楊志月

摘要：將項(xiàng)目化學(xué)習(xí)應(yīng)用于化學(xué)主題復(fù)習(xí)中，以社會(huì)性科學(xué)議題“汽車(chē)制造過(guò)程中產(chǎn)生的污染”為例，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)查閱資料了解污染源、科學(xué)實(shí)踐探究污染物，尋找汽車(chē)制造的綠色工藝。在一步步地調(diào)查與研究中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，提高對(duì)化學(xué)反應(yīng)與社會(huì)發(fā)展關(guān)系的認(rèn)識(shí)，建立綠色環(huán)保的發(fā)展理念。

關(guān)鍵詞：新課標(biāo)；項(xiàng)目化學(xué)習(xí)；社會(huì)性科學(xué)議題

文章編號(hào)：1008-0546（2023）08-0071-03?? 中圖分類(lèi)號(hào)：G632.41?? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2023.08.015

一、問(wèn)題提出

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“新課標(biāo)”）中對(duì)化學(xué)學(xué)科要培養(yǎng)的核心素養(yǎng)進(jìn)行了進(jìn)一步的闡述，也對(duì)化學(xué)課程提出了更為具體化的目標(biāo)要求。[1]教師應(yīng)當(dāng)結(jié)合初中生的個(gè)性特點(diǎn)，充分認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)課堂的弊端，站在以學(xué)生素養(yǎng)發(fā)展為基本點(diǎn)的角度進(jìn)行教學(xué)。項(xiàng)目化學(xué)習(xí)因其具有學(xué)習(xí)過(guò)程的探究性，學(xué)習(xí)內(nèi)容的跨學(xué)科性，評(píng)價(jià)形式的多樣性，成為一種以深度學(xué)習(xí)為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)策略。項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的實(shí)施，對(duì)提高學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)具有重要意義。

二、項(xiàng)目化學(xué)習(xí)

項(xiàng)目化（project）一詞由克伯屈最早應(yīng)用于教育領(lǐng)域，并于20世紀(jì)90年代傳入中國(guó)。項(xiàng)目化學(xué)習(xí)指的是以學(xué)科的基本概念和原理為中心，通過(guò)團(tuán)隊(duì)或小組形式，借助多種資源對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中復(fù)雜、真實(shí)的情景進(jìn)行探究，并在一定時(shí)間內(nèi)解決一系列問(wèn)題的探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)。[2]在項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中，項(xiàng)目的提出尤為重要。“新課標(biāo)”中，對(duì)初中化學(xué)各主題均提出了項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)。通過(guò)對(duì)比歸納不難發(fā)現(xiàn)，一個(gè)好的項(xiàng)目離不開(kāi)“社會(huì)性科學(xué)”這五個(gè)字。只有將與學(xué)科相關(guān)的倫理、道德、環(huán)境等問(wèn)題引入課堂教學(xué)，讓學(xué)生直面問(wèn)題并參與決策，[3]才能有效激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突和探究興趣，從而引領(lǐng)學(xué)生運(yùn)用自己的知識(shí)和能力，對(duì)其作出正確的價(jià)值判斷，強(qiáng)化其社會(huì)實(shí)踐參與感，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)發(fā)展。

三、項(xiàng)目化學(xué)習(xí)在化學(xué)主題復(fù)習(xí)中的應(yīng)用

本文中以社會(huì)性科學(xué)議題“汽車(chē)制造過(guò)程中產(chǎn)生的污染”為例，進(jìn)行義務(wù)教育人教版初中化學(xué)主題四“物質(zhì)的化學(xué)變化”的主題復(fù)習(xí)。

1.驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題的提煉

為了減緩燃油汽車(chē)造成的尾氣污染，新能源汽車(chē)行業(yè)得到迅速發(fā)展。那么，是否當(dāng)新能源汽車(chē)完全取代燃油車(chē)，就可以避免汽車(chē)對(duì)環(huán)境造成的污染呢？實(shí)際上，汽車(chē)在制造的過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生一定的污染物。瀏覽“某地居民投訴某品牌汽車(chē)工廠(chǎng)造成環(huán)境污染，導(dǎo)致兒童流鼻血”的新聞后，提問(wèn)：如果請(qǐng)你來(lái)調(diào)查這件事，你會(huì)從哪些方面著手調(diào)查？

2.項(xiàng)目任務(wù)的分解

項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃由教師與學(xué)生共同制定，教師需要在學(xué)生闡述的觀(guān)點(diǎn)中，提取關(guān)鍵問(wèn)題。例如汽車(chē)制造過(guò)程中為什么會(huì)產(chǎn)生污染？在該新聞中，具體是汽車(chē)生產(chǎn)的哪個(gè)流程產(chǎn)生的污染？污染物有哪些？污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)等，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行分解，得到項(xiàng)目任務(wù)。該項(xiàng)目的實(shí)施流程如圖1所示。

（1）項(xiàng)目任務(wù)一：了解污染源

通過(guò)查閱資料，了解汽車(chē)通常由發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)、車(chē)身及電氣設(shè)備四個(gè)部分組成，對(duì)汽車(chē)制造的污染來(lái)源進(jìn)行猜測(cè)。通過(guò)新聞事實(shí)進(jìn)一步了解到在此新聞中汽車(chē)污染主要來(lái)源于車(chē)身制造的“涂裝”生產(chǎn)線(xiàn)。

（2）項(xiàng)目任務(wù)二：探究污染源

通過(guò)查閱資料，小組合作進(jìn)行總結(jié)歸納，最終得到“涂裝”生產(chǎn)線(xiàn)的部分工藝流程，如圖2所示。

活動(dòng)一：剖析除銹過(guò)程

【資料】工業(yè)除銹劑一般為鹽酸。

【問(wèn)題】除銹過(guò)程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是什么？對(duì)除銹后水洗得到的溶液水洗①中存在的離子進(jìn)行分析。

【小組討論】發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；鐵銹是疏松多孔的，因此在除銹的過(guò)程中鐵必然會(huì)和鹽酸發(fā)生反應(yīng)，因此一定存在 Fe2+。水洗后存在的離子可能有 H+，一定存在的離子有 Fe3+、 Cl-、Fe2+。

【問(wèn)題】如何檢驗(yàn)溶液中是否存在 H+？設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證溶液中存在Fe2+。

【小組討論】總結(jié)：可根據(jù)酸的通性檢驗(yàn)溶液中是否存在H+。

【學(xué)生】溶液中存在 Fe3+會(huì)對(duì) Fe2+的檢驗(yàn)產(chǎn)生干擾，無(wú)法通過(guò)看溶液顏色或加堿看沉淀顏色驗(yàn)證溶液中存在Fe2+。

【資料】Fe2+在酸性溶液中，能和高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使高錳酸鉀溶液褪色。

【小組討論】設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如圖3，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了溶液中存在Fe2+。

【方法總結(jié)】溶液中單一離子的檢驗(yàn)方法：1.觀(guān)察溶液顏色；2.通過(guò)離子間有明顯現(xiàn)象的反應(yīng)；3.利用現(xiàn)代化儀器：傳感器。

活動(dòng)二：探究廢液成分

【資料】磷化是形成磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜的過(guò)程，所形成的磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜稱(chēng)之為磷化膜。磷化的主要目的是給金屬提供保護(hù)，防止金屬被腐蝕，用于涂漆前打底，可增加漆層的附著能力。磷化廢水中主要有H+、PO工業(yè)上采用過(guò)量的熟石灰對(duì)磷化廢液進(jìn)行預(yù)處理，并調(diào)節(jié)pH至10.5以上，以沉淀 PO

【問(wèn)題】經(jīng)過(guò)除銹和磷化兩步處理后最終得到的廢液中含有哪些離子？

【小組討論】經(jīng)過(guò)分析得知：水洗①中存在 H+、 Fe3+、Fe2+、Cl-；水洗②中存在 OH-、Ca2+。其中H+、Fe3+、 Fe2+與 OH-不能共存，因此可以從溶液的酸堿性著手，來(lái)判斷溶液中存在的離子。

【問(wèn)題】已知最終得到的廢液呈堿性，最終得到的廢液中存在哪些離子？

【學(xué)生】廢液中存在OH-、Ca2+、Cl-。

【問(wèn)題】設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一次驗(yàn)證廢液中存在的OH-、Cl-？

【小組討論】通過(guò)堿的通性來(lái)檢驗(yàn) OH-，用 Ag+和 Cl-反應(yīng)生成白色的沉淀來(lái)檢驗(yàn) Cl-。但是由于 OH-會(huì)對(duì) Cl-的檢驗(yàn)產(chǎn)生干擾，因此需先檢驗(yàn)并完全除去溶液中的 OH-，再檢驗(yàn) Cl-?？梢韵驈U液中加入酚酞試液，觀(guān)察到廢液變紅，證明含有 OH-，向原溶液中加入足量的硝酸將溶液酸化，然后滴加硝酸銀溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，證明含有Cl-。

【方法總結(jié)】溶液中混合離子的檢驗(yàn)方法：1.選試劑；2.排順序；3.定用量。

活動(dòng)三：計(jì)算排放濃度

【資料】：過(guò)高濃度的 Cl-含量會(huì)造成土壤鹽堿化、植物生長(zhǎng)困難，并危害人體健康；國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996中，Cl-的排放標(biāo)準(zhǔn)≤300 mg·L-1。若向1 L含有氯化鈣（CaCl2）的廢液中加入1700 mg硝酸銀（AgNO3）恰好完全反應(yīng)。請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算判斷該廢液是否符合排放標(biāo)準(zhǔn)。

【學(xué)生】通過(guò)化學(xué)方程式的計(jì)算回答問(wèn)題。

（3）項(xiàng)目任務(wù)三：尋找新工藝

【資料】汽車(chē)“涂裝”工藝流程中，污染和危害最大的是磷化產(chǎn)生的廢水及噴涂產(chǎn)生的含有苯與二甲苯等廢氣。

【問(wèn)題】通過(guò)對(duì)汽車(chē)“涂裝”工藝流程的分析，可以如何有效保護(hù)環(huán)境？

【學(xué)生】結(jié)合所學(xué)知識(shí)和生活實(shí)際，提出可以對(duì)磷化成膜技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，使用環(huán)保水性油漆，用活性炭吸附廢氣等。

【問(wèn)題】除了汽車(chē)車(chē)身的制造會(huì)產(chǎn)生污染，汽車(chē)的其他構(gòu)成也會(huì)造成污染嗎？如何有效降低污染？

【資料】燃油汽車(chē)在行駛過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量含有 CO、CO2、SO2等尾氣，對(duì)環(huán)境和人體健康造成極大的危害；新能源汽車(chē)的電池一般3-4年更換一次，電池中含有的銅、鉛等重金屬，若處理不當(dāng)會(huì)在生物體內(nèi)累積，破壞蛋白質(zhì)和血紅蛋白的活性。

3.項(xiàng)目評(píng)價(jià)

可根據(jù)項(xiàng)目實(shí)施與成果展示環(huán)節(jié)中學(xué)生的表現(xiàn)，就參與度、社會(huì)性、探究性、完成度等進(jìn)行自評(píng)或互評(píng)。通過(guò)評(píng)價(jià)反思，鞏固對(duì)化學(xué)反應(yīng)相關(guān)知識(shí)的掌握，初步建立化學(xué)反應(yīng)對(duì)社會(huì)發(fā)展重要性的認(rèn)識(shí)，發(fā)展學(xué)生的綜合思維和核心素養(yǎng)。

四、結(jié)語(yǔ)

將項(xiàng)目化學(xué)習(xí)應(yīng)用于初中化學(xué)主題復(fù)習(xí)中，可以很好地串聯(lián)主題內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)大單元教學(xué)，有利于知識(shí)的重構(gòu)，提高學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。項(xiàng)目實(shí)施的過(guò)程亦是交流討論，通過(guò)科學(xué)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程，有利于培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

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