核心素養(yǎng)視域下化學項目式學習的教學研析

劉昆

摘 要：新課標對教學工作提出新的要求，教師必須在課程目標設計與活動組織方面，基于核心素養(yǎng)維度整理課程內(nèi)容，讓學生在學習活動中，思維、動手能力、學習觀念等均可以向好的方向發(fā)展。以往化學課程教學選擇的方式，在學生學習能力培養(yǎng)方面存在較多不足，學生在教師主導的課堂中，會逐漸喪失學習化學知識的興趣?；瘜W教師在核心素養(yǎng)維度下，基于學生學習課程知識的需要，選擇化學項目式的手段。學生在教師提供的各類任務下學習知識，在自主分析、素材收集、深入探究等活動中，學生對化學知識的理解也會逐漸加深。本文以魯科版必修1《鐵的多樣性》一課作為項目背景，將“鐵肥”作為學生在項目式學習中研究鐵的對象。在項目式學習活動中，教師會為學生創(chuàng)設真實的化學問題情境，給予學生自主學習的空間，以期在學生模型認知、證據(jù)推理、科學探究、變化觀念、創(chuàng)新能力和意識培養(yǎng)等方面收獲較好的培養(yǎng)效果。

關鍵詞：高中化學；核心素養(yǎng)；項目式學習；證據(jù)推理；科學探究

項目化學習以項目為活動開展的方式，通過任務驅(qū)動，讓學生參與到項目活動中自主學習課程內(nèi)容。項目式學習將學生作為課堂的學習主體，教師需要關注學生在課程活動中參與活動的情況，應該基于學生自主學習需求，為學生創(chuàng)造相對自由寬松的環(huán)境，便于學生較好地參與學習活動，可以在活動中快速進入學習狀態(tài)。項目式學習方式的應用，讓學生在有限的時間中取得較大的收獲。學生在活動參與期間，對課程知識有深入的認識，可以將零散的知識形成體系性較強的知識框架。學生在項目活動參與中，建立學習知識構建知識體系，積極參與課程學習活動?；瘜W在我們生活中無處不在，在項目式學習模式使用中，需要將化學與學生生活對接起來，讓學生可以在學習活動中看到生活的影子，結合生活經(jīng)歷對項目進行分析，在任務導向下進行探究，最終在探究活動中找到有用的素材，解決項目任務。學生在項目活動的參與中，發(fā)現(xiàn)課程知識與現(xiàn)實生活的關系，將知識應用到實際活動中，解決在生活中遇到的問題。

一、項目式學習應用在高中化學教學中的意義

在化學教學活動中，因國家對教育工作要求的提升，促使教學模式必須基于要求導向進行調(diào)整。傳統(tǒng)化學課堂中，教師講學生聽的方式，在學生核心素養(yǎng)培養(yǎng)方面的效果甚微。新課標提出后，教師必須從現(xiàn)代教學方法中選擇新的方式，構建高效課堂。在現(xiàn)代教育領域中，翻轉課堂、混合學習模式出現(xiàn)，同時在教學領域中得到較好的應用[1]。項目式學習也在教育現(xiàn)代化發(fā)展的背景下出現(xiàn)，逐漸成為教育人員較為關注的學習方法。項目式學習轉變課堂中的主角，學生處于課堂主體位置，教師需要在學生學習課程知識時進行輔導，讓學生可以深度學習課程內(nèi)容。項目式學習應用到課程活動中，學生在項目任務導向下參與活動，學生可以深層學習課程知識，對主題進行研究[2]。以項目形式引導學生參與學習活動，較大程度調(diào)動學生自主學習的意識，讓學生積極參與到學習活動中，可以高效地學習課程知識。在項目實施期間，有必要將課程教學內(nèi)容與信息技術相互結合，學習者應該在任務維度下參與探究活動，可以自主構建。在學習中形成主動收集信息與分析的能力，可以將課本知識應用到實際問題的處理中[3]。

教師在項目式學習模式的使用中，設置真實情境，以問題作為學生參與活動的渠道。學生在項目活動的參與中，積累社會經(jīng)驗，形成較強的社會責任感。在問題分析、問題處理中，便于學生形成較強的創(chuàng)新意識，有助于學生能力的全面發(fā)展，在學生良好核心素養(yǎng)形成方面也有較好的促進作用。

二、教學相關事項

（一）課程標準

本節(jié)課選自魯科版必修1《鐵的多樣性》一課，結合化學課程對本節(jié)課提出的要求，學生需要在學習中對元素在不同物質(zhì)中價態(tài)差異情況有正確的認識，知曉元素在氧化還原反應中可以實現(xiàn)相互轉化的事實。學生在化學反應的學習中，需要探索物質(zhì)的性質(zhì)，在學習物質(zhì)轉化內(nèi)容的同時，發(fā)現(xiàn)物質(zhì)間實現(xiàn)價態(tài)轉化的價值[4]。

在《鐵的多樣性》一課中會使用真實情境，引導學生參與到對鐵重要化合物性質(zhì)的研討中，清楚鐵相關化合物在生活與生產(chǎn)等領域的應用，讓學生對鐵化合物制作流程與相關條件有足夠的了解。

對于金屬及其化合物多樣性的探究中，可以使用實例幫助學生研究金屬與相關化合物，通過化學反應重新看待物質(zhì)轉化、物質(zhì)性質(zhì)等內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)其對社會文明發(fā)展的推動作用。學生在金屬鐵反應活動中，對物質(zhì)轉化在環(huán)境保護、自然資源綜合利用等方面均得到較多收獲。

新課標對高中化學課程教學提出新要求，教師不能僅以課本知識傳授作為教學的重點事項。教師必須立足學生學科素養(yǎng)培養(yǎng)的主線，對課程內(nèi)容進行組織，通過課程活動的合理設計，讓學生參與到鐵及其化合物化學反應的研究中，可以從中得到較多收獲，對學生模型認知、創(chuàng)新能力和意識、證據(jù)推理、科學探究、變化觀念等方面均起到促進作用，成為學生全面發(fā)展的有力推手[5]。

（二）學情分析

《鐵的多樣性》主要圍繞不同價態(tài)的鐵離子與鐵不同價態(tài)化合物進行介紹，給出與之相關的化學反應。學生在之前的學習中，對鈉、鎂、鋁等化學領域經(jīng)常研究的金屬，已經(jīng)有一定的了解，為學生學習變價金屬鐵和與之相關的離子反應和氧化還原反應提供條件。在魯科版化學必修1教材中，關于變價金屬鐵內(nèi)容的展示，選擇人們在生活中容易獲取的鐵化合物進行插入，在此基礎上引出不同價態(tài)鐵性質(zhì)、物理現(xiàn)象與化學反應等內(nèi)容。學生在變價金屬鐵的學習中，可以使用化學知識解決生活與生產(chǎn)中的問題，為學生使用知識為社會服務奠定基礎。教師在課程內(nèi)容展示方面，為學生留出足夠的空間，讓學生可以自行思考，探尋金屬鐵與相關化合物的使用領域[6]。

鐵作為生活中學生經(jīng)常能夠見到的金屬，因其具有一定的活潑程度，具有可變價的特點。學生在以往的化學學習中，已經(jīng)接觸鐵并學習金屬通性、鐵的置換反應、鐵和酸反應、鐵和氯氣反應等內(nèi)容。氫氧化物、鐵的氧化物等為鐵主要的化合物，這些均是學生在本節(jié)課需要學習的知識。鐵的氧化物不會對學生學習造成過大的障礙，學生根據(jù)已有的知識結合本節(jié)課涉獵的內(nèi)容，可以掌握鐵氧化物的相關內(nèi)容。《鐵的多樣性》一課將重點集中在二價鐵離子與三價鐵離子性質(zhì)方面，學生結合二價鐵離子與三價鐵離子轉化的條件，探究氫氧化亞鐵與氫氧化鐵等物質(zhì)的性質(zhì)，整理兩者化學反應式，歸納氫氧化亞鐵、氫氧化鐵在制備時用到的裝置、制備流程和制備需要注意的事項。學生在不同價態(tài)鐵性質(zhì)與制備方法的學習中，能夠科學的選擇實驗試劑，實驗設計是否可靠、完整，實驗現(xiàn)象在分析中是否合理，這些均是教師在學生學習課程時，較為關注的點。

（三）教學目標

學生在二價鐵離子與三價鐵離子性質(zhì)與轉化的學習中，結合證據(jù)推理思維，主動整理化學反應的相關事項，知曉實現(xiàn)化學反應的條件。在物質(zhì)研究中實驗是較為基礎且擁有良好成效的方法，學生有必要在二價鐵離子與三價鐵離子轉化環(huán)節(jié)，發(fā)現(xiàn)鐵元素經(jīng)由氧化還原反應實現(xiàn)價態(tài)變化的事實。

在本節(jié)課中氫氧化亞鐵是較為重要的內(nèi)容，學生在物質(zhì)轉化中，有必要通過實驗發(fā)現(xiàn)反應條件的重要性，掌握物質(zhì)在轉化方面的方法。

對于二價鐵離子與三價鐵離子的轉換，向?qū)W生提出問題。學生在問題導向下大膽猜想，給出驗證猜想的實驗，結合實驗現(xiàn)象進行驗證。學生結合實驗活動得到的信息，對化學知識有更深刻的解讀，可以使用化學知識解釋生活現(xiàn)象，處理生活中遇到的問題。學生在化學知識學習中，圍繞問題進行分析，認識到物質(zhì)與物質(zhì)轉化的價值。學生在探究活動中，自身的科學精神、證據(jù)推理、社會責任等素養(yǎng)均可以得到不同程度的提升[7]。

三、教學過程

（一）初識鐵肥

教師在課程初期階段向?qū)W生介紹“鐵肥”——硫酸亞鐵，教師將鐵肥（淺綠色）研磨成粉末，將其投放到量杯中配制成溶液。學生在教師操作的全過程，留意實驗中各步驟的內(nèi)容，由此可以知曉鐵肥溶液配制的流程，知道各流程出現(xiàn)的變化。由于鐵肥氧化的速度較慢，所以教師使用視頻，向?qū)W生展示鐵肥在空氣中放置一個月后的視頻，從視頻中學生可以看到溶液變黃。教師在學生看到此處時，詢問學生溶液顏色變化的原因。學生經(jīng)過短暫的思考，聯(lián)想到溶液中部分元素發(fā)生化學變化，變成其他物質(zhì)，所以溶液的顏色發(fā)生變化。教師趁此時機，詢問學生知道的鐵鹽與亞鐵鹽，并要求學生說出此類鹽體的性質(zhì)。此后，教師會使用視頻讓學生觀察兩個實驗。兩個實驗均會用到2mL的氯化鐵溶液與硫酸亞鐵溶液，分別向其滴加10滴氫氧化鈉溶液、2滴KSCN溶液，完成該動作后觀察溶液。學生在本次實驗中，總結檢驗三價鐵離子的方法，分別為KSCN溶液法、NaOH溶液法、觀察法。

在本次實驗中，使用2mL的氯化鐵溶液與硫酸亞鐵溶液，分別向其滴加10滴氫氧化鈉溶液、2滴KSCN溶液，讓學生觀察溶液在氫氧化鈉與KSCN等溶液滴加后出現(xiàn)的變化。選定溶液后，學生在兩組實驗現(xiàn)象的觀察中，認識二價鐵離子與三價鐵離子的性質(zhì)，知道鐵離子檢驗需要滿足條件的事實。對于學生在三價鐵離子檢驗中提出的KSCN溶液法、NaOH溶液法、觀察法等三種方法，NaOH溶液法檢驗對溶液離子濃度的要求較高，觀察法可能因溶液中溴水、氯水等物質(zhì)的存在受到干擾，所以KSCN法在三價鐵離子檢驗中較為穩(wěn)妥。

（二）探究鐵肥

學生通過課程初期的學習，對鐵肥——硫酸亞鐵已經(jīng)有一定的了解，在此基礎上教師提出讓學生檢驗鐵肥的任務。學生在檢驗活動中使用氫氧化鈉溶液、KSCN溶液。學生分別向4mL鐵肥溶液與2mL鐵肥溶液中，滴加2滴KSCN溶液、10滴NaOH溶液。學生在實驗操作中，對KSCN溶液、NaOH溶液的量進行控制，隨后記錄實驗后溶液的顏色。學生結合實驗觀察得到的信息，匯報實驗結論——有大量二價鐵離子和少量三價鐵離子。教師詢問學生鐵肥中存在三價鐵離子的原因，學生大膽猜想，認為是Fe2+在O2作用下發(fā)生氧化反應，生成帶有三價鐵離子的物質(zhì)。教師詢問學生二價鐵離子變?yōu)槿齼r鐵離子的條件。學生在教師提出的問題下進行思考。學生在問題的分析中，使用教師提供的KSCN溶液、鐵肥溶液、過氧化氫溶液、新制氯水、銅粉、鐵粉等進行試驗。學生準備三份4mL鐵肥溶液，其均加入2滴KSCN溶液。三份鐵肥溶液，一份添加少量過氧化氫溶液，一份添加少量新制氯水，一份作為對照組不添加任何溶液，在完成相關動作后觀察溶液顏色發(fā)生的變化。學生在實驗活動中記錄溶液在未滴加過氧化氫、新制氯水等溶液時的數(shù)據(jù)（溶液的顏色），在滴加過氧化氫、新制氯水后，記錄鐵肥溶液的顏色。在學生完成實驗后，教師會詢問實驗的目的。學生通過實驗過程，展示鐵肥溶液顏色的變化過程。教師學生為什么氫氧化亞鐵沉淀顏色變成紅褐色，學生回答氫氧化亞鐵被氧氣氧化，在此期間學生對氫氧化亞鐵的性質(zhì)有更深刻認識，知道其在常溫與常壓條件下，以白色固體形式呈現(xiàn)，在氫氧化亞鐵氧化后表現(xiàn)為灰綠色。教師還會詢問學生得到白色氫氧化二鐵沉淀的關鍵，學生回答需要去除溶液中的氧氣，在鐵肥溶液中打造無氧的環(huán)境。教師在學生參與實驗后，讓學生觀看鐵肥溶液與氫氧化二鐵沉淀變質(zhì)的現(xiàn)象，從沉淀顏色的轉變，學生給出二價鐵離子在堿性環(huán)境中容易被氧化的

結論。

教師要求學生檢驗三價鐵離子，學生在教師提供的各類實驗材料下，給出實驗活動的方案，在二價鐵離子與三價鐵離子價態(tài)變化中，證明二價鐵離子存在的事實。學生在項目活動的參與中，基于氧化還原反應的原理，讓學生通過反應后物質(zhì)在顏色與形態(tài)等方面的變化，認識到物質(zhì)轉化性需要做好反應條件的控制，可以使用氧化還原反應實現(xiàn)同種元素在不同價態(tài)中的切換。

（三）“還原”鐵肥

教師向?qū)W生提出提高鐵吸收率方法的問題，學生在教師提出的問題下進行思考。學生經(jīng)過思考，將重點集中在鐵離子與亞鐵離子轉換方面，提出向鐵離子溶液中添加還原劑的猜想。學生準備兩份紅色的溶液，一份添加少量銅粉（或鐵粉），另一份添加VC片，振蕩搖晃溶液后，觀察兩份溶液出現(xiàn)的變化，其中加VC片的溶液褪色，滴加雙氧水的溶液變紅，進行振蕩后溶液又褪色。學生在實驗活動的參與中，根據(jù)教師提出的問題參與項目研討活動中，與小伙伴進行研究，找到實驗方案并進行實踐，在此期間發(fā)現(xiàn)物質(zhì)轉換可以通過化學反應實現(xiàn)的事實。

四、教學反思

（一）創(chuàng)設真實的問題情境

在本次項目設置時，圍繞鐵肥進行設計，提出認識鐵肥、鐵肥探究、制備氫氧化亞鐵等任務，學生在此類任務處理中，將氧化還原的原理作為指導依據(jù)，通過條件控制二價鐵離子與三價鐵離子轉化。在轉化中進行確認，使學生證據(jù)推理、變化觀念、模型認知、科學精神、科學探究、社會責任等素養(yǎng)均可以得到較好培養(yǎng)。在實驗室活動中，提出亞鐵鹽溶液配制、鐵肥使用、電路板制作、缺鐵性貧血治療等問題。對于相關化學問題，教師基于對應內(nèi)容為學生創(chuàng)設相應的情境，提高情境真實性，讓學生可以在問題分析中思考解決問題方式。學生結合化學知識，尋找解決問題方法。學生對化學知識的應用，有更好的理解與判斷，可以找到使用化學知識解決問題的方法。學生在此期間，將會對化學學科價值有新的判斷。在提高學生對化學學科知識認知水平的基礎上，利于學生對化學學科產(chǎn)生較強的學習意愿，會主動參與到課程活動，在實驗活動中學習化學知識。

在元素化合物中使用氧化還原反應，需要清楚化合價在氧化還原反應中的變化情況，對轉換活動中物質(zhì)還原性與氧化性進行分析，選擇合適的還原劑和氧化劑，實現(xiàn)同一元素不同價態(tài)的靈活轉化，由此清楚不同價態(tài)物質(zhì)轉化的情況。在課程學習中，有必要從物質(zhì)類別與元素化合價方面建立研究模型，評估氧化還原反應，實現(xiàn)同種元素在不同價態(tài)中的轉化。教師為滿足學生后期在氮、硫等方面的學習需求，可以選擇復分解反應，向?qū)W生展示同種元素相同價態(tài)的變化情況。學生在復分解反應中，獲取同種元素價態(tài)變化情況，對其有更深入的解讀。在學生學習全部內(nèi)容后，教師向?qū)W生展示鐵在價態(tài)變化時的模型。通過教師展示的溶液顏色變化情況，學生可以根據(jù)鐵離子在不同價態(tài)的性質(zhì)進行判斷，由此可以在學習中增加對不同價態(tài)鐵離子的認識程度。

（三）給予學生發(fā)展空間

在本次項目活動中，通過實驗讓學生了解氫氧化亞鐵沉淀容易被氧化的情況。硫酸亞鐵肥的溶液雖然也會氧化，但是與氫氧化亞鐵相比氧化速度較慢，通過該實驗現(xiàn)象可以間接說明在堿性環(huán)境中二價鐵離子容易被氧化。在實驗活動中，學生通過實驗現(xiàn)象，明白對反應條件進行控制的必要性。在實驗活動中，教師沒有將相關內(nèi)容細致地闡釋清楚，而是留給學生足夠的空間，讓學生結合實驗獲得的信息進行探究，促使學生對相關知識有一定的想象空間。學生會根據(jù)自身在實驗活動中收集的信息，在好奇心的驅(qū)動下于課后查詢資料。在學生學習期間為學生留有自由探究空間，避免學生思維固化。學生在項目的參與中，可以根據(jù)自身需求探究課程知識，由此擁有較為靈活的思維。

（四）實驗微型化生活化

在實驗活動中，學生使用塑料藥瓶，將作為控制液體使用量的工具。在氫氧化亞鐵制備環(huán)節(jié)，使用帶有瓶蓋的塑料小藥瓶，在藥品操作方面較為便捷且使用量較少。使用體型較小的儀器進行實驗，可以將學生對儀器的興趣逐漸轉移到實驗活動中，讓學生主動參與到實驗活動。教師在學生參與活動時，從節(jié)能環(huán)保的維度進行引導，利于學生形成綠色化學觀念。學生在實驗活動參與觀念改變后，會主動規(guī)范實驗活動的行為，不會做出浪費材料的行徑。學生在微型實驗參與中，可以通過對各類材料與儀器的使用完成實驗任務。在核心素養(yǎng)維度下組織微型化的實驗活動，不會因活動形式的調(diào)整，對學生創(chuàng)新精神培養(yǎng)產(chǎn)生不良影響。

結束語

在高中化學教學中基于學生分析問題、解決問題等能力的培養(yǎng)需要，選擇項目式學習方法，讓學生通過對現(xiàn)有知識的靈活使用，分析問題，尋找解決問題的最佳手段。教師在項目式學習模式的使用中，會給予學生自由學習的空間，讓學生參與小組探究活動，有助于學生在探究活動中找到解決問題的靈感。學生在活動參與中，基于項目運行需求主動與他人協(xié)作，有助于學生形成與他人良好協(xié)作的能力，對學生團隊合作意識強化也有較好的作用。在二價鐵離子與三價鐵離子相互轉化的實驗中，教師通過項目主題的合理設置，使用生活元素豐富項目內(nèi)容，讓學生可以從生活維度研究課程內(nèi)容，同時利于學生形成社會責任感。學生結合生活中獲得的經(jīng)驗分析課程知識，了解知識在生活中的應用方面。學生在項目參與中，還可以提升自身在信息獲取與分析等方面的能力。學生根據(jù)項目導向主動尋找信息，對獲取信息進行加工，通過證據(jù)推理得到相對可靠的結論。在項目式學習活動中，學生和學生間的交流、教師和學生間的交流頻次逐漸變高，可以形成濃郁的學習氛圍。學生可以在信息獲取中，從多角度對項目任務進行思考，研究課程知識，在此期間學生自主學習能力將得到較大提升，可以對化學課程知識抱有較大的學習興趣。學生在項目參與中形成自主學習意識，獲得一定的學習方法，即便教師不從旁進行協(xié)助，學生也會主動參與課程學習活動，掌握研究內(nèi)容的關鍵要素，對學生化學學科素養(yǎng)形成有較大的作用。

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