養(yǎng)相關學科核心素養(yǎng)？設計的問題是否能提升學生的思維品質？要幫助學生建立哪些思維和認知模型？等等，這屬于知識的內涵。為了提高復習效果，本項目聚焦真實的化學問題，以探秘鐵粉型的暖貼為例，探討從社會域和學科域整合的方式去提升學生學習的質量和思維品質。

以本項目進行相關復習，除了梳理金屬和鹽的性質、復習物質的檢驗分離外，還能感受實驗探究的真實過程、體驗真實情境下，如何解決真實問題的過程、踐行如何進行控制單一變量、建立實驗探究的認知模型，培養(yǎng)學生理性和思辨思維;有益于培養(yǎng)學生科學探究與創(chuàng)新意識、基于證據(jù)推理與歸納概括能力、信息分析整合能力、決策評估能力和團隊溝通協(xié)作能力;感受化學學科在材料方面、生產生活方面的貢獻等等。

2.布置任務，選定研究項目，查閱資料，設計方案

【創(chuàng)設情境】從生活經驗回顧暖貼的用法。

【教師】關于暖貼你還知道什么？還想了解它的哪些方面呢？

【學生】我們能自制暖貼嗎？

【教師】從化學的視角看，自制暖貼時應考慮什么問題？

【學生】經過討論交流得出關鍵在于包裝、成分及其配比問題;并確定通過查閱資料解決以上部分問題。

【教師】及時肯定、修正和完善。只有弄清原料的成分、各成分的作用、發(fā)熱原理才能制出比較成功的暖貼。

【學生】閱讀事先購買某品牌暖貼的外包裝袋介紹，獲取以下基本信息：袋內物質有鐵粉、水、活性炭、食鹽、蛭石、吸水樹脂等。

【學生】列出想要探究關于鐵粉型暖貼的相關問題并匯總。

【師生活動】共同討論、選擇幾個有價值、有代表性的問題布置課前任務（表1），學生以小組為活動單位，查閱資料和設計實驗探究的活動方案。

【設計意圖】從生活經驗到化學視角去認識暖貼，使學生主動融入課堂的準備和學習，起很好的預熱作用，同時提升學生信息吸收、整合、使用和表述的能力。這項工作需要小組合作探究，這階段教師要適當進行干預和指導，主要是根據(jù)學生程度和自覺、自律性情況進行按層次、細化分工。

3.問題引導，實施活動

板塊一：組織交流與匯報新知

【教師】課上先讓三個小組代表匯報根據(jù)任務1，查閱資料所獲得的新知，分別簡單介紹蛭石、吸水樹脂、微孔透氣無紡布各有什么作用？讓另外兩個小組談談材料選擇和對暖貼發(fā)展歷史的一些感悟（表2）。

【設計意圖】通過任務布置的引導，在資料的查詢、選擇、思考過程中，培養(yǎng)學生應對一個針對現(xiàn)實問題項目研究的綜合素養(yǎng)，提升學生的歸納概括能力、信息分析整合能力、決策評估能力和團隊溝通協(xié)作能力;感受化學學科在材料方面、生產生活方面的貢獻，讓學生體會化學科學的價值，以及中國創(chuàng)造的重要性，感受化學科學的社會責任！

板塊二：方案優(yōu)化，自選項目，制定研究方案

【教師】讓4個小組代表匯報任務2-5設計的定性與定量實驗探究方案，盡量拓展學生的思維，把元素化合物知識學到的相關性質巧妙融會貫通到設計中（表3、4、5）。

【設計意圖】通過學生設計、比較方案的優(yōu)劣和可行性，整合優(yōu)化的過程，學生得以回顧相關元素化合物知識。結果的推理需要融合量差法計算，學會實驗干擾因素的排除，有利于培養(yǎng)學生思維嚴謹性和科學性。通過學生自主進行方案的設計，交流互評，教師點評引導，開拓視野并激發(fā)學生思維的敏捷性;在檢測氯化鈉的存在的過程中還融入宏觀辨識與微觀探析這個核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，在自主探索中不僅復習元素化合物的性質、物質的除雜與檢驗的一般程序，學生的化學觀念也得以發(fā)展。

板塊三：實驗拓展暖貼成分最佳配比問題實驗探究

【教師】探究暖貼成分的最佳配比，實驗方案應該綜合考慮哪些方面，要如何設計？設計的依據(jù)是什么？實驗操作應該注意哪些問題？從什么現(xiàn)象判斷出最佳配比？

【師生互動】學生小組討論，匯報討論結果，教師及時引導，啟發(fā)思考，在層層遞進的問題解決中發(fā)展學生明辨式思維。

【生l】鐵粉和碳粉質量分幾次采用不同量，變化順序為鐵粉質量由少到多，碳粉由多到少。

【教師】在改變二者的質量時，要注意什么？

【生2】根據(jù)控制變量法，實驗時鐵粉和碳粉總質量應該一樣，這樣才能對比得出最佳配比。

【生3】控制變量法考慮應該滴人的鹽水一樣多。鹽水的多少和質量分數(shù)應該也會影響實驗結果。

【教師】控制變量法的前提是其他條件不變，如何設計實驗來證明你的思考？根據(jù)什么實驗現(xiàn)象可以找出最佳配比？怎樣減少實驗誤差？

【生4】實驗操作應該要注意測量溫度找出最佳配比（即升溫最多的）和保溫措施。

【生5】可以在保溫杯里進行實驗，用電子測溫儀測量溫度變化。

【生6】不同種類的鹽溶液可能也會影響該實驗。

【教師】及時肯定和贊賞生6的猜想，追問如何設計實驗來證明你的思考？

【學生】討論修改完善方案（表6）。

【設計意圖】通過創(chuàng)設真實的情境，滲透和結構化控制變量的思維方法，在初三化學復習中實現(xiàn)系統(tǒng)整合及深度學習，也有利于培養(yǎng)學生的觀察、數(shù)據(jù)分析和處理、證據(jù)推理能力、理性思維能力以及實事求是的科學態(tài)度。

4.教師操作指導，學生分組，實驗探究

【教師演示實驗】引導、總結學生的實驗方案并介紹手持溫度傳感器;教師根據(jù)陳良等人研究“暖寶寶”成分結論：實驗溫度240C，滴入飽和NH。Cl8滴，F(xiàn)e與C粉總質量39，控制研究變量，再探最佳配比為m（Fe）：m（C）=9：1[2]。用手持溫度傳感器測定m（Fe）：m（C）=9：1實驗的最高溫度，驗證陳良等人實驗的結論及本節(jié)學生任務5設計實驗方案的科學性。

【學生實驗】把任務2和4涉及到的定性實驗和定量實驗融合;完成任務3發(fā)熱物質的探究。

【設計意圖】通過本項目的活動開展，學生在不斷完善自己的認知。學生修正實驗方案后再動手實驗，既充分了解自制暖貼要綜合考慮原料的發(fā)熱效果、成本、穩(wěn)定性，也自主歸納出自制暖貼需要知道原料的成分和含量;獲得“如果創(chuàng)新改良暖貼，當未知其含量配比，則需要通過多次試驗確定最佳比例范圍”的結論。通過本項目的學習，體驗實驗探究研究的真實過程，形成實驗探究的認知思維模型。

三、結束語

利用項目式學習從生活角度了解暖貼、從化學視角認識暖貼、從科技發(fā)展角度創(chuàng)新暖貼。自主進行實驗設計驗證探究，通過定性與定量實驗相結合，有利于培養(yǎng)學生證據(jù)推理的意識，同時有利于學生在證實或證偽的推理與實驗結合過程逐漸形成思辨式的思維;讓學生充分體驗和感知，提煉出基于真實問題進行實驗探究的一般方法和步驟;認識化學變化中常伴隨能量變化、化學反應是有條件的、可控的;感悟學科的價值——掌握化學反應的原理，使反應朝著有利于生產、生活的方向進行（變“銹”為寶，利用鐵粉在電解質溶液中緩慢氧化的反應，趨利避害，創(chuàng)造出許多自熱產品）。通過項目的開展，感知材料的創(chuàng)造和選擇是化學造福于人類的一個重要貢獻。

項目式學習需要教師以服務學生的學習為目標來選擇合適的項目，為學生提供一個提出問題、查詢資料、分析應用信息、再進一步提出問題的學習環(huán)境。教師在項目開展中要引導學生提出有意義、有挑戰(zhàn)性的問題;教師和學生一起制定規(guī)劃方案，嘗試解決問題，并對項目完成的有效程度進行評價和反思，找到可以改進和提高的地方，學生通過反思不斷修改完善項目內容;學生在完成每一個項目的時候，需要自主學習并運用學科知識，培養(yǎng)自己的批判性思維，鍛煉合作和自我管理的能力。項目式學習是以學生的發(fā)展為本，注重思維品質全面提升的一種有益的教學嘗試！

參考文獻

[1] 中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018：2-3

[2]陳良，趙琦.再探鋼鐵吸氧腐蝕實驗的試劑配比[J]教學儀器與實驗，2013（11）：34-35