柯曉嵐

摘要：以“自然界的水”為例運(yùn)用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)單元復(fù)習(xí)。通過設(shè)計(jì)便攜式凈水器、改進(jìn)便攜式凈水器和海水中水的利用探究等3個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)，將與水有關(guān)的知識(shí)結(jié)構(gòu)化，在真實(shí)情境下解決實(shí)際問題，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，實(shí)現(xiàn)了復(fù)習(xí)課功能。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目式學(xué)習(xí);單元復(fù)習(xí);教學(xué)設(shè)計(jì)

文章編號(hào)：1005-6629（2021）05-0046-06 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)通過真實(shí)的和具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，使學(xué)生逐步獲得知識(shí)、技能和關(guān)鍵品格。通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，對知識(shí)加以遷移應(yīng)用，進(jìn)而解決問題，體現(xiàn)化學(xué)知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值，使學(xué)生能力和化學(xué)思維均得到不同程度的提升。

本文以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的方式設(shè)計(jì)初中化學(xué)“自然界的水”單元復(fù)習(xí)教學(xué)案例，從而提升學(xué)生的能力水平，建構(gòu)完整的具有邏輯性的知識(shí)體系，形成愛護(hù)水資源的環(huán)境意識(shí)，契合素養(yǎng)為本的教學(xué)觀，對其他單元復(fù)習(xí)教學(xué)具有一定的借鑒作用。

1“自然界的水”單元復(fù)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)案例

1.1教學(xué)目標(biāo)與項(xiàng)目流程

本項(xiàng)目通過設(shè)計(jì)從簡到繁、由易及難的任務(wù)，驅(qū)動(dòng)學(xué)生對已學(xué)的“自然界的水”中的相關(guān)化學(xué)知識(shí)進(jìn)行遷移應(yīng)用，在螺旋式上升的任務(wù)中，形成知識(shí)體系的建構(gòu)與深加工。本項(xiàng)目的目標(biāo)為：（1）通過設(shè)計(jì)便攜式凈水器，復(fù)習(xí)熟悉水的凈化過程，能利用所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生活實(shí)踐，解決實(shí)際問題，體會(huì)化學(xué)與生活的緊密聯(lián)系，激發(fā)對化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣;（2）通過進(jìn)一步思考海水淡化的方法，能理想化地設(shè)計(jì)、完善和提升便攜式凈水器的功能，了解水資源的分布情況，樹立愛護(hù)水資源、節(jié)約用水的社會(huì)責(zé)任意識(shí);（3）通過聯(lián)想水的電解以及復(fù)習(xí)電解水的相關(guān)內(nèi)容后，知道電解水制氫的意義，了解太陽能制氫對海水資源的綜合利用，培養(yǎng)科學(xué)創(chuàng)新與探究意識(shí)，體會(huì)化學(xué)方法解決實(shí)際問題的價(jià)值。通過本節(jié)課，能從新課中的前成就水平達(dá)到復(fù)習(xí)后的后成就水平，如表1所示。

本項(xiàng)目的具體實(shí)施流程如圖1所示。

1.2教學(xué)過程

任務(wù)一：設(shè)計(jì)便攜式凈水器

[情境]網(wǎng)傳某微信聊天記錄：接水廠通知，在新冠肺炎疫情期間，水廠加大氯氣注入，居民在用水時(shí)，特別是煮飯、燒開水時(shí)要把水用容器裝出來，至少靜置兩小時(shí)以上再使用，這樣會(huì)更健康。

[資料]國家發(fā)布的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB5749-2006中生活飲用水消毒劑常規(guī)指標(biāo)及要求，其中一種常用的消毒劑為氯氣及游離氯制劑，其出廠水中游離氯含量限值為4mg/L，且要求出廠水中余量≥0.3 mg/L，管網(wǎng)末梢水中余量≥0.05 mg/L。

[分析]消毒劑的使用在指標(biāo)及要求的范圍內(nèi)是安全的，上述聊天記錄實(shí)為謠言。

[過渡]隨著生活水平的提高，人們越來越重視健康問題，如用水安全，家庭中通常安裝有凈水器。展示家用凈水器的構(gòu)造，了解所用材料及對應(yīng)的凈化功能，如圖2所示。

[問題]對于長期在野外且需要時(shí)常變換地點(diǎn)的工作人群，如何保障飲用水安全？是否能設(shè)計(jì)便攜的簡易凈水器？

[學(xué)生活動(dòng)1]類比思考，基本的凈水過程應(yīng)除去不溶性的雜質(zhì)，還需殺菌消毒。設(shè)計(jì)簡易的便攜式凈水器。根據(jù)提供的材料（可選材料：鵝卵石、石英砂、活性炭、高聚碘殺菌樹脂、棉花），選擇并畫出設(shè)計(jì)的凈水器簡要構(gòu)造圖、使用方法及每一環(huán)節(jié)對應(yīng)的功能。

[展示]學(xué)生設(shè)計(jì)的圖樣，如圖3所示。

[教師]投影評價(jià)學(xué)生設(shè)計(jì)的圖稿。

[學(xué)生活動(dòng)2]鞏固復(fù)習(xí)水的凈化相關(guān)化學(xué)知識(shí)（沉淀、過濾、吸附、消毒、蒸餾），完成學(xué)案知識(shí)填空，如表2所示。

[教師]介紹市面上的“生命吸管”便攜式凈水器，其構(gòu)造、凈化原理，如圖4所示。演示使用方法，對比凈化后的水與原水的渾濁度。

[學(xué)生活動(dòng)3]渾濁的泥水在“生命吸管”的凈化下變成澄清的水。

[追問]該產(chǎn)品與同學(xué)們設(shè)計(jì)的不同的是，水進(jìn)入的方向是從下往上，為什么？有何好處？

[學(xué)生活動(dòng)4]由于重力，由下往上吸水時(shí)速度變慢，能使水與凈化材料接觸時(shí)間變長，充分接觸后達(dá)到更好的凈化效果。完成鞏固習(xí)題，水的凈化過程如圖5所示。

[例題]某興趣小組在實(shí)驗(yàn)室模擬水廠將渾濁的湘江水凈化成自來水，并最終制成蒸餾水。其實(shí)驗(yàn)流程如圖5①所示：

請回答下列問題：

（1）加人明礬的作用是____;操作1的名稱是____。

（2）利用如圖5②所示的裝置進(jìn)行操作2，此操作的作用是____，待處理的水應(yīng)該從____端通人（填“a”或“b”），理由是____。

（3）通過操作3可以得到凈化程度較高的蒸餾水，操作3的名稱是____。

[評價(jià)]以流程圖形式呈現(xiàn)水的凈化過程是典型考題形式，從下往上進(jìn)行吸附操作也是?？键c(diǎn)之一，二者結(jié)合，一題多練。且對于從a或從b進(jìn)水，是學(xué)生在新授課后的習(xí)題中暴露出來的主要問題，存在理解上的障礙點(diǎn)。通過真實(shí)產(chǎn)品“生命吸管”與自主設(shè)計(jì)的便攜式凈水器對比，有效突破疑點(diǎn)，課堂練習(xí)中學(xué)生該題的正確率顯著提升。

[追問]該凈水器能否將水軟化？

[學(xué)生活動(dòng)5]回憶軟水、硬水的概念，結(jié)合凈化過程分析，猜測凈水器不能將水軟化。再通過學(xué)生實(shí)驗(yàn)，利用肥皂水對比原水和凈化后的水的軟硬度，驗(yàn)證猜想。

[設(shè)計(jì)意圖]取材貼近生活，培養(yǎng)學(xué)生類比思維，達(dá)到自主設(shè)計(jì)的能力。進(jìn)一步提高能力要求，對比實(shí)際產(chǎn)品與自行設(shè)計(jì)產(chǎn)品的異同，體會(huì)化學(xué)知識(shí)能用于解決實(shí)際問題，但并非簡單套用。通過實(shí)驗(yàn)檢測凈水效果，分析現(xiàn)象得出結(jié)論，再次關(guān)聯(lián)所學(xué)知識(shí)，呈現(xiàn)了對知識(shí)運(yùn)用的進(jìn)階過程，達(dá)到水的凈化后成就水平中的水平Ⅰ和水平Ⅱ。

任務(wù)二：改進(jìn)便攜式凈水器

[問題]此種“生命吸管”已被廣泛應(yīng)用，也常作為應(yīng)急裝備。但它能適用所有情況嗎？如在海上遇險(xiǎn)能否用它凈化海水呢？

[視頻]“生命吸管”的測評視頻，無法用于凈化海水，得到的液體仍是苦咸的。

[追問]造成苦咸的原因是什么？

[學(xué)生活動(dòng)1]分析原因是由于大量氯化鈉的存在所導(dǎo)致，凈化過程無法將氯化鈉除去。

[追問]可否對“生命吸管”進(jìn)行改造，達(dá)到淡化海水的目的？

[資料]幾種海水淡化的方法，如表3所示。

[學(xué)生活動(dòng)2]結(jié)合所給的資料信息，從便捷及符合野外實(shí)際使用角度出發(fā)，選擇反滲透法，增加半透膜以除去氯化鈉，并對自己的設(shè)計(jì)圖稿進(jìn)行優(yōu)化。

[展示]投影學(xué)生優(yōu)化后的新圖稿，如圖6所示。

[設(shè)計(jì)意圖]通過對產(chǎn)品性能的進(jìn)一步探究，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，思考解決方法，擴(kuò)寬視野，對自己的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化與修正。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神以及科學(xué)探究意識(shí)。

任務(wù)三：海水中水的利用探究

[問題]目前，海水難以作為飲用水來源。但海水資源豐富，可否有其他用途？

[資料]海水的直接利用：代替工業(yè)用水，做冷卻水;也可以作為沖廁等生活用水;農(nóng)業(yè)灌溉，適用于耐鹽性高的作物等。

[追問]海水中含有大量的水，水能轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)進(jìn)行利用嗎？

[學(xué)生活動(dòng)1]回顧水的電解，完成相關(guān)學(xué)案內(nèi)容，如表4所示。根據(jù)水電解生成氫氣和氧氣，鞏固水為化合物且由氫元素、氧元素組成的知識(shí)，并結(jié)合分子、原子觀，復(fù)習(xí)水的化學(xué)式H₂O的微觀解釋。

[評價(jià)]學(xué)生對基礎(chǔ)知識(shí)的再現(xiàn)情況較好。通過宏微結(jié)合，鞏固水的組成，達(dá)到了該核心概念的后成就水平Ⅰ。

[拓展視野]電解產(chǎn)生的氫氣是清潔能源之一，但電解耗能過大。科學(xué)家們通過研究新型催化劑改變條件，利用太陽能實(shí)現(xiàn)光催化制氫是勢頭較旺的方向。Lee Cheng-Ting等采用水熱法合成了一種獨(dú)特的混合價(jià)態(tài)的亞磷酸鈦鹽，如亞磷酸鈦鎂鹽（MgTiP），并將其應(yīng)用于海水光催化析氫。

[學(xué)生活動(dòng)2]根據(jù)表4實(shí)驗(yàn)裝置圖a、b管中產(chǎn)生氣體的量判斷出是氫氣或氧氣，進(jìn)而推斷出電源正負(fù)極。然后完成學(xué)案相應(yīng)習(xí)題。

[例題]水是生命之源。珍惜水、節(jié)約水、愛護(hù)水是每個(gè)公民應(yīng)盡的義務(wù)和責(zé)任。以水為原料生產(chǎn)氫氣開發(fā)清潔氫能源的方法有多種。

圖7為光催化法制氫示意圖，在助催化劑作用下，光照射到半導(dǎo)體，能量被吸收，產(chǎn)生空穴和電子，產(chǎn)生的氫離子被電子還原為氫氣。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________;助催化劑在反應(yīng)前后____和____不變。

[評價(jià)]例題背景較為新穎，圖示內(nèi)容多，書寫方程式時(shí)反應(yīng)條件是學(xué)生的易錯(cuò)點(diǎn)。

[設(shè)計(jì)意圖]轉(zhuǎn)換并發(fā)散思維，豐富的海水資源可以不同的方式加以利用。結(jié)合科技發(fā)展前沿，通過綜合題的形式，強(qiáng)化知識(shí)，拓展視野，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)以及提取、分析有效信息的能力，從而達(dá)成水的組成后成就水平Ⅱ。

2教學(xué)反思與建議

以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的方式對初中化學(xué)“自然界的水”單元復(fù)習(xí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，階梯式上升的學(xué)習(xí)任務(wù)推進(jìn)并促使學(xué)生思維的進(jìn)一步發(fā)展。從貼近生活實(shí)際的情境出發(fā)，設(shè)計(jì)三個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，在各個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)中回顧復(fù)習(xí)涉及的化學(xué)知識(shí)，并加以運(yùn)用，理論與實(shí)際相結(jié)合提升到一個(gè)新的高度，體會(huì)化學(xué)與生產(chǎn)生活的緊密聯(lián)系，激發(fā)對化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣與認(rèn)同感。

在教學(xué)實(shí)踐中，學(xué)生參與度較高，分別達(dá)成了預(yù)設(shè)的后成就水平目標(biāo)。從課堂知識(shí)鞏固填空和課外習(xí)題中可以看出，學(xué)生對于基礎(chǔ)知識(shí)的重現(xiàn)（即知識(shí)填空題）較熟練，能快速、正確地作答;當(dāng)知識(shí)遷移到習(xí)題中時(shí)，也出現(xiàn)了一些知識(shí)運(yùn)用的障礙點(diǎn)，如套用了陌生背景的電解水的題目類型（光催化法制氫習(xí)題），對反應(yīng)條件的判斷存在困難，實(shí)際上是對有效信息提取能力的不足所造成的。因此，在課后作業(yè)中又設(shè)計(jì)了類似的題目，增加信息閱讀量，旨在讓學(xué)生進(jìn)一步熟悉和養(yǎng)成習(xí)慣，減少畏難心理。在其他單元復(fù)習(xí)的習(xí)題中也應(yīng)多增加信息應(yīng)用題，循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生的有效信息的提取分析能力，這也是近年來中考的命題趨勢。