核心素养导向下的初中化学项目式学习实践研究

【摘要】核心素养是学科育人的集中体现，而项目式学习是落实核心素养的重要途径。本文按照项目主题的选择、项目活动的设计、项目活动的实施依次开展项目式学习活动，以初中化学酸、碱、盐的性质复习为内容，设计“生活污垢大清理”的项目主题，旨在通过项目活动的实施，形成化学观念，发展科学思维，提升科学探究与实践能力，树立科学态度，最终达成核心素养的培养目的。

【关键词】核心素养  项目式学习  初中化学

【中图分类号】G633.7   【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2024）08-0145-03

《义务教育化学课程标准（2022 年版）》（以下简称“新课标”）中对“核心素养”进行了明确的界定：学生通过课程学习逐步形成的适应个人和社会发展所需的正确价值观、必备品格和关键能力[1]。项目式学习是落实核心素养的重要途径，以学生为主体，教师进行指导，采取小组合作方式对真实问题进行探究，从中获得学科知识的核心概念和原理，强化分析和解决问题的能力，提升知识水平和学科思维，最终促进核心素养的发展[2]。

一、项目主题的选择

酸、碱、盐的性质是人教版化学九年级下册第十、十一单元的内容，位于新课标学习主题二“物质的性质与应用”中的“常见的酸、碱、盐”。该部分内容既是对初三化学中物质的分类、化学用语的巩固复习，也为高中学习化学元素与物质奠定基础。虽然学生已有酸、碱、盐性质的知识基础，但是对酸、碱、盐之间相互联系的认识依旧不足。因此，设计从常见的生活现象入手，让学生从化学的视角认识生活中的问题，并运用酸、碱、盐的性质等化学知识解决问题。

家中常用酸、碱来处理水垢、铁锈等污垢，基于此设计了以“生活污垢大清理”为主题的项目活动，倡导学生在做中学、用中学、创中学，以期在解决这些问题的过程中，复习学科知识，建立模型认知思维，提高实践能力。

二、项目活动的设计

（一）项目目标的制定

围绕“生活污垢大清理”这一项目主题设置项目式学习目标，包括：1.通过对水垢、铁锈、油污成分的分析，对其进行物质分类和性质分析，巩固酸、碱、盐的性质，形成物质转化的化学观念，提高解决实际问题的能力；2.通过完成除水垢、除铁锈、除油污的项目任务，培养学生从化学视角研究物质及其变化规律，学会运用比较、分类、分析等科学方法，构建除杂模型，发展证据推理、模型认知、质疑批判的科学思维；3.在体验项目活动的过程中，激发学生的好奇心和探究欲，培养严谨求实的科学态度，感受化学学科在生活中的应用价值，增强社会责任感。

（二）项目活动的设计

项目推进从“寻找家中的污垢”“了解家中的污垢”开始，依次设计以下三个项目任务。任务一：设计实验，去除水垢。学生活动：1.找出水垢的核心物质；  2.对核心物质进行分类；3.利用核心物质性质，讨论并分组实验。学科知识：巩固氢氧化镁这一类碱的性质、碳酸钙这一类盐的性质以及酸的性质。核心素养：形成物质性质决定用途的化学观念，培养以实验为主的科学探究能力。任务二：设计实验，去除铁锈。学生活动：1.找出铁锈的核心物质；2.对核心物质进行分类；3.利用核心物质性质，讨论并分组实验。学科知识：巩固氢氧化镁这一类碱的性质、碳酸钙这一类盐的性质以及酸的性质。核心素养：形成物质性质决定用途的化学观念，培养以实验为主的科学探究能力。任务三：设计实验，去除油污。学生活动：1.找出油污的核心物质；2.对核心物质进行分类；3.通过用途体现性质，并利用性质讨论实验方案及学生实验。学科知识：学会运用酸、碱、盐的性质进行除杂。核心素养：培养模型认知的思维能力，养成认同化学学科价值的科学态度与责任。

三、项目活动的实施

（一）创设情境

学生搜寻家中的污垢，深入了解污垢，尝试去除污垢。该活动与生活实际联系，培养学生对身边物质及其变化的好奇心、探究热情和审美情趣，激发学习化学的兴趣。

【任务】教师让学生寻找家中常见的污垢。

【调查】查阅资料，分析常见污垢的主要成分。

【展示】学生展示家中污垢的图片。

（二）设计实验，去除水垢

通过分析水垢成分、思考去除方法，培养学生将真实问题转化为化学问题的思维，提高学生观察、实验的能力，运用分类、比较、分析等方法认识物质及其变化，锻炼证据推理能力。

【师】如何去除水垢？水垢的核心物质是什么？

【生】通过课前查阅资料，可知水垢的核心物质是碳酸钙和氢氧化镁。

【师】它们分别属于哪类物质？

【生】碳酸钙属于盐，氢氧化镁属于碱。

【师】已知家中水垢核心物质的类别，能否依据它们的性质利用化学反应将其除去呢？请利用酸、碱、盐的性质，设计实验方案将碳酸钙和氢氧化镁反应从而达到去除的目的。

【生】因为碳酸盐和氢氧化镁都能与酸反应，所以可选用盐酸、硫酸等酸进行去除。

【师】这里运用了酸、碱、盐之间的哪些性质？

【生】碳酸盐和酸可以发生复分解反应；酸和碱也可以发生复分解反应。

【师】生活中没有盐酸，可以用什么物质代替？为什么选择这些物质？

【生】可以用食醋、柠檬汁、可乐等。因为它们都具有酸性，根据性质决定用途，可用这些物质来去除水垢。

【任务】教师提供稀盐酸、食醋、柠檬酸等酸性试剂，请学生利用这些物质进行去除水垢实验，并对比效果。向贴有水垢标签的瓶中加入试剂，充分反应后用清水洗净，将废水倒入贴有水垢废液的烧杯中。

【实验】学生分组进行去除水垢的实验，并记录实验现象。

【汇报】加入稀盐酸（或食醋或柠檬酸），试剂瓶内壁的水垢逐渐脱落，并伴有气泡产生。产生气泡的原因是稀盐酸与水垢的成分之一碳酸钙反应产生了二氧化碳气体。

【师】用食盐能不能去除水垢？为什么？

【生】食盐不能去除水垢，因为碳酸钙、氢氧化镁不与食盐反应。

【师】通过除水垢，我们不仅回顾了酸碱盐的性质，还掌握了除杂的一般思路（确定核心物质，对其进行物质分类，并利用该类别物质的性质寻找化学反应将其去除）。

（三）设计实验，去除铁锈

基于已有的除垢经验，让学生自主解决其他污垢如铁锈的去除任务，进而培养学生基于实验事实进行证据推理、构建模型并推测物质及其变化的能力，能够利用建构的除杂模型解决生活中常见的问题。

【师】我们是否可以利用除水垢的思路去除家中铁锅的铁锈呢？

【生】首先确定铁锈的核心物质为氧化铁，再将氧化铁分类为金属氧化物，最后利用金属氧化物能与酸反应的性质，选择常见的盐酸、硫酸去除铁锈。

【任务】为了实验的可操作性，我们用铁钉上的铁锈来代替铁锅上的铁锈，根据学生方案以及提供的仪器药品进行实验，并比较效果。

【实验】学生分组进行实验，去除铁钉上的铁锈，并记录实验现象。

【汇报】观察到铁钉表面溶液变为黄色，铁锈逐渐消失，有气泡生成。

【师】为什么会观察到有气泡生成？

【生】因为铁钉与盐酸反应产生氢气。

【师】生锈的铁钉能长时间放置在酸性溶液中吗？

【生】铁钉不能长时间放置在酸性溶液中，否则铁钉也会被消耗。

【师】所以用酸除锈的方案我们要注意控制反应的时间。有没有哪种物质只与氧化铁反应，而不与铁反应呢？

【生】工业炼铁，利用氧化铁与一氧化碳在高温条件下反应。

【师】谈谈该方案的优缺点，抉择该方案是否可行？

【生】优点：一氧化碳不会与铁反应，而且还会产生铁；缺点：一氧化碳有毒，反应条件是高温，不易操作。该方案欠佳。

【师】除杂的原则：1.考虑除杂效果（不增、不减、易分离）；2.考虑其他因素（安全性、可操作性）。

（四）设计实验，去除油污

去除不熟悉的杂质，可以从用途体现性质着手思考，培养学生反向推理的能力。在解决真实情境问题的过程中，发展学生运用模型的能力，提高学生实验探究的能力。

【师】厨房炉具经常沾有油污，让人很头疼，该如何除去油污呢？同样的，运用除杂思路，我们需要知道油污的主要成分即核心物质。

【生】通过查阅资料可知油污的主要成分是油脂。

【师】生活中用什么物质去除油污？该物质的有效成分是什么？

【生】生活中用炉具清洁剂达到去除油污的目的。

【调查】请学生查看炉具清洁剂的成分表，可知清洁剂的有效成分是氢氧化钠等碱性物质。根据用途体现性质，可知碱性物质具有去除油脂的性质。

【师】假设你家厨房中的炉具清洁剂用完了，可以用厨房中的什么物质代替呢？为什么？

【生】可用纯碱和小苏打代替炉具清洁剂，因为它们都具有碱性，可与油脂发生反应从而达到去除的目的。

【实验】一位学生上台演示实验，利用小苏打去除烧杯中的油污。

【汇报】去除油污前，烧杯内壁摸起来具有滑腻感，去除油污后，烧杯内壁摸起来滑腻感明显减少，说明达到了去除油污的效果。

【师】通过以上除水垢、除铁锈、除油污的实验，将生活中的问题转化为化学问题，并用化学知识去解决，可见化学可以改善我们的生活，推进社会的发展。

（五）项目总结

【交流】从以下三个方面谈谈对今天这节课的收获：1.除杂问题的基本思路是什么？2.除杂时应该考虑哪些因素？3.你对化学学科有何新的认识？

【生】除杂思路。第一步，寻找核心物质；第二步，进行物质分类；第三步，利用该类别物质的性质，选择合适的化学反应将其去除。

【生】除杂应考虑的因素。除杂效果（不增、不减、易分离）和其他因素（安全性和可操作性）。

【生】对化学学科的新认识。化学就在我们身边，可利用化学知识解决生活实际问题，促进社会发展等。

通过课上交流，不仅可以评价学生对本节课的学习成效，还能帮助学生梳理思路和提高表达能力，认同化学学科的社会价值。

四、教学反思

（一）项目式教学让学生亲历问题解决过程

项目式教学中所涉及的化学知识与技能不是由教师直接讲授或由学生阅读教科书得到的，也不是由学生死记硬背下来的，而是学生在解决问题中用查阅资料、交流讨论、实验探究等方式来掌握[3]。本项目以解决生活问题为任务，让学生主动体验解决问题的过程。例如，在除水垢的任务中，首先学生要查阅资料，获知水垢的主要成分；其次给予学生充分时间交流讨论，设计去除水垢的方案，并对方案进行交流、评价、改进；最后进行分组实验，观察记录及分析实验现象，汇报展示除垢效果。这个项目任务是基于真实问题情境的创设，在解决问题的过程中学生的主体性和自主性得到充分发挥，不仅在学习过程中巩固了化学学科知识，而且能有效提高学生的解决问题的关键能力。

（二）项目式教学帮助学生掌握研究方法

可将项目式学习活动分为三个步骤。1.调研。学生通过实地调查、网络查询等手段收集项目相关信息；2.实践。学生提炼已收集的信息，探究完成项目任务的方法，并进行分组实验；3.总结。学生通过项目实践，获得学科知识与技能，归纳解决问题的方法和策略。例如，在本项目的任务中，学生通过除水垢的实验探究，学会将生活问题转化为化学问题，初步建立除杂模型，并能够将该除杂模型灵活运用于除铁锈的任务中；在除铁锈的活动中，通过师生互动、生生互动，学生对除杂模型进行了完善，并应用于第三个项目任务除油污。整个项目的学习过程关注学生的思维方式，帮助学生掌握归纳科学研究的思路和方法。

（三）项目式教学有利于促进学生核心素养发展

本项目主题结合了课本知识和日常生活现象，让学生把学习从课堂内延伸到生活中，在解决实际问题的过程中形成物质转化的化学观念，培养证据推理与模型认知的科学思维，增强自主学习的科学探究与实践能力，学会关注身边生活，关注生态环境，关注社会发展，增强社会责任意识，养成严谨求实的科学态度，从而充分落实化学学科核心素养。

总之，核心素养导向下的初中化学项目式教学打破传统的“讲、练、测、考”的模式，依据新课标设置项目活动，通过运用化学知识解决基于生活、自然、社会的真实问题，切身感受化学与科学、技术、社会、环境的密切关系，从中潜移默化地培养学生的核心素养。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准（2022年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2022.

[2]胡红杏.项目式学习：培养学生核心素养的课堂教学活动[J].兰州大学学报，2017（6）：165-172.

[3]周业虹.实施项目式学习  发展学科核心素养[J].中小学教师培训，2018（8）：33-37.