初中化學(xué)項(xiàng)目式教學(xué)實(shí)踐探索

王猛

一、教學(xué)背景

“酸”是滬教版九（下）化學(xué)“物質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用”主題中的內(nèi)容。通過新課的學(xué)習(xí)，學(xué)生對酸的認(rèn)識經(jīng)歷了從個別到一般的進(jìn)階過程?！读x務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱“新課標(biāo)”）在內(nèi)容上淡化了酸的概念，強(qiáng)調(diào)了酸的性質(zhì)及應(yīng)用，明確了素養(yǎng)發(fā)展的要求。項(xiàng)目式教學(xué)基于情境，圍繞真實(shí)問題的解決，進(jìn)行目標(biāo)整合，關(guān)聯(lián)并重構(gòu)知識內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生在經(jīng)歷完整的問題解決過程中建構(gòu)大概念，培養(yǎng)高階思維能力，建構(gòu)學(xué)科思想方法及認(rèn)識方式。下面，筆者以“探秘潔廁劑”的相關(guān)實(shí)驗(yàn)為例，淺談項(xiàng)目式教學(xué)在復(fù)習(xí)課中的相關(guān)應(yīng)用。本項(xiàng)目可以分成三個環(huán)節(jié)：一是定性認(rèn)識酸的組成與結(jié)構(gòu)，并從分子、離子角度描述酸；二是通過實(shí)驗(yàn)探究，定量測定潔廁劑中酸的含量；三是研究酸的目的與價(jià)值，時確潔廁劑使用注意事項(xiàng)。

二、教學(xué)目標(biāo)

通過測定潔廁劑的酸堿性，了解并掌握酸堿指示劑檢驗(yàn)溶液酸堿性的方法；通過自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，探究潔廁劑的有效成分，形成“宏觀認(rèn)識酸的性質(zhì)→微觀探析酸的組成與結(jié)構(gòu)→物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)性質(zhì)”的嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)思維；通過對潔廁劑去污原理分析，學(xué)生初步建立分析真實(shí)化學(xué)情境的一般思路和方法，體會如何將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為簡單化學(xué)問題的過程，樹立正確使用化學(xué)用品的意識。

三、教學(xué)過程

在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)，筆者提出以下問題：家庭衛(wèi)生間常用的潔廁劑是如何清除馬桶上的垢狀物的？如何合理使用潔廁劑呢？我們應(yīng)該從哪些方面了解它呢？

在此基礎(chǔ)上，提出項(xiàng)目驅(qū)動性任務(wù)：如果你使用潔廁劑打掃衛(wèi)生間，如何設(shè)計(jì)使用方案呢？要合理使用潔廁劑，應(yīng)該從哪些方面了解它呢？同時幫助學(xué)生拆解子任務(wù)：需要了解潔廁劑的成分是什么？清潔原理是什么？使用應(yīng)注意哪些事項(xiàng)？

1.認(rèn)識潔廁劑的成分

師：我們首先看一下說明書，說明書里面有這樣幾個關(guān)鍵詞組：“各類耐酸性陶瓷坐便器”“無機(jī)酸”“本品為酸性液體”，這說明潔廁劑顯酸性。請討論并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行驗(yàn)證。提醒：實(shí)驗(yàn)方案應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)用品、操作、現(xiàn)象和結(jié)論等。

實(shí)驗(yàn)1 證明潔廁劑里有酸的存在

實(shí)驗(yàn)原理：紫色石蕊試液遇酸性溶液變成紅色，酚酞遇酸性溶液不變色。

實(shí)驗(yàn)用品：紫色石蕊試液、井穴板、潔廁劑、滴管。

操作：取一滴管潔廁劑滴在井穴板上，然后滴上紫色石蕊試液。

現(xiàn)象：溶液變成紅色。

結(jié)論：溶液顯酸性。

師：請大家回顧常見金屬與稀鹽酸的反應(yīng)，完成鎂條、鋅粒、銅片與酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。然后用拇指堵住管口，用火柴點(diǎn)燃，說一說稀鹽酸中存在H+的證據(jù)。

生：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，Mg+2HCl= MgCl2+H2↑，Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑，依據(jù)質(zhì)量守恒定律，生成的氫氣中的氫元素來自HCl。

師追問：溶液中也有水，氫氣中的氫元素有可能來自水嗎？如何驗(yàn)證呢？

生：和水做對比實(shí)驗(yàn)就可以驗(yàn)證了。

師：請分別用鋅粒、潔廁劑做實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

結(jié)論：潔廁劑中含有H+。

師：潔廁劑中除了含有H+，還有哪些微粒呢？說說你的方案。

實(shí)驗(yàn)2 證明潔廁劑含有其他微粒

實(shí)驗(yàn)原理：溶液中的氯離子能與硝酸銀溶液反應(yīng)，生成白色的沉淀（氯化銀），該沉淀不溶于稀硝酸。硫酸根離子能與氯化鋇溶液反應(yīng)，生成白色的沉淀（硫酸鋇），該沉淀不溶于稀鹽酸。

實(shí)驗(yàn)用品：硝酸銀溶液、氯化鋇溶液、潔廁劑、井穴板、滴管。

操作：分別取一滴管潔廁劑于井穴板2、3號孔穴內(nèi)，在2號孔穴內(nèi)滴加1—2滴硝酸銀溶液，并滴加2—3滴稀硝酸，在3號孔穴內(nèi)滴加1—2滴氯化鋇溶液。

現(xiàn)象：2號孔穴內(nèi)有白色沉淀生成。

結(jié)論：潔廁劑中還含有Cl-，所以其中的酸為鹽酸。]

師：潔廁劑為藍(lán)色。我們知道含有Cu2+的溶液呈藍(lán)色，潔廁劑中會有Cu2+嗎？請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行驗(yàn)證。

實(shí)驗(yàn)3 證明潔廁劑含有Cu2+

實(shí)驗(yàn)原理：對比實(shí)驗(yàn)，鐵與硫酸銅反應(yīng)：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；鐵與潔廁劑反應(yīng)：Fe+2HCl=FeCl2+H2[↑]。

實(shí)驗(yàn)用品：鐵釘、硫酸銅溶液、潔廁劑。

操作：在4、5號孔穴內(nèi)加入鐵釘，分別取一滴管潔廁劑、硫酸銅溶液于井穴板4、5號孔穴內(nèi)。

現(xiàn)象：鐵釘表面都有氣泡生成，5號孔穴內(nèi)硫酸銅溶液顏色變淺，鐵釘表面有紅色物質(zhì)析出，潔廁劑中有大量泡沫生成。

結(jié)論：潔廁劑中沒有Cu2+存在。

師：這種藍(lán)色叫酸性藍(lán)，在潔廁劑中作為警示劑，既可以協(xié)助稀鹽酸產(chǎn)生輔助作用，也能讓人看到后感到清爽。

2.探究潔廁劑中鹽酸含量

師：我國衛(wèi)生潔具清潔劑國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，衛(wèi)生間專用型的清洗劑，鹽酸溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不得高于12%，以保護(hù)瓷磚表面不被過分腐蝕。你有哪些方法可以測出潔廁劑中鹽酸的含量？

生：可以通過測量潔廁劑與金屬反應(yīng)生成氫氣的量來計(jì)算鹽酸的量，也可以通過測量潔廁劑與碳酸鈣反應(yīng)生成二氧化碳的量來計(jì)算鹽酸的量。

師：請你說說實(shí)驗(yàn)原理。

生：潔廁劑與金屬（或碳酸鈣）反應(yīng)生成不溶于水的氫氣，通過排水法可以測出氫氣的體積，利用m=ρv求出氫氣質(zhì)量，再求出HCl質(zhì)量。

師：實(shí)驗(yàn)時有哪些注意事項(xiàng)呢？

生：需冷卻至室溫后再讀數(shù)，讀數(shù)前需調(diào)節(jié)液面相平。

師：我們知道酸可以與碳酸鈣反應(yīng)生成二氧化碳，堿石灰可以吸收二氧化碳，也可以吸收水。若用此裝置（圖1），請大家提出需要改進(jìn)的地方。

生：生成的氣體不一定完全進(jìn)入下一裝置，錐形瓶中也存在二氧化碳；堿石灰除了吸收二氧化碳還會吸收水，會導(dǎo)致結(jié)果偏大；空氣中的二氧化碳會進(jìn)入堿石灰，也會導(dǎo)致結(jié)果偏大……

師：如何解決呢？請討論改進(jìn)方案，并畫出示意圖。

生：可以利用圖2的裝置來檢測這瓶潔廁劑是否達(dá)標(biāo)。

3.合理使用潔廁劑

師：潔廁劑為什么能夠起到潔廁的作用？閱讀資料卡片（圖3）。

資料卡：廁所污垢的主要成分

（1）尿堿：主要是鈣、鎂和鐵等金屬離子與人在代謝過程中產(chǎn)生的有機(jī)物及碳酸根離子、磷酸根離子等形成的難溶鹽。

（2）水垢：主要成分為碳酸鹽類，如碳酸鈣、碳酸鎂等。

（3）鐵銹：主要成分是氧化鐵，主要來源于鐵制水管內(nèi)壁氧化層。

注意事項(xiàng)

（1）用于耐酸性陶瓷、大理石表面等。

（2）使用時不要接觸到皮膚。

（3）使用時注意通風(fēng)。

（4）潔廁劑含鹽酸，84消毒液中含次氯酸鈉（NaClO），二者混合后除了產(chǎn)生有毒的氯氣（Cl2）外，還會生成一種常見的鹽和液體。

師：馬桶里有紅色鐵銹，使用潔廁劑能除去嗎？請用化學(xué)方程式表示。

生：Fe2O3 + 6HCl =2FeCl3+ 3H2O。

師：再看說明書，請大家討論為什么使用潔廁劑有注意事項(xiàng)。

生：（1）大理石主要成分是碳酸鈣，能與稀鹽酸反應(yīng)；（2）酸有腐蝕性；（3）鹽酸具有揮發(fā)性；（4）2HCl+NaClO=NaCl+Cl2↑+H2O。

師：本節(jié)課，我們共同完成了潔廁劑的探秘，請談?wù)勀愕氖斋@。

生：我認(rèn)識了潔廁劑的成分，探究了潔廁劑中HCl的含量，知道了合理使用潔廁劑的方法。

四、教學(xué)反思

生活是最好的教學(xué)素材。本節(jié)課中，筆者基于新課標(biāo)，整合相關(guān)資料，選取實(shí)物、特殊器具、潔廁劑等真實(shí)的情境素材，以認(rèn)識潔廁劑的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及應(yīng)用為例，增進(jìn)學(xué)生對科學(xué)探究的理解，發(fā)展了學(xué)生的核心素養(yǎng)。在實(shí)驗(yàn)探究情境和實(shí)踐活動中，學(xué)生能根據(jù)問題需要，運(yùn)用物質(zhì)檢驗(yàn)和性質(zhì)探究等實(shí)驗(yàn)探究的一般思路與方法，設(shè)計(jì)簡單的實(shí)驗(yàn)探究方案；能對觀察、記錄的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理，對實(shí)驗(yàn)證據(jù)進(jìn)行分析和推理，得出合理的結(jié)論；能用規(guī)范的語言呈現(xiàn)探究結(jié)果，并與他人交流、討論。

經(jīng)過本項(xiàng)目的實(shí)施，從學(xué)生的課堂表現(xiàn)可以看出，進(jìn)階型問題的設(shè)置、實(shí)驗(yàn)的開放性探究以及教師與學(xué)生的互動都符合新課標(biāo)提出的素養(yǎng)發(fā)展要求。一方面，進(jìn)階性問題的設(shè)置能引發(fā)學(xué)生進(jìn)行高階思維活動，主動構(gòu)建知識體系；另一方面，教師的追問、評價(jià)和示范等行為，有效促進(jìn)了學(xué)生用化學(xué)知識解決現(xiàn)實(shí)問題的能力，實(shí)現(xiàn)將項(xiàng)目式教學(xué)與復(fù)習(xí)課整合形成的真實(shí)問題解決的素養(yǎng)發(fā)展模式。

（作者單位：江蘇省徐州市睢寧縣教師發(fā)展中心）