林雅梅

摘要：結(jié)合教育熱點(diǎn)，采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)新模式，對(duì)人教版九年級(jí)化學(xué)下冊(cè)第九單元“溶液”的教學(xué)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。教師設(shè)置如何自制“魔法圣誕樹”的問題情境，引導(dǎo)學(xué)生在制作中產(chǎn)生新問題，不斷尋求與溶液有關(guān)的新知，在實(shí)踐中了解學(xué)科概念，形成學(xué)科觀念，養(yǎng)成學(xué)科精神。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目式學(xué)習(xí);溶液;魔法圣誕樹

文章編號(hào)：1008-0546（2022）03x-0011-05??? 中圖分類號(hào)：G632.41??? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.03x.003

2011年版義務(wù)教育階段的化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)提出，化學(xué)教育要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的好奇心，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的變化規(guī)律，形成化學(xué)的基本觀念[1]。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是一種新型的教學(xué)模式，指的是在真實(shí)生動(dòng)的情境下，要求學(xué)生主動(dòng)探究，解決問題，并在解決問題的驅(qū)動(dòng)下掌握學(xué)科概念，獲得學(xué)科知識(shí)[2]，其學(xué)習(xí)方式能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和欲望。本文以人教版九年級(jí)化學(xué)下冊(cè)第九單元“溶液”為例，以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)模式開展教學(xué)設(shè)計(jì)，以下是筆者的實(shí)踐過程。

一、項(xiàng)目主題分析

第九單元“溶液”是課標(biāo)中一級(jí)主題“身邊的化學(xué)物質(zhì)”中的二級(jí)主題“水和常見的溶液”中的一部分[1]，屬于初中化學(xué)非常重要的一個(gè)概念，也是人們經(jīng)常接觸的一種化學(xué)物質(zhì)，它應(yīng)用廣泛，意義重大。第九單元教學(xué)的課題內(nèi)容和教材模塊見表1，該單元概念多、知識(shí)雜、內(nèi)容抽象，不僅要求學(xué)生具備基礎(chǔ)的識(shí)記和計(jì)算能力，還需要具備一定的抽象思維能力。

在常規(guī)的教學(xué)中，教師一般是按照書本課題分配，一個(gè)一個(gè)課時(shí)進(jìn)行教學(xué)。教師注重每個(gè)課題知識(shí)點(diǎn)的講解，卻易忽視每個(gè)課題知識(shí)的銜接性和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，造成學(xué)生獲得的知識(shí)碎片化、孤立化、雜亂化[3]。在學(xué)習(xí)本單元之前，雖然學(xué)生在日常生活中接觸了一些含水的溶液，但是對(duì)溶液的概念缺乏系統(tǒng)、科學(xué)地認(rèn)識(shí)，也未能對(duì)其進(jìn)行定量分析。

“魔法圣誕樹”是一種紙樹會(huì)開花的兒童科學(xué)玩具，其制作過程是將圣誕造型的紙樹插在底座上，向紙樹倒入某種溶液，放置一段時(shí)間，就可以看到紙樹上長(zhǎng)出晶體，仿佛披上雪花的樹木。如果在紙樹的枝丫末端涂上顏料，還能看到長(zhǎng)出五顏六色的晶體，美妙無比，制作過程見圖1。

自制“魔法圣誕樹”主要探究溶液的配制，主要涵蓋第九單元的核心知識(shí)：溶液的形成、飽和溶液和不飽和溶液、結(jié)晶、溶解度、溶解度曲線、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)等;使用到的技能有：計(jì)算、稱量、量取、溶解等;涉及的學(xué)科核心素養(yǎng)有：通過溶液形成過程的分析，培養(yǎng)學(xué)生宏觀辨識(shí)與微觀探析的核心素養(yǎng);通過一定量的溶劑溶解的溶質(zhì)是有限的，培養(yǎng)學(xué)生變化觀念和平衡思想的核心素養(yǎng);結(jié)合溶解度曲線和不同溶液澆注在紙樹上的結(jié)晶效果，進(jìn)行方案的評(píng)價(jià)和選擇，培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理和模型認(rèn)知的核心素養(yǎng);通過乙醇代替水的方案創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的核心素養(yǎng);通過評(píng)價(jià)乙醇作為溶劑配制溶液帶來的安全問題，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神和社會(huì)責(zé)任的核心素養(yǎng)。

綜上，該項(xiàng)目以“魔法圣誕樹”為載體，引導(dǎo)學(xué)生在解決問題時(shí)不斷產(chǎn)生求知的需要，不僅符合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，讓知識(shí)的學(xué)習(xí)由淺入深;也能幫助學(xué)生構(gòu)建系統(tǒng)、完整的知識(shí)模型，落實(shí)三維目標(biāo)。

二、項(xiàng)目的學(xué)習(xí)目標(biāo)

合理的學(xué)習(xí)目標(biāo)是實(shí)施項(xiàng)目的指揮棒，也是完成項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的有力保障，因此在實(shí)施項(xiàng)目之前需要弄清楚學(xué)習(xí)目標(biāo)是什么，如何證明目標(biāo)達(dá)成和實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)。結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，筆者設(shè)計(jì)了如表2 的項(xiàng)目實(shí)施框架1。

三、項(xiàng)目的學(xué)習(xí)流程和設(shè)計(jì)框架

項(xiàng)目設(shè)計(jì)是教師教學(xué)思路的具體體現(xiàn)，也是學(xué)生學(xué)習(xí)過程的反映。好的項(xiàng)目設(shè)計(jì)在落實(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)上有著舉足輕重的作用。基于以上學(xué)習(xí)目標(biāo)，筆者設(shè)計(jì)了如圖2的項(xiàng)目學(xué)習(xí)流程和表3的項(xiàng)目實(shí)施框架2，以幫助學(xué)生開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。

四、項(xiàng)目實(shí)施過程

第一課時(shí)：任務(wù)一 ???初步認(rèn)識(shí)“魔法圣誕樹”的構(gòu)成和原理

環(huán)節(jié)一：情境導(dǎo)入

活動(dòng)1：觀看“魔法圣誕樹”包裝袋的說明，回答問題1“‘魔法圣誕樹由哪些材料構(gòu)成？”用市面售賣的材料完成“魔法圣誕樹”的制作。

活動(dòng)2：查閱有關(guān)“魔法圣誕樹”的資料，回答問題2“紙樹開花的原理是什么？”

【設(shè)計(jì)意圖】培養(yǎng)學(xué)生觀察和獲取信息的能力，學(xué)會(huì)合作學(xué)習(xí)。

環(huán)節(jié)二：認(rèn)識(shí)溶液

活動(dòng)：對(duì)比生活中常見的液態(tài)混合物和“魔法圣誕樹”中的液態(tài)混合物，判斷混合物的類型并總結(jié)其特點(diǎn)。

【設(shè)計(jì)意圖】通過對(duì)比生活中常見的液態(tài)混合物，認(rèn)識(shí)溶液。

環(huán)節(jié)三：理解溶液的形成

活動(dòng)1：通過實(shí)驗(yàn)向燒杯中加入約20mL水，向其中慢慢加入磷酸二氫鉀，回答問題3“溶液是怎么形成的？”

活動(dòng)2：用不同符號(hào)表示微粒，將物質(zhì)擴(kuò)散到水中的過程畫出來。

【設(shè)計(jì)意圖】通過物質(zhì)擴(kuò)散到水中的宏觀現(xiàn)象，聯(lián)系微粒運(yùn)動(dòng)的示意圖，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)透過宏觀現(xiàn)象分析微觀本質(zhì)。

活動(dòng)3：借助電導(dǎo)率測(cè)定儀，檢測(cè)隨著時(shí)間推移磷酸二氫鉀溶于水時(shí)，溶液各位置的電導(dǎo)率情況。

活動(dòng)4：修正剛才的微粒運(yùn)動(dòng)示意圖。

【設(shè)計(jì)意圖】借助電導(dǎo)率測(cè)定儀，將物質(zhì)擴(kuò)散到水中的微觀現(xiàn)象可視化，幫助學(xué)生理解溶液具有均一性、穩(wěn)定性，消除學(xué)生迷思概念，突破學(xué)習(xí)難點(diǎn)。

環(huán)節(jié)四：認(rèn)識(shí)溶液的組成

活動(dòng)：分析不同液態(tài)混合物的形成，總結(jié)其組成成分。

【設(shè)計(jì)意圖】從生活中常見的液態(tài)混合物入手，分析不同混合物的特點(diǎn)，深刻體會(huì)溶質(zhì)是被溶解的物質(zhì)，避免產(chǎn)生“溶質(zhì)就是加進(jìn)溶劑的物質(zhì)”的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。

第二課時(shí)：任務(wù)二??? 配制“魔法圣誕樹”的溶液

活動(dòng)1：向20 mL的水中不斷加入磷酸二氫鉀，觀察現(xiàn)象，并回答問題“一定量的溶劑可以無限制地溶解溶質(zhì)嗎？”

【設(shè)計(jì)意圖】通過實(shí)驗(yàn)，體會(huì)一定量的溶劑不能無限制地溶解某種溶質(zhì)，并啟迪學(xué)生思考“如何增大一定量的溶劑所溶解的物質(zhì)質(zhì)量？”

活動(dòng)2：回答問題5“有哪些方法可以增加物質(zhì)溶解的質(zhì)量？”并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

活動(dòng)3：查閱資料，判斷活動(dòng)1的溶液狀態(tài)經(jīng)歷了哪些變化，判斷活動(dòng)2的溶液狀態(tài)在哪些條件下會(huì)發(fā)生改變。

【設(shè)計(jì)意圖】創(chuàng)設(shè)情景，引導(dǎo)學(xué)生初步認(rèn)識(shí)溶解度，并學(xué)會(huì)判斷溶液狀態(tài)。

第三課時(shí)：任務(wù)二??? 配制“魔法圣誕樹”的溶液

活動(dòng)1：查閱資料，找出在一定量的溶劑中，不同溫度時(shí)磷酸二氫鉀的溶解度。

活動(dòng)2：回答問題6“室溫下，配制一杯飽和磷酸二氫鉀溶液時(shí)，需要計(jì)算哪些物質(zhì)的質(zhì)量？”

活動(dòng)3：小組合作實(shí)驗(yàn)，并回答問題7“如何配制一杯飽和的磷酸二氫鉀溶液？配制過程需要注意哪些事項(xiàng)？”

【設(shè)計(jì)意圖】通過定量分析溶液，使學(xué)生的思維從質(zhì)到量有飛躍性地提高。

第四課時(shí)：任務(wù)三??? 探究“魔法圣誕樹”溶液溶質(zhì)的選擇因素

活動(dòng)1：查閱化學(xué)下冊(cè)課本第37頁，觀察常見物質(zhì)在水中的溶解度曲線。

活動(dòng)2：分析溶解度曲線，回答問題8“哪些物質(zhì)可以代替磷酸二氫鉀用于配制溶液？為什么？”

學(xué)生分析不同物質(zhì)的溶解度，認(rèn)為如果室溫下，物質(zhì)的溶解度大于磷酸二氫鉀的溶解度，當(dāng)溶劑蒸發(fā)時(shí)，析出的溶質(zhì)更多，晶體更多，現(xiàn)象可能會(huì)更明顯，但可能存在紙片吸液效果不好;如果室溫下，物質(zhì)的溶解度小于磷酸二氫鉀的溶解度，雖然溶劑蒸發(fā)，析出的晶體更少，但可能毛細(xì)現(xiàn)象更好，紙片吸液效果更好。因此分析哪種物質(zhì)可以代替磷酸二氫鉀，需要考慮紙片吸液效果和結(jié)晶效果，于是選定室溫下溶解度在磷酸二氫鉀溶解度附近的硝酸銨、硝酸鉀、氯化銨、氯化鈉等物質(zhì)進(jìn)行研究，其選定物質(zhì)的溶解度曲線見圖3。

活動(dòng)3：用硝酸銨、硝酸鉀、氯化銨、氯化鈉、磷酸二氫鉀這幾種物質(zhì)配制飽和溶液。

活動(dòng)4：將不同的溶液澆注到紙樹上，觀察結(jié)晶情況，并回答問題“哪種飽和溶液用于制‘魔法圣誕樹更好？”學(xué)生實(shí)驗(yàn)情況記錄見表4。

第五課時(shí)：任務(wù)三探究“魔法圣誕樹”溶液的溶質(zhì)選擇因素

活動(dòng)1：根據(jù)第四課時(shí)活動(dòng)4的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析溶液的最佳配方。表5是學(xué)生整理得出的方案對(duì)比表。

通過實(shí)驗(yàn)分析和對(duì)比，學(xué)生認(rèn)為如果為了讓紙樹開花效果更好，現(xiàn)象更美麗，可以選用結(jié)晶時(shí)出現(xiàn)針狀固體的磷酸二氫鉀飽和溶液;如果考慮到藥品獲取方便，價(jià)格低廉，可以選擇結(jié)晶時(shí)出現(xiàn)顆粒狀的氯化鈉飽和溶液。為了讓實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，晶體更飽滿，可以每隔一段時(shí)間補(bǔ)充溶液，讓紙樹反復(fù)結(jié)晶。

【設(shè)計(jì)意圖】結(jié)合實(shí)踐操作和理論學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)結(jié)晶，并產(chǎn)生“加快溶劑揮發(fā)或降低溫度可使溶質(zhì)從溶液中更易析出”的認(rèn)識(shí)，為活動(dòng)2的創(chuàng)新想法做鋪墊。

活動(dòng)2：用易揮發(fā)的乙醇做溶劑，將生活用品樟腦丸磨成粉，溶于乙醇配制成溶液并澆注在紙樹上，觀察現(xiàn)象。

通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生否定了用乙醇代替溶劑水的方案，主要原因有三個(gè)，一個(gè)是能溶于乙醇的物質(zhì)比較少，一般是有機(jī)物;一個(gè)是當(dāng)溶液澆注到紙樹上時(shí)，由于空氣中有水蒸氣，樟腦的乙醇溶液遇到水就會(huì)產(chǎn)生白色固體，其原理是乙醇濃度變稀，不溶于水而溶于乙醇的樟腦就會(huì)析出來。當(dāng)?shù)鬃芤罕砻婧图垬涠汲霈F(xiàn)白膜時(shí)，會(huì)影響毛細(xì)現(xiàn)象，降低紙片吸液效果;另一個(gè)是無水乙醇易揮發(fā)，且氧化性強(qiáng)，具有可燃性，使用過程應(yīng)該注意避免與皮膚直接接觸，注意避免明火;若使用不當(dāng)，容易造成安全事故。

【設(shè)計(jì)意圖】通過提出想法，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，再否定想法的過程，可以讓學(xué)生明白實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，從而培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、善于通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想的科學(xué)精神;同時(shí)，可以引導(dǎo)學(xué)生利用知識(shí)解決與化學(xué)有關(guān)的問題。

第六課時(shí)：任務(wù)四完成“魔法圣誕樹”的制作

活動(dòng)1：根據(jù)最優(yōu)實(shí)驗(yàn)方案，配制磷酸二氫鉀飽和溶液或氯化鈉飽和溶液，自制魔法圣誕樹。

活動(dòng)2：制作不同的紙片造型，自制趣味實(shí)驗(yàn)玩具。

學(xué)生把紙片做成了蒲公英、帽子、孔雀尾巴、裙子等造型，讓晶體在表面析出，呈現(xiàn)另一幅美麗的畫面。

【設(shè)計(jì)意圖】通過對(duì)圣誕樹造型的改進(jìn)，融合了化學(xué)與美術(shù)學(xué)科的特點(diǎn)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

五、項(xiàng)目實(shí)施效果

1.學(xué)生的收獲

學(xué)生通過自制“魔法圣誕樹”的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，不僅掌握了溶液的相關(guān)知識(shí)，還鍛煉了化學(xué)基本實(shí)驗(yàn)操作技能，對(duì)溶液在人類生產(chǎn)生活中的重要作用有了深刻的認(rèn)識(shí)，感受到了化學(xué)與生活的密切聯(lián)系和化學(xué)的無窮魅力。在探究哪種溶質(zhì)的溶液制作“魔法圣誕樹”效果更好時(shí)，學(xué)生的邏輯思維能力和實(shí)驗(yàn)方案評(píng)價(jià)能力有了顯著的提高，學(xué)科核心素養(yǎng)有了發(fā)展。在合作完成“魔法圣誕樹”探究時(shí)，學(xué)生相互配合、互幫互助，加強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)凝聚力，增強(qiáng)了合作意識(shí)。

2.教師的收獲

通過本次項(xiàng)目的準(zhǔn)備、落實(shí)和總結(jié)，教師對(duì)本班學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格有了更清晰認(rèn)識(shí)，為今后的教學(xué)設(shè)計(jì)提供了學(xué)情依據(jù)。同時(shí)，通過項(xiàng)目的成功完成，教師感受到了學(xué)生對(duì)自己、對(duì)教師的認(rèn)可，收獲了教學(xué)成就感。在項(xiàng)目實(shí)施時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生把關(guān)注點(diǎn)集中在溶液的配制和選擇上，對(duì)紙片的選擇談得少之甚少，引起教師反思：是否可以引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系物理的毛細(xì)現(xiàn)象，對(duì)紙片的種類進(jìn)行探究，以貫穿不同學(xué)科知識(shí)的聯(lián)系，更好地注重學(xué)生全面發(fā)展。

六、教學(xué)反思

1.情境創(chuàng)設(shè)生動(dòng)有趣，寓教于樂促進(jìn)發(fā)展

“魔法圣誕樹”是當(dāng)下兒童熱衷的一款科學(xué)玩具，制作簡(jiǎn)單，現(xiàn)象明顯，外形精美，很容易引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望。本次項(xiàng)目以自制（上接第15頁）“魔法圣誕樹”貫穿始終，將第九單元知識(shí)隱藏其中，讓學(xué)生消除了被動(dòng)學(xué)習(xí)的逆反心理;同時(shí)，本次項(xiàng)目以學(xué)生自評(píng)和互評(píng)為主，一改以往教師評(píng)價(jià)帶來的恐懼感和緊張感，很好地緩解了學(xué)生學(xué)習(xí)的壓力;在項(xiàng)目收尾時(shí)，學(xué)生自制“魔法圣誕樹”，獲得了精美的科學(xué)玩具，也收獲了幸福感。如果教師能夠借勢(shì)發(fā)揮，讓學(xué)生將第九單元的知識(shí)點(diǎn)以圣誕樹造型進(jìn)行總結(jié)，形成思維框圖，則學(xué)習(xí)效果會(huì)更好。

2.重視化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生形成化學(xué)探究思維

本次項(xiàng)目著重以科學(xué)探究和實(shí)驗(yàn)活動(dòng)展開學(xué)習(xí)，能夠有效促進(jìn)學(xué)生化學(xué)觀念的建構(gòu)和發(fā)展。在探究過程中，注重引導(dǎo)學(xué)生記錄宏觀現(xiàn)象，分析微觀本質(zhì)，并用微粒示意圖外顯思維過程，啟迪學(xué)生從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析化學(xué)現(xiàn)象，培養(yǎng)了學(xué)生的變化觀和微粒觀。同時(shí)，通過不同方案制作“魔法圣誕樹”，引導(dǎo)學(xué)生收集證據(jù)，進(jìn)行方案分析和評(píng)價(jià)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和綠色化學(xué)觀念，落實(shí)培養(yǎng)化學(xué)核心素養(yǎng)的目標(biāo)。如果教師能夠啟迪學(xué)生探究紙質(zhì)種類對(duì)毛細(xì)現(xiàn)象的影響，將自制“魔法圣誕樹”最優(yōu)方案的探究延伸至課外，有利于學(xué)生的繼續(xù)學(xué)習(xí)，使得科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)變得可持續(xù)。

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