基于项目式教学的高中化学教学设计研究

一、 项目式教学设计背景

《普通高中化学课程标准（2017 年版2020 年修订）》明确提出，要重视开展“素养为本”的教学，倡导真实问题情境的创设，引导学生通过积极主动的探究活动，形成化学观念，解决实际问题[1]。铁及其化合物是元素化合物知识的重要组成部分，其内容涉及氧化还原反应、离子反应等基本概念，是培养学生化学思维的重要载体。

传统的教学模式常采用“性质-制备-用途”的线性讲授，虽逻辑清晰，但容易导致学生死记硬背，难以将知识与应用有效关联。项目式学习（PBL）是一种以学生为中心，通过在一段时间内对真实的、复杂的问题进行探究，并最终形成项目成果的教学方法[2]。它能够有效地将知识学习与能力培养融为一体。

本研究以“铁及其化合物”为例，设计一个围绕“补铁剂”展开的PBL 教学案例，让学生在解决“如何为特定人群选择并检验一款合适的补铁剂”这一实际问题的过程中，深度学习相关知识，提升综合素养。

二、 教学设计方案

1. 项目主题：探秘补铁剂中的化学

2. 核心驱动问题：如何为贫血患者（如孕妇、青少年）科学地选择一款有效且安全的补铁剂，并设计实验方案检验其有效成分和含量？

3. 教学目标

通过项目式教学学生感受化学在生活中的广泛应用，认识化学对提高人类生活质量的重要性。养严谨求实的科学态度和合作交流的团队精神，掌握Fe、Fe²⁺ 、Fe³⁺ 的相互转化关系及检验方法，掌握Fe（OH）₂、Fe（OH）₃的制备和性质。了解铁盐的净水原理及其应用。 巩固氧化还原反应和离子反应方程式的书写。 通过实验探究、小组讨论、资料分析，体验科学探究的过程。学会设计实验方案、观察记录现象、分析并得出结论。

4. 项目周期：共计4 课时（每课时40 分钟） + 课外小组活动时间。

5. 教学流程与活动设计阶段一：项目启动与入项活动（1 课时）

·情境创设：播放关于“缺铁性贫血”的科普短片，展示市面上的多种补铁剂（如硫酸亚铁片、富马酸亚铁片、葡萄糖酸亚铁口服液等）。

·提出驱动问题：呈现核心驱动问题——“面对这么多产品，如何科学选择并验证其效果？”

·知识头脑风暴：引导学生小组讨论“要解决这个问题，我们需要知道哪些化学知识？”，生成（如：铁有哪些价态？如何检验？哪种铁离子容易被吸收？如何测定含量？）。

·制定项目计划：各小组制定初步探究计划，明确任务分工。教师提供项目学习手册和资源包（包括实验器材清单、相关文献资料索引等）。

阶段二：知识构建与探究实践（2 课时+课外）

本阶段是项目核心，学生围绕子任务进行探究学习，教师作为引导者和资源提供者。

子任务一：铁及其化合物的“身份鉴定”

·活动：实验探究Fe²⁺ 和Fe³⁺ 的检验方法。

·实验内容：

1. 分别向 FeCl₂和FeCl₃溶液中滴加KSCN 溶液，观察现象

2. 分别向 FeCl₂和FeCl₃溶液中滴加NaOH 溶液，观察沉淀的颜色及变化。

3. （进阶）设计实验，实现Fe²⁺ 与Fe³⁺ 的相互转化（如 Fe²⁺ 加氯水氧化；Fe³⁺ 加铁粉还原）。

·成果：小组合作完成实验报告，总结Fe²⁺ 和Fe³⁺ 的鉴定特征和方法。

·子任务二：补铁剂成分大揭秘·活动：应用子任务一的知识，检验真实补铁剂的有效成分。

·实验内容：

1. 取一片补铁剂（如硫酸亚铁片）研磨、溶解、过滤，得到待测液。

2. 用KSCN 溶液检验是否存在Fe³⁺ （可能因氧化而产生）。

3. 先加入KSCN 溶液无明显现象，再加入氯水（或 H₂O₂），溶液变血红色，证明原溶液中含有Fe²⁺ 。

·成果：形成实验结论，确定补铁剂的有效成分是Fe²⁺ ，并讨论其保存和使用注意事项。

·子任务三：铁盐的“超能力”——净水实验·活动：拓展学习，探究硫酸铁、聚合硫酸铁等作为净水剂的原理

·实验内容：配制少量浑浊的泥水，向其中加入少量FeCl₃溶液，搅拌后静置，观察絮凝沉降现象。

·成果：用胶体聚沉的原理解释实验现象，绘制概念图说明铁盐净水的流程和价值。

阶段三：成果制作与修订（课外+0.5 课时）

·各小组整理探究过程和结果，选择形式完成最

·可选成果形式：

1. 一份科学建议书：为特定人群（如肠胃敏感的孕妇）推荐一款补铁剂，并阐述其化学成分、优点和服用建议。

2. 一个创意实验视频：录制并剪辑“检验补铁剂中铁元素价态”的微型实验视频。

3. 一个科普展板：展示“从铁矿石到补铁剂——铁元素的·小组间进行初稿互评，教师给予反馈，指导修订完阶段四：成果展示与评价（0.5 课时）

·举办一个小型“科研成果发布会”，各小组展示最终成果。

·评价采用多元评价方式，包括：

·教师评价：关注知识的准确性、探究的深度和逻辑性。

·小组互评：关注成果的创意性、表达的清晰度。

·自我评价：反思个人在项目中的贡献与成长。

三、 教学反思与结论

本教学设计以“补铁剂”这一真实生活物品为项目载体，成功地将“铁及其化合物”的分散知识点（性质、转化、检验、应用）整合到一个连贯、有意义的任务中。

·优势：

1. 提升学习主动性：驱动问题来源于生活，极大地激发了学生的好奇心和求知欲。

深化知识理解：学生通过亲手实验检验补铁剂，对Fe²⁺ 、Fe³⁺ 的性质有了远比死记硬背更深

3. 发展综合能力：项目过程全面培养了学生的信息检索、实验设计、合作交流、创造性表达等综合能力，有效落实了化学学科核心素养。

4. 体现学科价值：学生深刻体会到化学并非抽象符号，而是改善生活、服务社会的有力工具。

·挑战与对策：

·挑战：课时紧张，学生基础差异可能导致项目进度不一。

·对策：充分利用课外时间，采用翻转课堂模式，将部分知识性内容通过微课让学生课前学习。实施分层任务，让不同能力的学生都能参与其中。

·挑战：实验安全性和药品管理。

·对策：加强安全教育，规范实验操作，教师提前预备好浓度适中的药品。

综上所述，以“探秘补铁剂中的化学”为主题的项目式学习，是对“铁及其化合物”传统教学的一次有效革新。它构建了一个以学生为中心、问题为驱动、素养为导向的高效课堂，为元素化合物知识的教学提供了可借鉴的实践案例。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部. 普通高中化学课程标准（2017 年版 2020 年修订）[S]. 北京： 人民教育出版社，2020.

[2]巴克教育研究所. 项目学习教师指南[M]. 北京： 教育科学出版社， 2008.