項目式學(xué)習(xí)在初中化學(xué)計算復(fù)習(xí)教學(xué)中的應(yīng)用

錢靜

摘要：以“探尋氯化鈉的用途”為項目任務(wù)，通過問題驅(qū)動的方式引導(dǎo)學(xué)生在真實的情境中展開關(guān)于物質(zhì)組成、溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)、化學(xué)方程式、質(zhì)量守恒定律等方面的計算。學(xué)生在真實的情境中解決真實的化學(xué)計算問題，以促成有意義的學(xué)習(xí)，提升學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：項目式學(xué)習(xí);化學(xué)計算;復(fù)習(xí)教學(xué);氯化鈉用途

文章編號：1008-0546（2022）09-0080-03中圖分類號：G632.41文獻標識碼：B

一、背景介紹

化學(xué)計算是學(xué)生理解知識、鞏固知識、應(yīng)用知識的基本途徑，是形成技能、發(fā)展智力、培養(yǎng)能力的重要手段。[1]化學(xué)計算的教學(xué)在初中化學(xué)教學(xué)中占據(jù)著非常重要的地位。筆者通過深入課堂發(fā)現(xiàn)，教師在教學(xué)過程中尤其是在復(fù)習(xí)階段涉及到有關(guān)化學(xué)計算的問題時，常常采取機械的數(shù)學(xué)運算或程序性訓(xùn)練的方式教學(xué)，重就題講題，輕探究實踐，忽視了化學(xué)計算對理解基本概念和基本原理，以及對解決生產(chǎn)生活實際問題的重要價值和意義，不利于學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的培育。[2]那么，如何讓化學(xué)計算的教學(xué)回歸化學(xué)學(xué)科本身，落實“雙減”背景下課堂教育教學(xué)質(zhì)量的提高？

項目式學(xué)習(xí)（Projectbasedlearning，簡稱PBL），是以建構(gòu)主義理論為指導(dǎo)，以小組合作方式進行規(guī)劃和解決項目任務(wù)的學(xué)習(xí)方式。[3]項目式學(xué)習(xí)強調(diào)以學(xué)生為中心，對真實情境中的復(fù)雜問題進行探究，幫助學(xué)生掌握所需的知識和技能，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神和解決問題的能力。[4]本課例將新型的項目式學(xué)習(xí)模式應(yīng)用到初中化學(xué)計算復(fù)習(xí)教學(xué)中，以“探尋氯化鈉的用途”為項目任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生在真實的情境中展開關(guān)于物質(zhì)組成、溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)、化學(xué)方程式、質(zhì)量守恒定律等方面的計算，以期在鞏固知識和原理的同時，發(fā)展學(xué)生的能力，培育學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

二、項目任務(wù)與教學(xué)流程

本課例是在學(xué)生學(xué)完九年級化學(xué)全部內(nèi)容之后，所開設(shè)的一節(jié)基于項目式學(xué)習(xí)的化學(xué)計算復(fù)習(xí)課。其項目任務(wù)與教學(xué)的流程，如表1所示：

三、項目學(xué)習(xí)實施過程

1.了解氯化鈉的用途

【視頻播放】首先布置課前任務(wù)，讓學(xué)生通過查閱資料了解氯化鈉的用途。之后，請每位同學(xué)錄制一個簡短的小視頻，分別介紹氯化鈉6個方面的用途，如表2所示。

將學(xué)生總結(jié)的氯化鈉的用途以副板書的形式展現(xiàn)給學(xué)生，如圖1所示。

2.“量化”氯化鈉的用途

本環(huán)節(jié)以項目主題“探尋氯化鈉的用途”為依托，利用氯化鈉的用途創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗方案，展開關(guān)于物質(zhì)組成（化學(xué)式的意義）、溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)、化學(xué)方程式、質(zhì)量守恒定律等方面的計算，從定量的角度進一步深化對氯化鈉用途的理解，構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)。

情境1：作為調(diào)味品的氯化鈉俗稱食鹽，在炒菜時如果不加入食鹽，菜將食之無味。在超市銷售的食鹽中有一類叫“加碘食鹽”，其作用是預(yù)防因缺碘而引起的疾病。引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)在食鹽中引入碘元素的物質(zhì)是碘酸鉀（KIO3），并完成相關(guān)的計算。

【問題】在食鹽中添加少量的碘酸鉀（化學(xué)式：KIO3）可以預(yù)防碘缺乏病。一袋某品牌的加碘鹽標簽上的部分文字說明如下所示：

【產(chǎn)品名稱】加碘精制鹽【凈含量】500g

【成份】氯化鈉、碘酸鉀【碘酸鉀（以Ⅰ計）】20mg/kg

試計算（1）KIO3的相對分子質(zhì)量;（2）KIO3中各元素的質(zhì)量比;（3）若要獲取2.54mg的碘，需要KIO3mg?！緦W(xué)生】學(xué)生完成計算后，組內(nèi)相互評價，最后教師評價。

情境2：我們看到氯化鈉溶液還可以用于農(nóng)業(yè)選種，并且常用溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為16%的氯化鈉溶液進行選種。如果你是一名農(nóng)民技術(shù)員，你需要配制100g溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為16%的氯化鈉溶液，你將如何配制？首先做什么？

【學(xué)生】計算。

【問題】（1）要配制100g質(zhì)量分數(shù)為16%的氯化鈉溶液，需要氯化鈉固體的質(zhì)量是，水的體積mL。（水的密度近似看作1g/cm3）

【教師】如果沒有氯化鈉固體，只有溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為20%的氯化鈉溶液，又該如何計算呢？

【問題】（2）若用溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為20%的氯化鈉溶液和蒸餾水配制100g溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為16%的氯化鈉溶液，則所需20%的氯化鈉溶液和蒸餾水的質(zhì)量分別是、;計算的依據(jù)是。

【學(xué)生】學(xué)生完成計算，生生互評，教師終評。

情境3：再次回到氯化鈉的用途中，氯化鈉不僅在生活中、農(nóng)業(yè)中有很好的應(yīng)用，它在工業(yè)上也大有作為。在氯堿工業(yè)中我們用電解飽和食鹽水的方法來制取氫氧化鈉等物質(zhì)，其原理相信同學(xué)們已經(jīng)了解。

【問題】（1）請補充完整氯堿工業(yè)用電解飽和食鹽水的方法來制取氫氧化鈉等物質(zhì)的反應(yīng)方程式：2NaCl+2H2O2NaOH++H2

【教師】利用這個反應(yīng)可以實現(xiàn)氯化鈉向氫氧化鈉的轉(zhuǎn)變，在實際生產(chǎn)中根據(jù)產(chǎn)品的需求量來指導(dǎo)用料的投入是非常關(guān)鍵的，請同學(xué)們計算：

（2）要生產(chǎn)160kg氫氧化鈉固體，理論上需要氯化鈉固體的質(zhì)量為多少？（寫出計算的過程）

【學(xué)生】教師投影出參考評分標準，如圖2所示，學(xué)生完成利用化學(xué)方程式的計算。完成計算后，引導(dǎo)學(xué)生互評，教師終評并總結(jié)。

情境4：氯化鈉不僅可以用來制備氫氧化鈉，在侯氏制堿工業(yè)中還可以參與制備碳酸鈉。在前面的視頻學(xué)習(xí)中，我們了解到侯氏制堿法最初得到的純堿是不純的，其中混有少量的氯化鈉。請同學(xué)們設(shè)計實驗測定純堿樣品中純堿的純度。

【學(xué)生】學(xué)生通過畫圖的方式完成實驗方案的設(shè)計，并進行互評。

【教師】總結(jié)學(xué)生設(shè)計的實驗方案，并根據(jù)本節(jié)課復(fù)習(xí)完整性的需要，給出如圖3所示的實驗方案以完成計算。

【問題】取22g純堿樣品放入錐形瓶中，逐滴加入稀硫酸至裝置質(zhì)量不再減輕。測得數(shù)據(jù)見表3（忽略CO2氣體在裝置中的殘留和水蒸氣的逸出）。

（1）碳酸鈉完全反應(yīng)后，生成二氧化碳的質(zhì)量是________g，計算的依據(jù)是________。

（2）純堿樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)是多少？（計算結(jié)果精確到0.1%）（寫出計算過程）。

情境5：再次回到氯化鈉的用途上，氯化鈉還可以作融雪劑，無機融雪劑中除了含有氯化鈉，還含有氯化鈣、氯化鎂和氯化鉀。

【問題】某課外小組將一定量的氯化鈣與氯化鈉固體混合制備融雪劑，研究其融雪性能。該混合物中氯元素的質(zhì)量分數(shù)可能為________。

A.60.7%B.62.0%C.63.5%D.66.0%

3.項目評價

課例的最后請同學(xué)們繼續(xù)完善項目學(xué)習(xí)的評估量化表，[5]如表4所示。

4.項目成果展示

項目成果的展示由學(xué)生課下完成，以思維導(dǎo)圖的形式梳理氯化鈉的用途，以及在應(yīng)用過程中所進行的不同類型的計算。

四、項目教學(xué)反思

依托“探尋氯化鈉的用途”這一項目主題，將項目式學(xué)習(xí)應(yīng)用到化學(xué)計算的復(fù)習(xí)中。拆解項目式學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生首先通過查閱資料、自主學(xué)習(xí)的方式了解氯化鈉的用途，再通過化學(xué)計算的方式進一步“量化”氯化鈉的用途，完成化學(xué)計算的專題復(fù)習(xí)。分析和總結(jié)項目式學(xué)習(xí)的設(shè)計與實施過程，筆者反思如下：

1.創(chuàng)設(shè)真實情境，促成有意義的學(xué)習(xí)

本案例中，采用項目式學(xué)習(xí)的模式，將化學(xué)計算的復(fù)習(xí)融入“探尋氯化鈉用途”項目任務(wù)中，以氯化鈉的用途為素材創(chuàng)設(shè)情境，串聯(lián)起初中化學(xué)階段涉及的種種計算，改變了傳統(tǒng)化學(xué)計算教學(xué)中就題講題、機械訓(xùn)練的學(xué)習(xí)方式。

例如：以作調(diào)味品的氯化鈉創(chuàng)設(shè)情境，完成關(guān)于化學(xué)式的計算;以用于農(nóng)業(yè)選種的氯化鈉溶液創(chuàng)設(shè)情境，完成溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的相關(guān)計算;以用于氯堿工業(yè)制備氫氧化鈉的氯化鈉創(chuàng)設(shè)情境，完成根據(jù)化學(xué)方程式的簡單計算;以侯氏制堿法制備純堿的工業(yè)過程創(chuàng)設(shè)情境，完成質(zhì)量守恒定律應(yīng)用方面的計算;以作為融雪劑的氯化鈉創(chuàng)設(shè)情境，完成“極值法”的計算?；瘜W(xué)計算來源于真實的情境，在本次關(guān)于化學(xué)計算的復(fù)習(xí)中，通過創(chuàng)設(shè)真實的問題情境，促進學(xué)生深入地思考和有意義地學(xué)習(xí)，凸顯了化學(xué)計算對于實際生產(chǎn)生活的意義，從而提高學(xué)生綜合能力。

2.解決真實問題，培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)

如果說創(chuàng)設(shè)真實的問題情境是形成化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的平臺，那么學(xué)生綜合化學(xué)知識和能力去找到解決問題的途徑和方法才是形成化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)鍵所在。在本課例開展的項目式學(xué)習(xí)中，學(xué)生致力于探尋氯化鈉的用途，綜合運用知識和原理、能力和方法，以解決氯化鈉應(yīng)用過程中涉及到的定量問題。在過程中涉及到實驗探究的問題（如：設(shè)計實驗測定純堿樣品中碳酸鈉的含量），教師也會引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計和優(yōu)化實驗方案，培養(yǎng)學(xué)生實驗探究意識和創(chuàng)新能力，最終落實學(xué)科核心素養(yǎng)的培育。

參考文獻

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