指向化学核心素养的微项目学习的实践研究——以“实验室制取二氧化碳后的废液处理”为例

指向化学核心素养的微项目学习的实践研究——以“实验室制取二氧化碳后的废液处理”为例

林爱华

（南京市中华中学上新河初级中学    江苏 南京 210019）

 摘要：以“实验室制取二氧化碳后的废液处理”为例，通过真实的问题解决阐述如何在化学学科教学中设计微项目学习。通过界定任务、实验探究、建构模型、反思总结四个流程展开项目化学习设计，最终培养学生的化学课程核心素养。

关键词：微项目学习；核心素养；废液处理

微项目学习是项目式学习的“精缩版”，占用课时较少，能在短时间内快速引发学生的学习兴趣，有效连接了学生的学习和生活世界，让他们觉得学习化学是有趣、有意义的。而且通过小组探究，每个人的意见不同，同学们求同存异，得到不同的感知和看法，能有效培养学生的合作和沟通能力。初中化学课程核心素养的发展是微项目学习的目标指向，而微项目学习则是学生发展化学核心素养的非常重要的现实路径之一。

二氧化碳的实验室制取是初中阶段必做的学生分组实验，学生实验结束将产生大量的废液，这些废液中有哪些成分？能直接排放吗？直接排放会带来哪些污染？如何处理废液？这个实验还有什么实际应用价值？这一系列的真实问题带来的微项目学习不仅巩固了教材文本的基础知识，还在实践中培养了学生的科学探究能力、环保意识、激发了学生的社会责任感。

项目背景：实验室制取二氧化碳的废液中的成分是什么？废液能否直接排放？该实验有哪些实际应用价值？本项目从环保角度出发，引导学生发现问题，从教学角度做出判断并提出合理化的建议。作为方案设计者，学生要与合作伙伴确定必须要探究的实验，查阅的资料、以及相关实验数据分析形成合理的处理方案。同时，该项目真实的问题情境具有较强的代入感，能激发学生的社会责任感。

核心知识：（1）通过对实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳后废液成分的猜想、设计实验验证、设计实验处理及回收等活动引导学生了解科学探究的一般要素。（2）在系列实验探究活动中提升学生的基本化学实验技能，如对药品的取用、加热、测溶液的酸碱性、根据物质性质检验和区分一些常见物质、使用过滤方法对混合物进行分离等。（3）创设实验情境，借助于多媒体教学手段，将自然、社会、生物等各个邻域的相关知识有效整合进本课教学，在科学探究中体验离子检验、物质除杂、计算产率、实验方案设计等学科知识的应用，努力折射出枯燥的实验设计背后所散发的独特魅力。（4）巧设探究情境，让废液最终变废为宝，对环境零排放。在科学探究中理解绿色化学的核心理念，提高学生的科学素养。

教学流程：该微项目是一个综合、复杂、开放的实践活动。学生在完成任务的过程中，不仅要弄清废液处理的一般方法，还要探究该实验在实际中的应用。按照项目的实践过程，共有以下四个核心活动。

活动1：界定任务。课前分析废液，对废液成分进行猜想，查阅资料弄清废液中的这些成分对环境有什么影响，废液回收后如何集中处理，最好能够变废为宝回收再利用等。通过这些任务的解决，体验项目化学习的意义和价值。

活动2：实验探究。

（1）项目化学习的真实实验情境：学生走进化学实验室进行了“二氧化碳的实验室制取”实验，实验结束，得到了一些废液和废渣。这些废液和废渣如何处理？我们需要从环保、经济、可持续性发展等角度思考。

（2）废渣为未反应完的石灰石，可以洗净后可以继续用于实验室制取二氧化碳；废液中的成分需要同学们进行定性和定量实验来确定。基本流程是：首先是合理猜想废液的成分；然后是选择合理的、尽可能多的物质来设计实验；其次是利用酸的化学性质来进行实验，证明猜想；接着利用数字化实验分析废液成分，计算各成分的含量；最后是明确废液直接排放对环境的影响以及回收的价值。

活动3：建构模型。

模型一：废液成分合理猜想的建模：废液中一定存在可溶性的生成物和过量的可溶性的反应物。能相互反应的物质不能在同一溶液中共存。

模型二：检验酸性物质的方法：应用酸的化学性质分类检验。

模型三：定量计算确定含量：利用合适的化学反应反应掉混合物中的一种成分，测定混合物在反应前后质量（或体积）的变化，从而得出该成分的含量。

活动4：反思总结

学生分组实验的结束并不是实验真正的结束，我们还需要探究和处理的问题很多，具体问题得具体化处理解决。在具体实验情境中展开的本次微项目学习，定性实验提高了学生的实践能力，定量实验拓展了学生的眼界，提升了学生的分析图表、处理数据的能力；项目组合作以环保和经济为出发点解决废液问题，培养了学生的团队合作意识；本次的微项目学习已经培养学生的素养转化为持续的学习实践，最终学生具备终生学习的能力。

微项目学习用真实问题驱动，用高阶学习带动低阶学习，引导学生合作解决大问题，让他们像科学家那样在富有挑战性的情境中，不断洞察并创造性地思考，最终能有效发展化学课程核心素养。