以一道中考化学题说开去，项目式教学应该怎么开展？

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手持技术进入化学课堂，会产生怎样的变化？化学老师如何引导学生使用手持技术进行探究式学习？安徽省宣城市第六中学的魏明贵老师以“神奇的除湿剂”项目教学设计为例，详细阐述了手持技术在项目式教学中的应用与反思。

手持技术在项目式教学中的应用与反思

——以“神奇的除湿剂”项目教学设计为例

文  |   魏明贵

项目式教学是20世纪中后期逐渐完善的一种新型教学方法。它是将教学内容转化为若干个教学项目，围绕项目组织并开展教学，为便于师生共同完成一项完整的项目任务而实施的教学活动。教师应用这种方法教学，可使学生体会化学的趣味性和实用性及学科价值。随着科学技术的发展，手持技术进入化学课堂。课堂教学中，教师利用手持技术带领学生进行研究性学习，不仅可以锻炼他们的动手能力，而且能激发他们的学习兴趣，还能提升他们的学科核心素养和思维品质。

笔者选取学生较熟悉的除湿剂为研究对象，以市场上常见的变色硅胶、氯化钙和蒙脱石等除湿剂为研究载体，利用手持技术开展相关研究，引导学生分析、推理，获得知识和技能，发展个人能力；通过开展探究活动，实现对微粒的性质、浓硫酸等干燥剂知识的融合应用。这样既整合了课堂教学内容，又能发展学生的化学学科核心素养。

项目背景

2018年安徽中考第15题部分内容：

某兴趣小组在相同条件下，将10.00g下列物质分别置于相同规格的烧杯，并敞口存放（烧杯中物质的质量随时间变化见表1），回答下列问题。

（１）图1中能反映水在空气中放置时发生变化的微观示意图是____（填字母序号）。（图中__表示氧原子，__表示氢原子）

（２）石灰水在空气中久置后出现浑浊现象。该反应的化学方程式为____ 。

（３）为研制一种安全、环保的除湿剂，可选择表1中的____ (填溶质的化学式)。

试题的情境、知识、问题等都充分体现了核心素养导向下的测试宗旨。试题的定量研究需要一两天时间，教师在课堂上无法让这一情境重现。

试题（3）要求选出“一种安全、环保的除湿剂”，人教版教材中提到“浓硫酸具有吸水性，在实验室中常用它做干燥剂”，但是危化品管理严格，且其具有强烈的腐蚀性，考虑实验安全性及环保等问题，学生也很少选择“浓硫酸”。

那么，有没有可能用对环境友好试剂来替代呢？针对教学中的问题，笔者选择生活中常用的除湿剂作为项目式教学的研究对象，利用手持技术，开展了一系列探究活动并得出了相关结论。

课程设计与实验操作

验证除湿功能（学生活动1）

【思考问题】利用除湿剂真的可以除湿吗？

【学生操作】设计实验：用25mL烧杯盛放等体积、等温度的两杯水，并分别置于生化密闭实验器中，其中一个实验器中加有硅胶20.0g。学生连接数据采集器和电脑，打开数字实验软件，将两个湿度传感器同时插入密闭实验器中，持续5分钟采集数据（如图２）。

课堂教学中，在采集实验数据前，各小组各自画出实验可能出现的曲线图。

【课堂展示】大屏幕展示用采集到数据生成的曲线图，横坐标表示时间，纵坐标表示密闭容器中的湿度（如图３）。

【观察讨论】学生1：根据曲线及实验数据可知两个容器中的湿度开始有段上升，这说明水分子开始向容器中扩散，使湿度增大，而在扩散的同时有的水分子又回到烧杯中，一段时间后没有除湿剂的容器中湿度维持一个相对定值，此时气态水的密度不再增大，液态水也不再增加，达到一种动态气液相平衡状态。

学生2：被置入除湿剂的容器中虽然也出现了短暂湿度上升，但因为有除湿剂（硅胶）的存在，湿度一直下降。在除湿剂持续发挥作用后，湿度也逐渐维持一个定值，达到相对平衡状态。这说明除湿剂发挥功效了。

【课堂任务】教师要求学生画出密闭容器中水分子运动的微观图，并板书。

比较除湿效果（学生活动2）

【思考问题】哪种除湿剂除湿效果更好？

【学生操作】设计实验：称取硅胶、蒙脱石和氯化钙三种除湿剂各20.0g，放入3个相同的生化密闭实验器。学生连接数据采集器和电脑，打开数字实验软件，将3个湿度传感器插入密闭实验器，持续20分钟采集数据。横坐标表示时间，纵坐标表示密闭容器中的湿度。（课堂教学中，在采集实验数据前，各小组画出实验可能出现的曲线图。）

【课堂展示】大屏幕展示用采集到数据生成的曲线图（如图４）。

【观察讨论】学生1：根据曲线变化情况可知在同样条件下硅胶和蒙脱石除湿效果比较好，其次是氯化钙。

学生2：本组在实验过程中发现，氯化钙颗粒大小均匀，但是吸湿后易黏结在一起，使水汽和氯化钙融合成胶状；蒙脱石呈细小片状，易堆积在一起；硅胶除湿剂的颗粒大小也很均匀，除湿过程中变色现象明显，除湿效果优良。

学生3：本组结合前期查阅资料，从吸湿性和环保角度评价三种除湿剂，认为硅胶吸附性能高，热稳定性较好，在吸湿后加热到300℃左右可再生利用，它也广泛应用于食品、医药和电子工业等行业中。

论证替代方案（学生活动3）

【思考问题】实验室常用浓硫酸等做干燥剂，是否可以用生活中除湿剂替代这些干燥剂呢？

【课堂讨论】

学生1：本组讨论认为可以，因为浓硫酸属于危化品，使用不安全、不环保。

学生2：用硅胶替代，挺好。

学生3：本组查阅资料后认为，浓硫酸适合干燥流动气体。

学生4：还是用手持技术来分析看看。

【思考问题】浓硫酸干燥流动的气体效果到底如何？（用双氧水制取氧气）

【学生操作】设计实验：用锥形瓶作过氧化氢分解制取氧气的发生装置，将产生的氧气同时通过浓硫酸两次干燥；将湿度传感器分别放入收集氧气的密封保鲜袋内，连接数据采集器和电脑，打开数字化实验软件，持续5分钟采集数据。说明：横坐标表示时间，纵坐标表示塑料袋内的湿度。

【课堂展示】大屏幕展示用采集到的数据生成的曲线图。

教学总计

开展项目式的教学活动，学生学科核心素养得以提升

学生在分组讨论中提出了“除湿剂是否真的可以除湿”这个话题。对于这个问题，从前期查阅资料的结果来看答案是肯定的，在课堂上通过设计实验让学生亲眼见证更有说服力。

在教学活动中，教师采取POE［predict（预测），observe（观察），explain（解释）］策略，让学生体验探究的喜悦和成就感。通过曲线的表征，学生从建模的角度描绘微观变化过程，提升了证据推理、模型认知的学科素养。通过对化学反应宏微变化的立体探究，学生提升了宏观辨识和微观探析的学科素养，逐步形成变化观念和平衡思想学科素养。

在学习活动中，学生是信息加工的主体、认知意义的主动建构者。学生在团队中相互合作，学会了交流与表达。

手持技术在活动中使用，学生研究问题能力得以加强

通过手持技术在项目活动中的应用，使研究结论变得精准，不仅使研究的结果可视化，而且形成了很多生成性问题，如通过曲线表征发现生活中除湿剂除湿效果好，提出教材中提及的干燥剂是否“名副其实”等问题。这样的定量研究，使学生的研究问题能力得以加强。参与活动的学生都有存在感、价值感，团队意识明显增强。

项目式学习是学生在教师引领下，基于真实情境自主参与学习和研究的过程。开展探究活动是学习的重要环节，手持技术在活动中的应用，可以帮助学生科学、严谨地学习，最终在探究和解决真实问题的过程中，获取学科相关知识，实现关键能力、必备品格的发展。

（作者系安徽省宣城市第六中学教师，宣城市学科带头人）

文章来源：《中小学数字化教学》2019年第8期

责任编辑：祝元志

微信编辑：李中华

监    制：朱哲