基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)理論的化學(xué)平衡教學(xué)研究

康建峰

摘? ?要：化學(xué)平衡的思想貫穿于高中化學(xué)學(xué)科內(nèi)容的始終，因此針對(duì)高中化學(xué)平衡內(nèi)容的教學(xué)，教師應(yīng)從培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)這一角度出發(fā)。在新課標(biāo)要求的指引之下，高中化學(xué)平衡內(nèi)容教學(xué)更需要循序漸進(jìn)，并且注重學(xué)科素養(yǎng)的融合，為學(xué)生打造平衡思想的知識(shí)體系。文章根據(jù)項(xiàng)目學(xué)習(xí)理論，在分析近幾年全國(guó)理綜化學(xué)試題中有關(guān)考察內(nèi)容的基礎(chǔ)上，闡述了化學(xué)平衡內(nèi)容下“氨的前世今生”“氧化還原反應(yīng)平衡移動(dòng)”的項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)思路，并提出了項(xiàng)目的幾個(gè)教學(xué)目標(biāo)、評(píng)價(jià)目標(biāo)，力圖借此提升學(xué)生對(duì)化學(xué)平衡內(nèi)容的學(xué)習(xí)水平。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目學(xué)習(xí)理論；學(xué)科素養(yǎng)；化學(xué)平衡

1? 項(xiàng)目學(xué)習(xí)理論

項(xiàng)目學(xué)習(xí)主要由內(nèi)容、活動(dòng)、情境及成果構(gòu)成。其中，項(xiàng)目學(xué)習(xí)的內(nèi)容集中于生活性的化學(xué)問題，學(xué)生對(duì)于項(xiàng)目?jī)?nèi)容的學(xué)習(xí)首先應(yīng)當(dāng)滿足完整性的條件，且是系統(tǒng)性的，對(duì)于學(xué)生而言要具有學(xué)習(xí)及探索價(jià)值?；顒?dòng)形式多種多樣，可以是學(xué)生自主參與的學(xué)習(xí)活動(dòng)，也可以是挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)游戲、比賽等，這些活動(dòng)不但能提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能夠幫助學(xué)生更加創(chuàng)新性地學(xué)習(xí)化學(xué)平衡內(nèi)容。學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)建，能夠更好幫助學(xué)生融入學(xué)習(xí)氛圍，可以是小組、團(tuán)隊(duì)式的學(xué)習(xí)情境，這樣的情境能夠幫助學(xué)生深層次體會(huì)到學(xué)習(xí)效果。學(xué)習(xí)成果可以是課堂活動(dòng)成果匯報(bào)，也可以是表演或者調(diào)查報(bào)告。通過項(xiàng)目學(xué)習(xí)，學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、自主探究能力和創(chuàng)新性思維能力都將得到鍛煉，對(duì)于其后期自我發(fā)展有著重要的意義[ 1 ]。

項(xiàng)目學(xué)習(xí)以“從做中學(xué)”為主要思想，展現(xiàn)的是一種全新的學(xué)習(xí)及教學(xué)模式。如圖1所示，在這種模式中，學(xué)生需要經(jīng)歷選定項(xiàng)目、制定計(jì)劃以及作品制作等一系列過程，因此學(xué)生可借助項(xiàng)目學(xué)習(xí)鍛煉自主實(shí)踐能力，鍛煉認(rèn)識(shí)、解決問題的能力，也能夠提升其語(yǔ)言表達(dá)及組織管理能力。

2? 化學(xué)平衡試題解析

反觀近些年高中化學(xué)試題中的化學(xué)平衡考題，多集中于對(duì)學(xué)生化學(xué)反應(yīng)影響因素、化學(xué)平衡轉(zhuǎn)化、變化及移動(dòng)原理應(yīng)用等相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的考查。具體學(xué)習(xí)目標(biāo)為：（1）著重培養(yǎng)學(xué)生獲取化學(xué)有效信息的能力；（2）通過加強(qiáng)學(xué)生對(duì)化學(xué)平衡內(nèi)容原理的學(xué)習(xí)及應(yīng)用，進(jìn)而鍛煉學(xué)生解決復(fù)雜化學(xué)問題的能力；（3）培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。前面幾種學(xué)習(xí)目標(biāo)，以最后一個(gè)為落腳點(diǎn)。在歷年的考試真題中，對(duì)于化學(xué)平衡內(nèi)容的考查，通常借助于真實(shí)的生活案例及問題來展開考試問題，而這些案例通常都是發(fā)生在學(xué)生生活實(shí)際中的化學(xué)問題，這種真實(shí)的化學(xué)考題取材能夠更好重現(xiàn)、深化學(xué)生對(duì)于化學(xué)平衡內(nèi)容的學(xué)習(xí)記憶，并讓學(xué)生將已學(xué)知識(shí)更快調(diào)用出來，以解決考題中的化學(xué)問題，并培養(yǎng)學(xué)科思維[ 2 ]。

3? 化學(xué)平衡教學(xué)設(shè)計(jì)

3.1? “氨的前世今生”項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)

主要以氨這一化學(xué)物質(zhì)為研究重點(diǎn)，通過四個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)來引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)、探究及發(fā)現(xiàn)“氨的前世今生”，具體環(huán)節(jié)設(shè)置如圖2所示。在教學(xué)設(shè)計(jì)中，主要按照氨的原來身份、氨的合成為基本設(shè)計(jì)路線，基于“氨的合成”的化學(xué)平衡實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)氨在工業(yè)合成及轉(zhuǎn)化中所需要具備的條件、面臨的困難、轉(zhuǎn)化中使用到的設(shè)備裝置等關(guān)鍵問題。

3.1.1? 教學(xué)目標(biāo)

（1）基于氮元素價(jià)類二維物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程引導(dǎo)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)室合成氨的基本流程；

（2）引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)室合成氨所必須的幾個(gè)條件，同時(shí)為學(xué)生建立化學(xué)平衡的思想；

（3）借助于實(shí)驗(yàn)室合成氨的設(shè)計(jì)路線、設(shè)備裝置的學(xué)習(xí)，提出實(shí)驗(yàn)過程中的一些困難，并引導(dǎo)學(xué)生更好認(rèn)識(shí)化學(xué)平衡的學(xué)科思想，提升學(xué)生的學(xué)科思維并幫助其更全面認(rèn)識(shí)化學(xué)平衡的學(xué)習(xí)價(jià)值。

3.1.2? 評(píng)價(jià)目標(biāo)

（1）借助于實(shí)驗(yàn)室合成氨設(shè)計(jì)流程、路線、存在的挑戰(zhàn)及裝置安全性的學(xué)習(xí)與思考，考查學(xué)生化學(xué)平衡、轉(zhuǎn)化的認(rèn)知；

（2）基于化學(xué)平衡的視角，通過研究實(shí)驗(yàn)開展的幾個(gè)必須條件考查學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)的定量認(rèn)知情況；

（3）通過認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)室合成氨的裝置設(shè)備，鍛煉學(xué)生簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，同時(shí)健全學(xué)生對(duì)化學(xué)平衡內(nèi)容的研究視角。

3.1.3? 教學(xué)流程

（1）情境引入。通過回溯歷史知識(shí)，展示化學(xué)家發(fā)現(xiàn)氨的實(shí)驗(yàn)，加熱氯化銨和石灰混合物從而發(fā)現(xiàn)氨，讓學(xué)生寫出化學(xué)方程式2NH4Cl + Ca（OH）2 = 2NH3↑+ 2H2O + CaCl2，并提出問題，如何從空氣中獲得氮肥，讓學(xué)生通過書寫氮肥的化學(xué)方程式，猜想假設(shè)實(shí)驗(yàn)路線：2NO + O2 = 2NO2 ，3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO，NH3 + HNO3 = NH4NO3 。

（2）優(yōu)化合成氨的條件、設(shè)計(jì)合成裝置

根據(jù)學(xué)生提出的不同方案：①N2（g） ＋ 3H2（g） = 2NH3（g）；②2N2（g） ＋ 3H2O（g） = 4NH3（g） + 3O2（g）。教師要從動(dòng)力學(xué)角度引導(dǎo)學(xué)生選擇更佳的合成氨的實(shí)驗(yàn)，通過尋找反應(yīng)限度，讓學(xué)生結(jié)合化學(xué)平衡常數(shù)設(shè)計(jì)如圖3所示的實(shí)驗(yàn)步驟。

3.2? “氧化還原反應(yīng)平衡移動(dòng)”項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)

對(duì)于“氧化還原反應(yīng)平衡移動(dòng)”的教學(xué)設(shè)計(jì)，主要借助于實(shí)驗(yàn)形式展開。如圖4所示，教師可以設(shè)計(jì)重點(diǎn)包括虛擬和真實(shí)環(huán)境中的電池設(shè)計(jì)原理、平衡移動(dòng)受影響的因素、原電池工作基本模型。重點(diǎn)考查及鍛煉學(xué)生設(shè)立觀點(diǎn)、驗(yàn)證觀點(diǎn)與取證的能力，同時(shí)提升學(xué)生的邏輯思維水平。

3.2.1? 教學(xué)目標(biāo)

（1）對(duì)于“氧化還原反應(yīng)平衡移動(dòng)”的特點(diǎn)進(jìn)行講述，同時(shí)為學(xué)生初步闡述原電池工作模型；

（2）在真實(shí)和虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境之下研究氧化還原平衡移動(dòng)，并探索平衡移動(dòng)的影響因素；

（3）通過對(duì)碘的顯色反應(yīng)知識(shí)的延伸讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)反應(yīng)中細(xì)微變化發(fā)生的偶然性，并認(rèn)識(shí)到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性。

3.2.2? 評(píng)價(jià)目標(biāo)

（1）借助于平衡可視化的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，鍛煉學(xué)生宏觀辨識(shí)、微觀探析、證據(jù)推理及知識(shí)遷移的能力；

（2）借助于平衡移動(dòng)實(shí)驗(yàn)，鍛煉學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)、操作化學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力；

（3）帶動(dòng)學(xué)生認(rèn)知化學(xué)實(shí)驗(yàn)中各個(gè)細(xì)微變化的認(rèn)知，提升學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)認(rèn)知。

4? 總結(jié)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)設(shè)計(jì)都是基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)理論，借用生活中實(shí)際化學(xué)反應(yīng)，培養(yǎng)學(xué)生獲取化學(xué)有效信息的能力，并通過加強(qiáng)學(xué)生對(duì)化學(xué)平衡原理的學(xué)習(xí)及應(yīng)用，鍛煉學(xué)生解決復(fù)雜化學(xué)問題的能力，引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)平衡角度優(yōu)化反應(yīng)速率、解決實(shí)際問題等，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)，打造化學(xué)平衡的知識(shí)體系。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 湯春珍.分析高中化學(xué)中對(duì)化學(xué)平衡原理的巧妙應(yīng)用[J].科學(xué)咨詢（教育科研），2019（7）：122-123.

［2］ 趙雪，盧巍，逄金滿.高中“化學(xué)反應(yīng)原理”習(xí)題命制應(yīng)注意的幾個(gè)問題[J].化學(xué)教學(xué)，2021（9）：82-86.