阅读： 2023/7/12 18:22:07
作者 | 马杰，单位系合肥市阳光中学四川路校区
基于项目式学习的化学专题复习探索与实践
——以”探究鱼浮灵”为例
摘要：项目式学习是一个系统化的学习模型，通过参与一系列复 杂的任务来解决真实世界中的问题，包括问题驱动、持续探究、 学生参与、学科融合、产品导向、评价引领。在化学复习课科学 探究专题中，通过设置有效的问题情境，鼓励学生提出问题并通 过实验探究解决问题，培养学生的创新意识和科学探究能力，提 高思维能力，促进化学核心素养的发展。
关键词：项目式学习；实验探究；专题复习
新颁布的《义务教育课程方案和课程标准（2022）年版》明确，要深化教学 改革，强化学科实践，基于真实情境，培养培养学生综合运用知识解决问题的能 力。并提出，要推进综合学习，探索大单元教学，开展主题化、项目式学习等综 合性教学，促进学生举一反三、融会贯通，加强知识间内在关联，促进知识结构 化 [1]。那么项目式学习就是要把学习系统化，它把很多知识点和教学活动联系起 来，形成一个体系去解决问题。项目式学习会组织学生去做一些复杂的任务，帮 助孩子解决真实世界中的问题，同时为学生的深度学习服务 [2]。
01
教学目标
“鱼浮灵”是一种常见的增氧剂，在水产养殖或运输过程中经常用于维持水 中的含氧量。通过视频引入本课主题，引导学生利用已有的生活经验及所学知识 对“鱼浮灵”的相关问题进行探究，在探究过程中感受科学探究的一般步骤，提升科学探究能力，体验化学在生活中的价值。
制定学习目标如下：
（1）通过探究鱼浮灵在水中的变化，掌握科学探究的一般步骤，形成严谨 的科学态度。
（2）通过对鱼浮灵成分的探究，形成探究物质需从定性到定量的思维。
（3）通过实验方案的展示及改进过程，提高交流合作及实践创新的能力。
（4）通过鱼浮灵在生活中的应用，感受化学在生活中的价值。
02
教学流程
1.环节一：视频引入。
激发探究兴趣首先播放“白色粉末”让濒死鱼起死回生、活蹦乱跳的视频。该视频展示了 鱼贩子往水里撒的一种速溶的白色粉末，半死不活的鱼迅速“起死回生”，活蹦 乱跳起来。
接下来提出三个问题：
（1）这种能让鱼起死回生的白色粉末是什么物质？
（2）为什么鱼能起死回生？
（3）人吃了这种鱼对人的身体健康有没有影响？
设计意图：通过观察视频中的现象让学生提出自己的疑问，整节课围绕学生提出 的问题展开探究，既能提高学生课堂的主动性和参与度，又能引导学生从化学角 度来认识生活中的化学物质，提高学生科学探究的意识。
2.环节二：气体的探究
请同学们回忆视频中的一个细节，当把白色粉末放入水中，就会产生气体， 这种气体是什么呢？是不是这种气体使鱼起死回生呢？
问题一：白色粉末遇水后生成的是什么气体？
提出猜想：是氧气。（因为鱼需要呼吸）
设计实验：取少量白色粉末于试管中，加入适量的水，振荡，把带火星的木条伸 入试管中，观察木条是否复燃。（注意语言表述的规范性和完整性）
学生分组实验：取少量鱼浮灵于试管中，加入少量的水，伸入带火星的木条，观察是否复燃。（注意观察实验现象）
实验现象：试管中有气泡产生，木条没有复燃。
得出结论：白色粉末遇水后生成的不是氧气。（学生对于白色粉末加水后生成的气体不能使带火星的木条复燃的现象感到惊 讶。如果不是氧气，那还有什么气体可以使鱼活蹦乱跳？这与常理不符合。如果 是氧气，那么为什么带火星的不条不复燃？） 引导学生观察试管中产生的气泡是缓慢且细小的。
教师提供资料：氧气的体积分数为 36.8%，是使带火星木条复燃的的临界比例。再次猜想：带火星木条不复燃可能是收集的氧气浓度不够。
改进方案：1、加热。2、加入少量的二氧化锰。
进行实验：1、将白色粉末加水后微微加热，伸入带火星的木条。2、将白色粉末 加水后，加入少量的二氧化锰，振荡，伸入带火星的木条。
实验现象：木条均复燃。实验结论：白色粉末遇水后生成氧气。
实验反思：第一次带火星木条没有复燃的可能原因是氧气的浓度太小，检验不到。
设计意图：引导学生基于真实的问题进行探究，感受科学探究的过程和乐趣。在整个探究过程中围绕发现的问题，根据已有的知识经验提出猜想，设计合理的实验方案，动手实验，最后得出结论并进行及时的反思和交流。
整个过程注重引导 学生思维能力的培养，让学生在对问题的持续探究过程中锻炼自身的科学探究能 力。在整个探究过程中发展学生的“变化观念”“证据推理与模型认知”的素养， 同时通过设计实验、进行实验让学生感受到科学探究实事求是的精神，也发展了 “实验探究与创新意识”的素养。
3.环节三：成分揭秘
白色粉末叫做鱼浮灵，它的主要成分是过碳酸钠，俗称固体双氧水。过碳酸 钠可用化学式 2Na2CO3 · 3H2O2 表示。（强调过碳酸钠是一种纯净物）但是过碳 酸钠在水中易分解成过氧化氢和碳酸钠。学生书写过氧化氢产生氧气的化学方程式 2H2O2 = 2H2O + O2↑
4.环节四：验证过碳酸钠溶于水后溶液中有碳酸钠的存在
提出问题：过碳酸钠在水中易分解成过氧化氢和碳酸钠，如何来验证溶液中碳酸 钠的存在？引导学生从碳酸钠溶液显碱性，以及碳酸钠属于盐类物质，盐类所具有的化学性 质入手，来进行分析。
第一组（1）取少量鱼浮灵于试管中，加入少量的水溶解，用玻璃棒蘸取待测液 滴到 pH 试纸上，显色后与标准比色卡对照，读出读数。
第二组（2）取少量鱼浮灵于试管中，加入少量的水溶解，滴加无色酚酞溶液， 观察溶液是否变红。
第三组（3）取少量鱼浮灵于试管中，加入少量的水溶解，滴加过量的稀盐酸， 把生成的气体通入到澄清石灰水中，观察澄清石灰水是否变浑浊。
第四组（4）取少量鱼浮灵于试管中，加入少量的水溶解，滴加澄清石灰水，观 察是否有白色沉淀生成。
第五组（5）取少量鱼浮灵于试管中，加入少量的水溶解，滴加氯化钙溶液，观 察是否有白色沉淀生成。注：五组学生分组实验，一组做一个。
实验现象：
第一组（1）测得溶液的 pH=12。
第二组（2）溶液变红。
第三组（3）有气体产生，澄清石灰水变浑浊。
第四组（4）有白色沉淀生成。
第五组（5）有白色沉淀生成。
学生书写化学方程式：
第二组（2）Na2CO3 +2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑ CO2+ Ca(OH)2= CaCO3↓ + H2O
第三组（3）Na2CO3 + Ca(OH)2= 2NaOH + CaCO3↓
第四组（4）Na2CO3 + CaCl2 = 2NaCl + CaCO3↓
得出结论：过碳酸钠溶于水后溶液中有碳酸钠的存在 设计意图：通过对溶液中碳酸钠的存在的验证，带领学生回忆复习碳酸钠的碱性 及碳酸根离子的检验，并关注学生对实验方案及实验现象的表述。同时复习了重 要的化学方程式的书写。
5.环节五：增氧原理
提出问题：碳酸钠的作用是什么？
作出猜想：碳酸钠促进了过氧化氢的分解。
设计实验1：室温下，分别取等体积等浓度的过氧化氢溶液于两支试管中，其中 一支试管中加入少量碳酸钠溶液，振荡，比较两分钟内收集氧气的体积。
图 1 实验装置
实验现象：
图 2 实验装置
设计实验 2：
图 3 实验装置
设计实验 3：
图 4 实验装置
6.环节六：联系生活
鱼浮灵中的过碳酸钠溶于水，分解成碳酸钠和过氧化氢，过氧化氢又迅速分 解成水和氧气，所以不会留下其他影响鱼虾以及我们消费者健康成分的物质。尽管鱼浮灵把水变成了弱碱性，但也不会对我们消费者产生明显的影响。所以即使 食用了这种鱼浮灵的鱼，也不会对我们的身体健康产生危害。但是考虑到实际成 本，大部分市场内的鲜鱼保鲜，一般是用物理方法，比如我们经常看到的用充氧 泵加氧增氧，鱼浮灵只是作为短期内增强鱼的活性的一种办法。
7.环节七：总结
化学来源于生活，化学又服务于生活，希望同学们在化学学习的道路上一路 飞奔，用更多的化学知识解决实际生活中的问题。
03
设计反思
实验前学生已有的知识储备：H2O2 可分解制 O2、用 pH 表示溶液酸碱度、 Na2CO3溶液呈碱性等。通过本实验对“鱼浮灵”增氧原理的探究，分别利用三套不 同的装置做对比实验，实验探究后，学生进一步知道了促进 H2O2 分解的物质除 了课本上提到的 MnO2、CuSO4溶液，Na2CO3溶液也能促进过氧化氢的分解。
转自：“中小学老师参考”微信公众号
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