项目引领，任务驱动

摘 要：项目式学习即基于项目的学习，强调立足现实情境，明确核心任务，整合教学内容。以“初探食品用脱氧剂”为主题进行项目式学习，分别探究脱氧剂的成分、作用、能量变化、脱氧原理和回收利用，帮助学生构建铁及其化合物的知识网络；并且，利用手持技术和自制教具，引导学生从定性到定量地认识生活中常见的物质，在科学探究中发展化学核心素养。

关键词：初中化学；项目式学习；核心素养；食品用脱氧剂

项目式学习即基于项目的学习，强调立足现实情境，明确核心任务，整合教学内容。教学中，可以设置独立的或关联的多个学习任务，让学生在完成任务的过程中达成同化或顺应，从而构建新的知识体系。^［1］在项目式学习过程中，学生逐渐掌握学习的主动权，进而主动地探寻知识、解决问题，真正地做到学以致用。初三复习阶段，学生已经掌握了铁及其化合物的化学性质，且具备了基本的实验设计和动手操作能力。但是，学生对物质化学性质的认识很零散，没有形成结构化、网络化的知识体系，且利用化学知识解决实际问题的能力相对薄弱。因此，尝试开展基于真实情境的项目式学习——“初探食品用脱氧剂”，从而激发学生的探究热情，帮助学生构建系统的知识网络，提高解决实际问题的能力。

一、教学目标

1. 通过探究食品用脱氧剂，梳理铁及其化合物的相关性质，构建系统的知识网络图，进而利用所学知识解决实际问题。

2. 利用数字化传感器和自制教具设计创新实验，从定性到定量地认识生活中常见的物质，发展定量分析观。

3. 在探究食品用脱氧剂的过程中，发展化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任等化学核心素养。

二、教学思路

本节课以“初探食品用脱氧剂”为主题引导学生开展项目式学习，通过提出“脱氧剂的成分是什么”“脱氧剂真的能脱氧吗”“脱氧剂脱氧时真的会放热吗”“脱氧剂的脱氧原理是什么”等问题，引导学生归纳总结铁及其化合物的化学性质，利用已有的知识解决实际问题，在解决问题的过程中发展核心素养。具体思路见图1。

三、教学过程

（一）创设情境，引入项目主题

师 月饼、坚果等食品包装袋中常常有一小包食品用脱氧剂，很多同学对其非常好奇，那么大家最想了解什么？

（学生分组讨论，汇报最想了解的问题。教师梳理、汇总学生的问题：1. 脱氧剂的主要成分是什么？2. 脱氧剂真的能脱氧吗？3. 脱氧剂脱氧时真的会放出热量吗？4. 脱氧剂是如何脱氧的？5. 脱氧剂使用后该如何处理？）

以食品用脱氧剂作为切入口，通过创设真实的化学情境，激发学生的学习兴趣，引导学生积极思考；同时，以学生为主体，解决他们最想了解的问题，从而确定项目的核心任务。

（二）实验探究，解决项目任务

【任务1】探究脱氧剂的主要成分

（学生活动：撕开食品用脱氧剂的包装，倒出少量脱氧剂于滤纸上，观察颜色和状态。）

师 脱氧剂是什么颜色、状态？

生 灰黑色的粉末，主要成分是黑色的。

师 初中阶段常见的黑色固体有哪些？

生 单质有碳粉和铁粉等，氧化物有CuO、Fe₃O₄和MnO₂等。

师 （出示食品用脱氧剂的成分说明书）由说明书可知，脱氧剂的主要成分是铁粉。请同学们先回忆一下铁的有关性质，然后设计实验方案，验证脱氧剂中确实含有铁粉。

（学生小组合作，画出Fe的转化关系图，设计的实验方案汇总在表1中。）

（学生用磁铁靠近脱氧剂，发现黑色固体能被磁铁吸引，猜测：食品用脱氧剂的主要成分是铁粉。）

师 能被磁铁吸引的黑色固体一定是铁吗？

（教师展示资料：黑色固体Fe₃O₄可以被磁铁吸引。）

生 由于铁粉可以和稀盐酸反应产生氢气，而Fe₃O₄和稀盐酸反应无法产生氢气，因此可以通过滴加稀盐酸的方法进行鉴别。

（学生活动：取少量磁铁上的黑色固体于试管中，滴加适量的稀盐酸，发现产生大量气泡。）

师 根据实验结果，我们验证了食品用脱氧剂的主要成分是铁粉。

以探究脱氧剂的主要成分为项目任务，引导学生复习金属铁的物理性质和化学性质，利用所学知识设计合理的实验方案，小组合作共同完成探究任务。这样的过程，体现了利用化学知识解释和解决生活中实际问题的要求，能够提升学生的化学观念和科学思维。

【任务2】探究脱氧剂的作用和脱氧时的能量变化

师 如何设计实验证明脱氧剂确实可以吸收空气中的氧气，同时会放出热量？

生 将包裹有脱氧剂的棉花塞在试管底部，然后将试管倒扣在盛有适量水的培养皿中，静置一段时间，可以观察到试管中的液面上升，说明脱氧剂可以吸收空气中的氧气。

生 取少量脱氧剂放入医用注射器的针筒中，然后用橡皮泥封住注射头。一段时间后，可以发现注射器的活塞向刻度小的方向移动，说明脱氧剂确实可以脱氧。

生 用手触摸脱氧剂的外包装，一段时间后发现发烫，说明脱氧剂在脱氧的过程中确实会放出热量。

师 以上实验方案都具有可行性，请思考一下这些方案又有什么缺点？

生 耗时长、不够精准。

师 老师设计了一个创新实验，可以快速而精准地测定装置中的氧气含量和温度变化，（出示下页图2）这是实验装置示意图。实验步骤如下：取适量脱氧剂于自制的过滤袋中，将其塞进自制的玻璃仪器中，然后分别插入氧气传感器和温度传感器，打开计算机软件，点击“数据采集”按钮，测量装置中的氧气含量和温度随着时间变化的情况，300s后停止实验，保存实验数据。（出示数据图）这是数字化传感器检测到的氧气含量和温度随时间变化的曲线。

生 从图中可以看出，初始时装置中的氧气含量是16.43%，随着时间的推移，氧气含量逐渐减少，300s时氧气含量仅为15.60%；初始时装置中的温度是30.8℃，随着时间的推移，温度逐渐升高，300s时温度达到了34.2℃。

师 脱氧剂确实可以吸收空气中的氧气，使氧气含量减少，且在脱氧过程中会放出热量，使温度升高。

以任务驱动的形式激发学生深度思考，可以让学生在巩固知识的同时提高设计实验、操作实验和评价实验方案的能力。基于数字化传感器和自制教具的创新实验，操作简单，将隐性的现象显性化，定性的实验定量化，能够丰富学生的思维方式，有效发展其科学思维、科学探究与实践素养。

【任务3】探究脱氧剂的脱氧原理

师 （展示资料）查阅资料可知：食品用脱氧剂的脱氧原理和铁锈蚀的原理类似。铁生锈的原理是什么呢？

生 铁与空气中的氧气和水蒸气同时接触反应，生成铁锈（主要成分是Fe₂O₃）。

师 要想证明脱氧剂的脱氧原理和铁锈蚀的原理类似，就要证明已使用的脱氧剂中含有Fe₂O₃。请同学们回忆Fe₂O₃的化学性质，然后设计实验方案进行验证。

（学生小组合作，补充画出Fe₂O₃的转化关系图，设计的实验方案汇总在表2中。）

（学生活动：取少量已使用的脱氧剂于试管中，滴加适量的稀盐酸，发现固体逐渐消失，溶液由无色变成略带浅绿色的黄色，同时有少量气泡产生。）

师 为什么会有气泡产生？FeCl₃溶液应该呈现黄色，为什么会有一点浅绿色？

生 已使用的脱氧剂中有部分铁粉未被氧化，铁粉和稀盐酸接触反应生成FeCl₂和氢气，FeCl₂溶液呈浅绿色，因此会有气泡产生，且溶液会略带浅绿色。

师 （展示资料：铁可以和氯化铁溶液发生反应：Fe+2FeCl₃3FeCl₂，铁粉逐渐消失，溶液由黄色变成浅绿色）由资料卡片可知，黄色溶液中略带浅绿色还可能是未被氧化的铁粉和FeCl₃溶液反应而形成的。因此，通过溶液颜色变化证明Fe³⁺的存在进而验证已使用的脱氧剂中含有Fe₂O₃的方法不可取。那么，如何准确地检验Fe³⁺的存在呢？

（教师展示资料：滴加KSCN溶液，如果溶液变成血红色，则原溶液中含有Fe³⁺。学生活动：向试管中的溶液中滴加2滴KSCN溶液，发现溶液立即变成血红色，说明原溶液中存在Fe³⁺，进而证明已使用的脱氧剂中确实含有Fe₂O₃。）

生 脱氧剂的脱氧原理和铁锈蚀的原理类似，即铁与氧气、水蒸气同时接触反应，产物的主要成分为Fe₂O₃。

学生已经具备了Fe₂O₃化学性质的基础知识，通过探究脱氧剂脱氧原理的任务，加深和拓展相关知识，在质疑中思考，在实验中求证，在问题驱动中建立科学探究的认知模型，感受探究的乐趣，发展化学观念、科学探究与实践等核心素养。

【任务4】探究脱氧剂使用后的处理

师 南京市已推广落实垃圾分类政策，根据垃圾分类的要求，已使用的脱氧剂属于什么类型的垃圾？

生 可回收垃圾。

师 如何回收利用已使用的脱氧剂？

生 由Fe₂O₃的化学性质可知，可以使用C、CO、H₂还原已使用的脱氧剂，生成金属铁，从而变废为宝，回收、重复利用金属资源。

引导学生从化学视角分析如何变废为宝，回收、重复利用金属资源，要求学生应用化学知识解决实际问题，在巩固和构建知识体系的同时，发展科学态度与责任等核心素养。

四、教学反思

本节复习课以“初探食品用脱氧剂”为项目主题，以四个任务为驱动，每个任务中又包含不同的核心问题，从而引领学生在层层递进的问题中将零散的知识进行整合和迁移，构建一个完整的知识体系，形成结构化思维，提高复习效率。同时，项目任务与日常生活息息相关，能够有效激发学生的学习兴趣，促进学生沟通交流能力的提升。完成任务的过程也是实现教学目标的过程。

“探究食品用脱氧剂的主要成分”任务，引导学生复习金属铁的性质并设计实验方案，解释和解决生活中的实际问题。“探究脱氧剂的作用和脱氧时的能量变化”任务，包括基于手持技术和自制教具的创新实验探究，能够促进学生掌握实验创新的“三化”：（1）生活化。食品用脱氧剂是日常生活中常见的物质，利用身边的物质进行探究，可以发展用化学的思维思考现实世界的能力。（2）数字化。运用手持技术可以丰富认知方式，提升数形结合和数据分析的能力。（3）绿色化。探究过程中没有污染物产生，且可以回收利用金属资源。“探究脱氧剂的脱氧原理”任务，带领学生经历科学探究的一般过程（提出问题—作出猜想—设计实验—开展实验—分析论证—得出结论—交流讨论），建立科学探究的认知模型，发展科学思维、科学探究与实践等核心素养。“探究脱氧剂使用后的处理”任务，让学生从化学视角分析资源回收利用和环境保护，形成强烈的社会责任感，促进科学态度与责任素养的发展。^［2］

参考文献：

［1］孙成余.“项目式学习”视域下化学核心素养落地的实践应答——以“水的净化”活动设计为例［J］.中学化学教学参考，2019（11）：33.

［2］吴星.全面提高学生义务教育化学课程所要培养的核心素养——《义务教育化学课程标准（2022年版）》解读（一）［J］.化学教学，2022（9）：4.