梁小敏 張雄鷹
摘要:以“海上鉆井平臺(tái)的腐蝕與防護(hù)”作為真實(shí)情境,開展微項(xiàng)目學(xué)習(xí)。將問題轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)任務(wù),讓學(xué)生在問題解決中構(gòu)建知識(shí)體系,解決真實(shí)情境中的問題,達(dá)成深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)。此模式適用于能創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境的化學(xué)課堂,能充分發(fā)揮微項(xiàng)目學(xué)習(xí)的育人功能。
關(guān)鍵詞:微項(xiàng)目;深度學(xué)習(xí);核心素養(yǎng)
文章編號(hào):1008-0546(2022)08-0027-06中圖分類號(hào):G632.41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2022.08.006
一、問題的提出
英國(guó)教育家懷特海(Whitehead)認(rèn)為:“教育只有一個(gè)主題,那就是五彩繽紛的生活?!痹诤芏嗌瞵F(xiàn)象和經(jīng)驗(yàn)中蘊(yùn)含了豐富的化學(xué)知識(shí)。重視理論聯(lián)系實(shí)際,學(xué)會(huì)在真實(shí)的情境中運(yùn)用化學(xué)原理分析和解決問題,是高中階段學(xué)生的關(guān)鍵能力之一。
《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》指出,真實(shí)、具體的問題情境是學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的重要平臺(tái),為學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)提供了真實(shí)的表現(xiàn)機(jī)會(huì)。因此,教師在教學(xué)中應(yīng)重視創(chuàng)設(shè)真實(shí)且富有價(jià)值的問題情境,促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的形成和發(fā)展[1]。事實(shí)上,任何化學(xué)概念的建構(gòu)都是有情境的,任何化學(xué)知識(shí)都具有社會(huì)價(jià)值,其價(jià)值的體現(xiàn)也是有情境的[2]。杜威曾指出:“從別人那里聽來的知識(shí)也許能使人產(chǎn)生某種行動(dòng),但這種知識(shí)不能培養(yǎng)個(gè)人的主動(dòng)性和使他忠于他人的信念?!鼻榫辰虒W(xué)的核心就是“知識(shí)只有在它們產(chǎn)生及應(yīng)用的情境中才能產(chǎn)生意義。[3]”人教版新教材中就有很多豐富的情境,在教學(xué)實(shí)施過程中,充分利用教材及課外的情境素材,創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問題情境,實(shí)施微項(xiàng)目學(xué)習(xí),是促使學(xué)生深度學(xué)習(xí)、發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的一種有效途徑。
微項(xiàng)目學(xué)習(xí)是“微課程教學(xué)法”中關(guān)于課堂創(chuàng)新的一部分,是將單位課時(shí)的核心知識(shí)情境化、轉(zhuǎn)化成實(shí)際問題,激發(fā)學(xué)生探索發(fā)現(xiàn)、解決問題、形成作品的學(xué)習(xí)過程。其核心策略是真實(shí)情境下的問題解決、任務(wù)驅(qū)動(dòng),在活動(dòng)中形成新的體驗(yàn),深化已有認(rèn)知,促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)和高階思維,培養(yǎng)學(xué)生在陌生情境中分析問題、解決問題的綜合品質(zhì)[4]。
二、微項(xiàng)目?jī)?nèi)容的主題分析
確立項(xiàng)目要基于課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生經(jīng)驗(yàn),要多維度考慮該項(xiàng)目是否涵蓋核心知識(shí),是否承載學(xué)科思想方法和學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng),是否貼近社會(huì)和生活,是否真實(shí)且有意義,學(xué)生是否感興趣,是否具有可操作性。微項(xiàng)目選取的課題可以是生產(chǎn)生活中的實(shí)際問題,也可以是所學(xué)內(nèi)容的拓展性課題[4]。
人教2019版選擇性必修一第四章第三節(jié)“金屬的腐蝕與防護(hù)”,分為金屬的腐蝕與金屬的防護(hù)兩部分。教材首先介紹了金屬腐蝕的兩種類型——化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕,然后結(jié)合圖片和實(shí)驗(yàn)介紹電化學(xué)腐蝕的兩種類型——析氫腐蝕與吸氧腐蝕。對(duì)于金屬的防護(hù),教材從金屬、與金屬接觸的物質(zhì)及兩者反應(yīng)的條件等方面出發(fā),研究如何破壞金屬腐蝕發(fā)生的條件,著重介紹了改變金屬材料的組成、在金屬表面覆蓋保護(hù)層、電化學(xué)保護(hù)法等措施。其中重點(diǎn)結(jié)合實(shí)驗(yàn)介紹了電化學(xué)保護(hù)法——犧牲陽極法和外加電流法。教材中有關(guān)金屬防護(hù)的措施情境較多,而微項(xiàng)目學(xué)習(xí)適合選取一個(gè)情境串連起整節(jié)課,因此筆者選取了一個(gè)教材以外的拓展性情境——海洋平臺(tái)的腐蝕與防護(hù)。海洋平臺(tái)所采用的防護(hù)措施基本上囊括了教材的幾種方法,選取此情境對(duì)于學(xué)生學(xué)以致用、發(fā)展高階思維有較大的幫助,可以很好地發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。
三、微項(xiàng)目學(xué)習(xí)的教學(xué)目標(biāo)
1.通過觀察實(shí)驗(yàn),分析鐵釘在不同環(huán)境下腐蝕的本質(zhì),發(fā)展并診斷學(xué)生能根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象歸納物質(zhì)及其反應(yīng)的類型以及能運(yùn)用微粒結(jié)構(gòu)圖式描述物質(zhì)及其變化的過程的水平,發(fā)展宏觀辨識(shí)與微觀探析的學(xué)科核心素養(yǎng)。
2.通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究鋼鐵吸氧腐蝕的影響因素,發(fā)展學(xué)生能在與同學(xué)討論的基礎(chǔ)上提出探究的問題和假設(shè)、依據(jù)假設(shè)提出實(shí)驗(yàn)方案的水平,發(fā)展科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的學(xué)科核心素養(yǎng)。
3.通過分析海洋平臺(tái)不同區(qū)域的防護(hù)措施,發(fā)展學(xué)生能將化學(xué)事實(shí)和理論模型之間進(jìn)行關(guān)聯(lián)和合理匹配的水平,發(fā)展證據(jù)推理與模型認(rèn)知的學(xué)科核心素養(yǎng)。
四、微項(xiàng)目任務(wù)及教學(xué)流程
1.微項(xiàng)目任務(wù)設(shè)計(jì)思路
以“海上鉆井平臺(tái)的腐蝕原理和防護(hù)措施”作為真實(shí)情境,將實(shí)際的生產(chǎn)生活問題轉(zhuǎn)化為微項(xiàng)目任務(wù),再拆解成化學(xué)問題,在問題解決的過程中建構(gòu)金屬的腐蝕原理及防護(hù)措施的模型,層層深入,開展深度學(xué)習(xí),發(fā)展學(xué)生宏觀辨識(shí)與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的學(xué)科核心素養(yǎng)。教學(xué)設(shè)計(jì)思路如圖1所示。
2.微項(xiàng)目學(xué)習(xí)實(shí)施過程
【教師提出微項(xiàng)目總?cè)蝿?wù)】海上鉆井平臺(tái)是一座鋼鐵的城堡,肩負(fù)著海上油氣鉆井施工的重任。但鉆井平臺(tái)在海水中浸泡存在的最大問題是什么?這個(gè)問題是什么原因?qū)е碌??可否有相?yīng)的措施來解決這個(gè)問題?
【拆解問題】問題1:鋼鐵為什么會(huì)腐蝕?其本質(zhì)是什么?不同的環(huán)境下腐蝕的原理是否相同?
【學(xué)生活動(dòng)1】將純鐵片和鐵釘(含少量雜質(zhì)碳)置于以下環(huán)境中,鐵釘是否會(huì)受到腐蝕?分小組觀察并將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄在表1中,并思考腐蝕的本質(zhì)有何異同?
【教師】展示實(shí)驗(yàn)裝置,請(qǐng)各小組總結(jié)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
【學(xué)生1】純鐵片浸泡在稀鹽酸中,鐵片表面有氣泡產(chǎn)生。
【學(xué)生2】鐵釘浸泡在稀鹽酸中,鐵釘表面有氣泡產(chǎn)生。
【教師】對(duì)比一下純鐵片與鐵釘產(chǎn)生氣泡的速率,哪個(gè)更快呢?
【學(xué)生】鐵釘產(chǎn)生氣泡的速率更快。
【教師】我們來看用飽和食鹽水浸泡過的鐵釘有何現(xiàn)象?
【學(xué)生3】鐵釘表面有灰綠色和紅棕色固體產(chǎn)生,導(dǎo)管內(nèi)水柱上升。
【教師】大家結(jié)合所觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,思考并討論以下問題:(1)三個(gè)裝置中可能的反應(yīng)物和產(chǎn)物是什么?從得失電子的角度分析,可能是誰得電子誰失電子?腐蝕的類型有何不同?請(qǐng)將你分析的結(jié)果填入表1中。
【學(xué)生4】純鐵片浸泡在稀鹽酸中,鐵與稀鹽酸反應(yīng)生產(chǎn) FeCl2和 H2,鐵元素失電子生成 Fe2+,溶液中的 H+得電子生成H2。
【學(xué)生5】鐵釘浸泡在稀鹽酸中,鐵與稀鹽酸反應(yīng)生產(chǎn) FeCl2和 H2,但因?yàn)殍F釘中含有少量碳雜質(zhì),形成了鐵—碳—稀鹽酸原電池,反應(yīng)速率加快。鐵作負(fù)極失電子生成 Fe2+,碳為正極,H+在碳表面得電子生成H2。
【教師】在這兩個(gè)裝置中,鐵在酸性環(huán)境下受到了腐蝕生成了Fe2+,同時(shí)還有H2生成。但兩者的腐蝕類型是不一樣的。純鐵片中沒有形成原電池,是與表面接觸到的稀鹽酸直接反應(yīng)而引起的腐蝕,我們稱這為“化學(xué)腐蝕”。而含有雜質(zhì)的鐵釘浸泡在稀鹽酸中形成了原電池反應(yīng),導(dǎo)致了鐵釘被腐蝕,我們稱這為“電化學(xué)腐蝕”。我們?cè)賮矸治龅谌齻€(gè)裝置——被飽和食鹽水浸泡過的鐵釘可能發(fā)生了什么反應(yīng)?
【學(xué)生6】從鐵釘表面生成的灰綠色和紅棕色固體推測(cè),產(chǎn)物是Fe(OH)2和Fe(OH)3,水柱上升說明裝置內(nèi)部氣壓減小,有氣體參與反應(yīng),推測(cè)可能得電子的物質(zhì)是O2。反應(yīng)為O2+4e-+2H2O=4OH-。
【教師】裝置內(nèi)部壓強(qiáng)減小,究竟是不是氧氣參與反應(yīng)呢?我們來看以下的證據(jù)。有學(xué)者做過以下實(shí)驗(yàn)[5]:把鐵粉、碳粉與氯化鈉溶液混合放在錐形瓶中,如圖2密封好,利用氧氣傳感器測(cè)得裝置內(nèi)O2的濃度變化如圖3所示。我們發(fā)現(xiàn),隨著反應(yīng)的進(jìn)行,O2的濃度逐漸降低,說明裝置內(nèi)部壓強(qiáng)減小是因?yàn)镺2參與了反應(yīng)。
【教師】在這個(gè)過程中發(fā)生的反應(yīng)有:
負(fù)極:Fe-2e-= Fe2+ 正極:O2+4e-+2H2O =4OH-
總反應(yīng):2Fe + O2+2H2O =2Fe(OH)2
在空氣中,F(xiàn)e(OH)2進(jìn)一步被氧化為 Fe(OH)3, Fe(OH)3失去部分水生成Fe2O3·xH2O,繼而生成鐵銹。
【教師】我們將稀鹽酸與食鹽水中的鐵釘?shù)母g情況進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)有何不同?
【學(xué)生】稀鹽酸是酸性環(huán)境,產(chǎn)物是 H2;食鹽水是中性環(huán)境,O2參與反應(yīng)使鐵被氧化生成鐵的氫氧化物最終生成氧化物。
【教師】對(duì)的,而且這兩種腐蝕的本質(zhì)都是在鐵釘?shù)谋砻嫘纬闪嗽姵胤磻?yīng),都屬于電化學(xué)腐蝕。因此電化學(xué)腐蝕可以根據(jù)環(huán)境的酸堿性分為兩類:若環(huán)境的酸性較強(qiáng),則產(chǎn)物有H2,這種類型稱為析氫腐蝕;若環(huán)境的酸性較弱或呈中性,則原電池的正極反應(yīng)為O2得電子的反應(yīng),稱為吸氧腐蝕。實(shí)際上,金屬腐蝕過程中電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕往往同時(shí)發(fā)生,但絕大多數(shù)屬于電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕的速率也大得多。請(qǐng)判斷海上鉆井平臺(tái)的腐蝕屬于哪一種。
【學(xué)生】吸氧腐蝕。因?yàn)楹K墙咏行缘摹?/p>
設(shè)計(jì)意圖:通過對(duì)純鐵片、鐵釘分別浸泡于稀鹽酸中以及被飽和食鹽水浸泡過的鐵釘三個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置的現(xiàn)象觀察、反應(yīng)物和產(chǎn)物分析、得失電子情況分析及可能的腐蝕類型分類,培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象歸納物質(zhì)及其反應(yīng)的類型、運(yùn)用化學(xué)符號(hào)描述物質(zhì)及其變化過程的能力,發(fā)展宏觀辨識(shí)與微觀探析的學(xué)科核心素養(yǎng)。
【拆解問題】問題2:絕大多數(shù)海上鉆井平臺(tái)是基于25年的服役壽命設(shè)計(jì)的。鋼鐵受腐蝕的快慢程度在不同的環(huán)境下有所不同,腐蝕速率與什么因素有關(guān)?
【學(xué)生活動(dòng)2】以吸氧腐蝕為例,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究鋼鐵吸氧腐蝕速率的影響因素。請(qǐng)將你的實(shí)驗(yàn)方案填入表2中。
已知:(1)生鐵釘?shù)闹饕煞譃殍F,含有少量的碳單質(zhì);鋼釘又稱水泥釘,含碳量比生鐵釘少。(2) K3[ Fe(CN)6]溶液能與Fe2+反應(yīng)產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,可用于檢驗(yàn)Fe2+。
限選試劑:生鐵釘、鋼釘、鐵粉、裹鋅皮的鐵釘、繞銅絲的鐵釘、0.1 mol/L食鹽水、飽和食鹽水、冷水、熱水、紅墨水、酚酞試液、K3[Fe(CN)6]溶液。
限選儀器:具支試管、橡膠塞、橡膠軟管、試管、含食鹽水的瓊脂培養(yǎng)皿。
【教師】請(qǐng)同學(xué)們展示你們?cè)O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案。
收集到學(xué)生設(shè)計(jì)的裝置圖如圖4所示:
表3匯總了幾個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)。
【教師】通過匯總同學(xué)們的設(shè)計(jì)方案,我們可以發(fā)現(xiàn),從限選試劑中能探究的因素有以下幾方面——內(nèi)因主要是鐵釘本身的材質(zhì)(含碳量),外因主要有鐵釘與腐蝕介質(zhì)的接觸面積、溫度、食鹽水的濃度。從反應(yīng)本身來分析,你認(rèn)為還有什么因素會(huì)影響鐵釘?shù)母g速率?
【學(xué)生】氧氣的濃度。
【教師】對(duì)的,除此之外還有什么因素呢?我們?cè)诟咭粚W(xué)習(xí)過,形成原電池可以加快反應(yīng)速率。限選試劑中有裹鋅皮的鐵釘、繞銅絲的鐵釘,老師在上課前把這兩種鐵釘分別置于溶有食鹽水的瓊脂培養(yǎng)皿中,然后滴入幾滴酚酞試液和 K3[ Fe(CN)6]溶液,請(qǐng)大家觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,根據(jù)現(xiàn)象推測(cè)兩個(gè)培養(yǎng)皿中鐵釘是否都受到了腐蝕?寫出可能發(fā)生的電極方程式。
【教師】展示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,如圖5、圖6所示。
【學(xué)生7】裹鋅皮的鐵釘中酚酞試液變紅,無藍(lán)色沉淀產(chǎn)生,說明鐵釘不受腐蝕。
負(fù)極:Zn -2e-= Zn2+ 正極:O2+4e-+2H2 O =4OH-
【學(xué)生8】繞銅絲的鐵釘中產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,同時(shí)出現(xiàn)少許紅色,說明鐵釘受到了腐蝕。
負(fù)極:Fe -2e-= Fe2+ 正極:O2+4e-+2H2O =4OH-
【教師】從以上實(shí)驗(yàn)我們可以得出什么結(jié)論?
【學(xué)生9】鐵釘與其他金屬組成原電池時(shí),鐵釘作負(fù)極時(shí)會(huì)受到腐蝕,作原電池的正極時(shí)不受腐蝕。
設(shè)計(jì)意圖:通過探究鋼鐵吸氧腐蝕速率的影響因素的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì),培養(yǎng)學(xué)生對(duì)簡(jiǎn)單化學(xué)問題提出可能的假設(shè)并依據(jù)假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力,發(fā)展科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的學(xué)科核心素養(yǎng)。
【拆解問題】問題3:根據(jù)與海水的接觸程度,海上鉆井平臺(tái)可分為大氣區(qū)、潮汐飛濺區(qū)、全浸區(qū)與海泥區(qū)(如圖7所示)。不同的區(qū)域鋼鐵的腐蝕速率的主要決定因素是什么?你能提出相應(yīng)的防護(hù)措施嗎?
【學(xué)生】討論分析并得出結(jié)論。大氣區(qū)的決定腐蝕速率的主要因素:O2濃度、大氣濕度,應(yīng)對(duì)措施:使鋼鐵與氧氣、水隔絕。方法:在鋼鐵表面涂上油漆。
【教師】正確,我們?cè)賮矸治龀毕w濺區(qū),潮汐飛濺區(qū)與大氣區(qū)相比,與海水接觸的幾率較大,但又暴露在空氣中,這個(gè)區(qū)域的腐蝕主要受什么因素影響呢?
【學(xué)生】O2濃度、大氣濕度、海水中鹽的濃度
【教師】這個(gè)區(qū)域的防護(hù)措施除了需要涂層保護(hù),還得需要另外的保護(hù)措施。我們回顧一下剛才的實(shí)驗(yàn)中,裹鋅皮的鐵釘不會(huì)受到腐蝕,你能從中得到什么啟發(fā)嗎?
【學(xué)生】讓鉆井平臺(tái)連接鋅塊。
【教師】對(duì),這種保護(hù)方法屬于電化學(xué)保護(hù)法中的犧牲陽極法,利用了原電池的原理。要注意,一段時(shí)間后,鋅塊需要更換。
【教師】我們接下來看海水全浸區(qū),這個(gè)區(qū)域相對(duì)大氣區(qū)和潮汐飛濺區(qū)更加復(fù)雜,主要受海水中溶解氧、海鹽濃度、溫度等因素影響。因此,這個(gè)區(qū)域需要更強(qiáng)有力的保護(hù)手段——外加電流法。外加電流法利用的是電解池原理,被保護(hù)的金屬稱為電解池的陰極,一般采用惰性電極作陽極。裝置圖如圖8所示:
【教師】在海泥區(qū),決定腐蝕速率的主要因素有微生物、有機(jī)質(zhì)、海水污染物的pH、硫化物等,應(yīng)對(duì)措施有涂層保護(hù)、犧牲陽極法保護(hù)和涂層—電化學(xué)聯(lián)合保護(hù)。此外,結(jié)合探究腐蝕速率影響因素的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),你覺得還有什么方法可以降低海上鉆井平臺(tái)的腐蝕速率?
【學(xué)生】用不銹鋼鋼材。
【教師】對(duì)的,這種方法是從內(nèi)因去改變金屬的組成,在金屬中添加其他金屬或非金屬制成性能優(yōu)異的合金,使之成為更耐腐蝕的鋼材,鉆井平臺(tái)的壽命就更長(zhǎng)。
設(shè)計(jì)意圖:通過對(duì)海上鉆井平臺(tái)的各個(gè)區(qū)域的主要腐蝕因素的分析及相應(yīng)防護(hù)措施的介紹,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)復(fù)雜的化學(xué)問題情境中的關(guān)鍵要素進(jìn)行分析以建構(gòu)相應(yīng)模型的能力,發(fā)展證據(jù)推理與模型認(rèn)知、科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任的學(xué)科核心素養(yǎng)。
【總結(jié)回顧】這節(jié)課我們以海洋平臺(tái)的腐蝕與防護(hù)作為真實(shí)情境,從探究鋼鐵腐蝕的反應(yīng)機(jī)理、以吸氧腐蝕為例探究影響腐蝕速率的因素、海洋平臺(tái)的防護(hù)措施三個(gè)方面來認(rèn)識(shí)鋼鐵腐蝕的危害以及金屬防護(hù)的重要性。我國(guó)是鋼鐵強(qiáng)國(guó),鋼鐵作為工業(yè)基石應(yīng)用于各行各業(yè)中,只有明確了鋼鐵腐蝕的反應(yīng)機(jī)理及影響因素,我們才能做好相應(yīng)的防護(hù)措施,從而延長(zhǎng)使用壽命。
五、微項(xiàng)目教學(xué)效果與反思
微項(xiàng)目學(xué)習(xí)的核心策略是真實(shí)情境下的問題解決、任務(wù)驅(qū)動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生在陌生情境下分析問題、解決問題的能力,促進(jìn)深度學(xué)習(xí)。本微項(xiàng)目的設(shè)置通過三個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)來開展:任務(wù)1:探究鋼鐵腐蝕的反應(yīng)機(jī)理;任務(wù)2:探究吸氧腐蝕的影響因素;任務(wù)3:應(yīng)用模型解決海上鉆井平臺(tái)的防護(hù)問題。三個(gè)任務(wù)當(dāng)中,難點(diǎn)在于學(xué)生具備分析影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的必備知識(shí),但在“海洋平臺(tái)吸氧腐蝕的影響因素”這一真實(shí)情境中難以聯(lián)系,難以抓住要點(diǎn)。筆者從影響化學(xué)反應(yīng)速率的內(nèi)因和外因加以引導(dǎo),從課堂反饋效果來看,學(xué)生能把必備知識(shí)遷移于真實(shí)情境,高階思維得到了培養(yǎng)。從課堂容量來看,三個(gè)任務(wù)環(huán)環(huán)相扣,做到了“教、學(xué)、評(píng)”一體化。由于時(shí)間的限制,筆者在課堂上不再插入習(xí)題的環(huán)節(jié),而是把習(xí)題作為課后評(píng)價(jià)的方式進(jìn)行處理。
實(shí)驗(yàn)是化學(xué)科學(xué)賴以形成和發(fā)展的基礎(chǔ),是化學(xué)學(xué)科的重要特征之一,是學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的重要載體[2]。為了突出“海上鉆井平臺(tái)的腐蝕與防護(hù)”這一主題,筆者對(duì)課本的相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了精簡(jiǎn)和改進(jìn)。如只選擇了鐵釘?shù)奈醺g及裹鋅皮的鐵釘、繞銅絲的鐵釘?shù)母g情況兩個(gè)實(shí)驗(yàn),增加了純鐵片與稀鹽酸、鐵釘與稀鹽酸反應(yīng)的對(duì)比實(shí)驗(yàn),旨在讓學(xué)生學(xué)會(huì)區(qū)分化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕。對(duì)吸氧腐蝕的實(shí)驗(yàn)作了改進(jìn),為了讓學(xué)生更清晰地觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,把右邊試管中的水換成了紅墨水。吸氧腐蝕如果有氧氣傳感器等實(shí)驗(yàn)儀器,利用數(shù)字化技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)做實(shí)驗(yàn)效果會(huì)更好,但由于實(shí)驗(yàn)條件有限,筆者選取了文獻(xiàn)中的數(shù)據(jù)作為支持。
總的來說,在學(xué)生具備相應(yīng)的化學(xué)原理知識(shí)后,開展微項(xiàng)目學(xué)習(xí)能讓學(xué)生把所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于真實(shí)的情境中解決問題。微項(xiàng)目學(xué)習(xí)是一種能很好地培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力、發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)模式。
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