【项目式教学】王磊教授：关于项目式教学

说明：PPT图片来自刘静松初中化学工作室，致谢！

项目式学习的流程主要包含3个环节，分别为项目设计、实施与评价，可进一步细分为选择项目主题、制定项目计划、开展项目研究、制作项目成品、成果展示与交流、评价与反思六个阶段。三个环节与六个阶段间的关系如图1所示。

图1 项目式学习流程图

课例“探秘含氯消毒剂”

“探秘含氯消毒剂”是基于高中化学人教版教材必修一第二章第二节“氯及其化合物”的内容，并结合项目式学习理论进行教学设计的。

一、项目学习主题的选取

“氯及其化合物”是高中化学必修1的重点内容。本主题“探秘含氯消毒剂”以人教版的内容为基础，结合了鲁科版必修一第二章的“微项目：科学使用含氯消毒剂”进行了重新整理，将非金属元素——氯的知识和氧化还原反应充分结合起来，在具体问题情境下加以应用。

本设计的项目情境为：在2020 年到来之际，新冠疫情的爆发打乱了人们的生活节奏，短时间内，酒精、消毒剂、消毒凝胶等杀菌消毒物品供不应求。其中，人们日常所用到的84消毒液是一种常见的含氯消毒剂，被广泛应用于各个行业及场所的消毒工作，成为家庭及公共场所病毒消杀的首选。但不同的消毒剂，其消毒的原理也有所不同，在使用过程中，注意事项也有所区别，如果使用不当甚至会造成严重后果。比如84 消毒液不能与洁厕灵等酸性产品一起使用等。

通过“探秘含氯消毒剂”的项目活动，让学生在解决问题的过程中形成利用氧化还原反应原理分析的思维模式，并从物质种类、元素价态的角度判断化学物质转化的可能路径。通过本项目的学习，让学生意识到含氯消毒剂若使用不当可能会产生严重的后果，以此来培养他们的化学常识，丰富化学知识，在以后的生活实际中，合理解决化学问题。

二、项目学习目标

1.从元素化合价、物质类别两个角度分析NaClO的化学性质，掌握物质及其转化路径的分析方法。

2.用氧化还原反应原理阐述84消毒液在使用时发生的化学反应。

3.增强学生合理运用化学制品的意识，科学使用含氯消毒剂。

三、项目任务及教学设计流程

“探秘含氯消毒剂”的项目任务及教学流程如图2所示，整个项目可以拆解为“预测并验证NaClO的化学性质”和“探究84消毒液的合理使用”两个子任务进行。

图2 “探秘含氯消毒剂”的项目任务及教学流程

1. 任务1：预测并验证NaClO的化学性质

(1)环节1：项目导入

教学环节设计意图：①将现实生活中的真实情境与化学知识联系，激发学生学习兴趣；②学生从产品使用说明书中提取有用信息，提高学生收集信息的能力；③通过画图分析，让学生初步感受认识陌生物质性质的视角——元素价态和物质类别。

教学过程：

[教师]情境导入：播放2020年初新型冠状病毒疫情在国内爆发的新闻，以新冠疫情下使用84消毒液进行病毒消杀的日常举措作为真实情境引入项目学习。

[教师]提出驱动性问题：为什么84消毒液具有消毒杀菌的功能？其主要成分NaClO又具有哪些性质？

[学生]阅读84消毒液的产品说明书，明确84消毒液的主要成分为NaClO。

[学生]进行小组讨论，根据价类二维模型图分析，预测NaClO的性质，如表1所示。

表1 NaClO性质预测分析

分析视角	分析思路	预测性质
元素化合价	NaClO中的氯元素是+1价，而氯元素的化合价还有0价、-1价	氧化性
物质类别	NaClO是盐类，能与酸、碱、盐反应，而说明书上说它不能与酸性产品混用	碱性

[学生]以小组为单位，展示讨论结果。各小组展示在价类二维模型图中画出来的分析思路。

[评价环节]教师评价与学生互评结合，引导学生从价类二维模型和氧化还原反应的知识来分析和解释陌生问题。

(2)环节2：实验设计与验证

教学环节设计意图：引导学生从性质预测出发，设计实验方案并验证实验假设，培养学生科学探索与创新能力。

教学过程：

[教师]提前准备实验用品：稀释的84 消毒液、稀盐酸、稀硫酸、NaOH 溶液、FeCl2溶液、淀粉-KI溶液、pH 试纸、胶头滴管、表面皿、棉花、玻璃棒等。

设计实验方案与实施表格。

[学生]小组讨论、合作开展实验，完成并展示实验方案，进行实验验证，最后小组交流与实验成果汇报，汇报结果如表2所示。

表2 实验内容与实施结果

实验内容	实验现象	实验结论
用镊子将pH试纸平放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量稀释的84消毒液，滴在pH试纸上，观察现象	pH试纸先变蓝后褪色	次氯酸钠具有碱性
在试管中加入适量的淀粉-KI溶液，用胶头滴管取少量稀释的84消毒液，滴入盛有淀粉-KI溶液的试管中，观察现象	淀粉碘化钾溶液变蓝色	次氯酸钠具有氧化性

[教师]在刚才的实验中，我们发现pH试纸先变蓝后褪色，为什么试纸会褪色？通过及时提问，引导学生捕捉“异常”的实验现象，并为后面学生理解含氯消毒剂的保存与使用做铺垫。

[学生]小组讨论、查找资料。HClO的酸性比碳酸弱，NaClO和水以及空气中的CO2反应生成HClO，因次氯酸具有漂白性，故最后试纸会褪色。

(3)环节3：项目活动小结

教学环节设计意图：归纳总结，帮助学生系统把握含氯消毒剂的性质。

教学过程：

[归纳总结]教师对次氯酸的性质进行归纳总结：①弱酸性：酸性比碳酸弱；②氧化性：可与I-、Fe2+等还原剂反应；③具有腐蚀性。

2.任务2：探究84消毒液的合理使用

(1)环节1：再现产品说明书

教学环节设计意图：结合产品说明书提出具有开放性的问题，鼓励学生主动运用价类二维模型工具进行分析。

教学过程：

[教师]我们已经初步了解了含氯消毒剂的主要化学性质。在使用的时候又应该注意些什么呢？

[学生]学生阅读84消毒液产品说明书中的“注意事项”部分，回答老师问题。

[教师]84消毒液为什么不适用于钢和铝制品的消毒？

[学生]小组讨论与汇报：从元素化合价的视角进行分析，NaClO具有氧化性，而金属具有还原性，可能发生氧化还原反应；从物质类别的角度进行分析，NaClO是盐类，可能与金属发生反应，而说明书上说它不能与酸性产品混用。

(2)环节2：原理分析和实验验证

教学环节设计意图：驱动性问题引导学生思考，结合教师演示实验，帮助学生探索现实生活中的问题

教学过程：

[教师]84消毒液与洁厕灵(通常含盐酸)等酸性产品为什么不能同时使用？

[学生]84消毒液的主要成分NaClO会与洁厕灵中的酸性成分发生化学反应。

[教师]反应原理是什么？如何通过实验来验证？

[学生]小组讨论：对反应的原理进行推测，设计验证实验的方案：在一个带有橡胶盖的小玻璃瓶中加入适量稀释后的84消毒液，盖好橡胶盖。用带针头的注射器吸取少量洁厕灵，加入到84 消毒液中，观察现象。

 [教师]根据学生提出的实验方案开展实验。

[学生]观察实验现象，玻璃瓶内溶液颜色变为黄绿色。

[教师]黄绿色物质是什么？该如何验证？

[学生]氯气。用湿润的淀粉-KI试纸靠近瓶口，可观察到试纸立即变蓝。

[教师]大家能否从氧化还原反应的角度分析Cl2产生的原因，并把反应方程式写出来呢？

[学生]NaClO中的氯元素呈+1价，HCl中的氯元素呈-1价，从氧化还原的角度来看两者可以反应生成氯气。

[学生]书写与展示化学方程式：NaClO+2HCl ==NaCl+ Cl2↑+ H2O

[教师]总结：在酸性条件下，NaClO中+1价的氯元素与HCl中-1价的氯元素发生氧化还原反应，产生有毒气体氯气，因此84消毒液与洁厕灵等酸性产品不能同时使用。

(3)项目活动小结

教学环节设计意图：①归纳总结，帮助学生把所学知识外显，并回到生活中进行应用；②通过成果展示，激发学生的积极性和创造性，增强学生的自信心。

教学过程说明：

[归纳总结]教师总结84消毒液使用注意事项，如图3所示。

图3 84消毒液使用注意事项

[学生项目作品制作与成果展示]①总结84消毒液的性质以及合理使用，制作使用手册并进行展示；②将消毒知识与化学知识联系做成科普海报并展示。

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