素養(yǎng)導(dǎo)向的初中化學(xué)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)與實(shí)施

摘要：《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》提倡情境教學(xué)、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)等教學(xué)理念。在初中化學(xué)課堂中，這些教學(xué)理念是提高教學(xué)效果的重要手段。教師要注重項(xiàng)目式學(xué)習(xí)在初中化學(xué)中的作用，在跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)中提出相應(yīng)的問(wèn)題及解決措施，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，幫助學(xué)生形成化學(xué)觀念，落實(shí)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培育。關(guān)鍵詞：項(xiàng)目式學(xué)習(xí)；初中化學(xué)；核心素養(yǎng)《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下通稱“新課標(biāo)”）提倡情境教學(xué)、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)等教學(xué)理念。在化學(xué)課程學(xué)習(xí)中，教師應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)多樣化的學(xué)習(xí)任務(wù)，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)和學(xué)生的實(shí)際，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展分類與概括、證據(jù)與推理、模型與解釋、符號(hào)與表征等具有化學(xué)學(xué)科特質(zhì)的高階思維活動(dòng)。同時(shí)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力和科學(xué)精神的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在化學(xué)教學(xué)中占據(jù)重要地位。教師要注重化學(xué)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展，著眼于設(shè)計(jì)多樣化的探究活動(dòng)，使學(xué)生在實(shí)踐中感受化學(xué)的樂(lè)趣，深化對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解。一、將化學(xué)史與化學(xué)實(shí)驗(yàn)融合成項(xiàng)目式學(xué)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)（一）項(xiàng)目背景化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，化學(xué)史的發(fā)展過(guò)程即化學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究過(guò)程，科學(xué)的發(fā)展史彰顯了科學(xué)探究精神的重要性。相較于傳統(tǒng)的教學(xué)，化學(xué)史與實(shí)驗(yàn)融合的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)關(guān)注學(xué)生在解決化學(xué)問(wèn)題的過(guò)程中思維與知識(shí)的產(chǎn)生與深化。（二）新課標(biāo)分析在新課標(biāo)中，關(guān)于“氧氣”的內(nèi)容要求為：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)識(shí)氧氣的主要性質(zhì)，認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)與用途的關(guān)系；初步學(xué)習(xí)氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法，歸納實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般思路與方法；能基于真實(shí)問(wèn)題情境，依據(jù)常見(jiàn)物質(zhì)的性質(zhì)，初步分析和解決相關(guān)的綜合問(wèn)題，積極參與綜合實(shí)踐活動(dòng)。本項(xiàng)目式學(xué)習(xí)依托的學(xué)習(xí)主題是科學(xué)探究與化學(xué)實(shí)驗(yàn)，主題內(nèi)容是化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的思路和方法，學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐活動(dòng)；內(nèi)容要求是學(xué)習(xí)和體會(huì)化學(xué)家進(jìn)行科學(xué)探究的智慧與方法，以及氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì)；學(xué)業(yè)要求是能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案，能基于必做實(shí)驗(yàn)形成的探究思路與方法，結(jié)合物質(zhì)的組成及變化等相關(guān)知識(shí)，分析解決真實(shí)情境中的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)問(wèn)題。教學(xué)策略建議是引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷真實(shí)的探究過(guò)程，發(fā)展科學(xué)探究能力；情境素材建議是“氧氣的發(fā)現(xiàn)”。（三）學(xué)情分析對(duì)于“氧氣”這種物質(zhì)，學(xué)生在小學(xué)科學(xué)課以及初二的生物課中，已了解到氧氣的基本性質(zhì)——能供給呼吸、支持燃燒。學(xué)生通過(guò)親身經(jīng)歷氧氣性質(zhì)、制法和質(zhì)量測(cè)定等實(shí)驗(yàn)，能發(fā)展科學(xué)探究的能力。對(duì)于“分子”這一概念，學(xué)生在物理課上已有所認(rèn)識(shí)，教師可以在學(xué)生尚未學(xué)習(xí)第三章“構(gòu)成物質(zhì)的奧秘”時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生從分子角度解釋物質(zhì)及其變化。通過(guò)本節(jié)課對(duì)氧氣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生可以了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本思路和設(shè)計(jì)原則，提升實(shí)驗(yàn)探究能力。（四）教學(xué)目標(biāo)一是能通過(guò)經(jīng)歷探究氧氣的過(guò)程，認(rèn)識(shí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途之間的關(guān)系；初步學(xué)會(huì)從定性和定量的視角研究化學(xué)變化（形成化學(xué)觀念）。二是能初步運(yùn)用比較、建立微觀模型等方法認(rèn)識(shí)氧氣及其變化（發(fā)展科學(xué)思維）。三是能正確選取實(shí)驗(yàn)試劑和儀器，依據(jù)實(shí)驗(yàn)方案完成必做實(shí)驗(yàn)；學(xué)會(huì)試劑的取用、簡(jiǎn)單儀器的使用及連接、加熱等實(shí)驗(yàn)基本操作；初步學(xué)習(xí)運(yùn)用簡(jiǎn)單的裝置和方法制取某些氣體；初步學(xué)會(huì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并學(xué)會(huì)如實(shí)記錄、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等技能（增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΓＫ氖悄芨形蚩茖W(xué)家崇尚真理、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，具有勇于質(zhì)疑、批判和敢為人先的創(chuàng)新精神（養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度）。（五）任務(wù)劃分“氧氣”作為初中化學(xué)“物質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用”學(xué)習(xí)主題的引子，承擔(dān)著開(kāi)啟學(xué)生化學(xué)物質(zhì)世界的使命。教師要引導(dǎo)學(xué)生逐漸掌握化學(xué)學(xué)科的思維方式，構(gòu)建對(duì)物質(zhì)及其變化基本視角的認(rèn)知模式。本節(jié)課的設(shè)計(jì)巧妙地融合了滬教版初中化學(xué)教材九年級(jí)上冊(cè)第二章第一節(jié)“性質(zhì)活潑的氧氣”和第四章第二節(jié)“化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系”。教師注重發(fā)揮化學(xué)史實(shí)的作用，確立了題目為“穿越時(shí)空，探究氧氣”的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，按照發(fā)現(xiàn)和研究氧氣的三段化學(xué)史的時(shí)間順序，以化學(xué)史實(shí)作為情境素材線索，將項(xiàng)目式學(xué)習(xí)劃分為三個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)：任務(wù)一，同舍勒一起動(dòng)手實(shí)驗(yàn)制備氧氣；任務(wù)二，同普里斯特利一起探究氧氣的性質(zhì)；任務(wù)三，同拉瓦錫一起揭示質(zhì)量守恒定律。本節(jié)課中，教師強(qiáng)調(diào)了項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的重要性，引導(dǎo)學(xué)生將學(xué)科知識(shí)與實(shí)際操作相結(jié)合，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了實(shí)踐動(dòng)手能力。在“穿越時(shí)空，探究氧氣”的項(xiàng)目中，學(xué)生依次完成三個(gè)有機(jī)銜接的學(xué)習(xí)任務(wù)，在同舍勒一起動(dòng)手實(shí)驗(yàn)制備氧氣、同普里斯特利一起探究氧氣性質(zhì)、同拉瓦錫一起揭示質(zhì)量守恒定律的過(guò)程中，逐步深入了解氧氣的性質(zhì)及其在化學(xué)反應(yīng)中的關(guān)鍵作用。二、引導(dǎo)學(xué)生初步感受實(shí)驗(yàn)室制備物質(zhì)的一般思路為了將任務(wù)一大概念的建構(gòu)與大概念本身的發(fā)展演變過(guò)程有機(jī)結(jié)合起來(lái)，使學(xué)生能從學(xué)科本源上把握大概念發(fā)展中所蘊(yùn)含的學(xué)科思想觀念，教師以“舍勒用硝石等藥品和曲頸甑、豬膀胱等制取氧氣”為真實(shí)情境，引出探究問(wèn)題：“如何在實(shí)驗(yàn)室模仿并改進(jìn)舍勒的實(shí)驗(yàn)來(lái)制取氧氣呢？”教師引導(dǎo)：“請(qǐng)同學(xué)們?cè)谑雏}、空氣、氧化汞、雙氧水和二氧化錳等試劑中，選取合適的實(shí)驗(yàn)室制氧氣的試劑。”學(xué)生通過(guò)查閱資料、小組交流討論等方式，從元素組成、操作可行、安全無(wú)毒等多角度，分析思考并選出較為合適的試劑和反應(yīng)原理。學(xué)生再通過(guò)觀察教師的演示實(shí)驗(yàn)，選擇合適的實(shí)驗(yàn)儀器、組裝實(shí)驗(yàn)裝置、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，并通過(guò)二人小組合作完成實(shí)驗(yàn)——雙氧水和二氧化錳混合制取氧氣，教學(xué)流程如下頁(yè)圖1所示。學(xué)生通過(guò)觀察教師演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)基本技能；通過(guò)小組合作，選取試劑和儀器、連接裝置、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)施實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)整個(gè)制備氧氣的探究過(guò)程，初步感受實(shí)驗(yàn)室制備物質(zhì)的一般思路。三、引導(dǎo)學(xué)生初步具備認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)的思維方法任務(wù)二的教學(xué)流程如圖2所示，教師先用資料展示普里斯特利研究氧氣性質(zhì)的真實(shí)情境，引發(fā)探究問(wèn)題：“如何在實(shí)驗(yàn)室模仿并改進(jìn)普里斯特利的實(shí)驗(yàn)來(lái)探究氧氣的性質(zhì)呢？”學(xué)生設(shè)計(jì)并實(shí)施實(shí)驗(yàn)“木炭在氧氣中燃燒”，教師先引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象“木炭在氧氣中比在空氣中燃燒更劇烈”的宏觀辨識(shí)和微觀探析，再引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系生活中人類利用燃料在空氣中燃燒放出的能量和生產(chǎn)中有時(shí)使用純氧代替空氣，以獲得更高的溫度。學(xué)生基于“氧氣助燃性”的核心概念，促進(jìn)發(fā)展“物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)性質(zhì)，物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)用途”的學(xué)科大概念。通過(guò)教學(xué)流程，學(xué)生初步感受化學(xué)學(xué)科“三重表征”的思維方式（如圖3）。四、引導(dǎo)學(xué)生初步建立探究化學(xué)反應(yīng)的定量視角任務(wù)三的教學(xué)流程如圖4所示，教師先用資料展示拉瓦錫發(fā)現(xiàn)“質(zhì)量守恒定律”的真實(shí)情境，引發(fā)探究問(wèn)題：“如何在實(shí)驗(yàn)室模仿和改進(jìn)拉瓦錫的實(shí)驗(yàn)?zāi)兀俊痹趩?wèn)題驅(qū)動(dòng)下，教師再引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比波義耳敞口實(shí)驗(yàn)的失誤，分析該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于裝置密閉。學(xué)生小組合作設(shè)計(jì)，教師指導(dǎo)修改。學(xué)生先選擇試劑、儀器和用品，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀測(cè)、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，最后各小組進(jìn)行成果展示，發(fā)展科學(xué)思維。學(xué)生從氣壓角度解釋實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的橡皮塞彈出的簡(jiǎn)單問(wèn)題，從氣球受浮力作用等物理學(xué)角度分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和交流展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力，并初步用從定性到定量的角度研究化學(xué)反應(yīng)。學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、分析和解釋。這樣，能初步培養(yǎng)學(xué)生從跨學(xué)科角度分析和解決簡(jiǎn)單的開(kāi)放性問(wèn)題的能力，形成批判