促进核心素养融合发展的项目式教学
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作者:李俊红
摘要：从现实世界问题“配料如何使鸭蛋变成皮蛋”确立项目“皮蛋制作”，通过“是何：皮蛋的由来与营养价值”“如何：皮蛋的泥料与制作原理”“为何：皮蛋的吃法与注意事项”“若何：皮蛋的配方与检验建模”等四个任务，融酸碱盐性质复习于真实情境真实问题解决的探究实践，促进了学生核心素养的融合发展。
关键词：酸碱盐的性质及应用；项目式学习；复习教学；实验探究；核心素养
文章编号：1008-0546（2023）03-0056-07 中图分类号：G632.41 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2023.03.013
传统复习课教学注重化学知识的归纳和运用知识解题能力的培养，义务教育化学课程标准（2022年版，以下简称新课标）要求“设计真实情境下不同陌生度和复杂度的问题解决活动，引导学生通过小组合作、实验探究、讨论交流等多样化方式解决问题，注重开展项目式学习活动，引导学生‘做中学’‘用中学’‘创中学’，促进学生核心素养的发展”[1]。如何从知识传授到核心素养落地？如何从纸笔解题到解决实际问题？如何开展基于真实情境、问题解决的项目式学习落实新课标的教学要求？基于以上思考，笔者尝试从学生提出的现实问题“配料如何使鸭蛋变成皮蛋”确立项目“皮蛋制作”，通过“是何：皮蛋的由来与营养价值”“如何：皮蛋的泥料与制作原理”“为何：皮蛋的吃法与注意事项”“若何：皮蛋的配方与检验建模”等四个任务，融酸碱盐性质复习于真实情境真实问题解决的探究实践，取得了较好的复习效果。
一、设计思路
本教学案例的功能定位是酸碱盐性质及应用的复习，适合九年级化学下学期中考前总复习使用，共1课时。皮蛋是学生熟悉的风味美食，和学生生活密切相关，本节课所选皮蛋配料（生石灰、碳酸钠、食用盐、饮用水）相互间的反应及反应后成分的检验，承载了新课标对酸碱盐性质及应用的学业质量要求“能从宏观、微观、符号相结合的视角说明物质变化的现象和本质。能根据解决与化学相关的简单问题的需要，运用物质检验等实验探究的一般思路与方法，设计简单的实验探究方案，能对实验证据进行分析推理，得出合理的结论。体会物质的性质及应用与日常生活的密切联系，认R化学科学对解决实际问题的重要意义”[1]。项目确立的设计思路见图1。
项目学习目标如下：
（1）通过品尝皮蛋的情境体验，能从现实问题凝练化学问题，具有对物质世界及其变化的好奇心、探究欲；成果。
（2）通过经历制作皮蛋的泥料浸出液成分的探究过程，增强动手实践能力，养成严谨求实的科学态度。能用“宏―微―符”三重表征复分解反应，能设计合理的实验方案，检验物质的酸碱性、碳酸根离子、氯离子和氢氧根离子（有干扰），建构混合物质体系中物质检验的一般思路，形成物质分类（组成）决定性质、性质决定应用的学科观念；
（3）通过对皮蛋美食的起源、营养、原理和吃法等的了解，赞赏化学对满足人民日益增长的美好生活需要作出的贡献，增强民族自豪感和社会责任，形成合理的物质观和健康的饮食习惯。
二、教学流程
项目学习过程主要包括5个教学环节：确立、规划项目（教学环节1）→实施项目（教学环节2-4）→评价项目（教学环节5+课后作业展示）。项目学习流程见图2。
三、教学过程
1.创设情境，明确任务
【教师】同学们吃过皮蛋吗？关于皮蛋，你能提出什么化学问题？（播放部分学生品皮蛋提问题的视频。）
【学生】观看视频，思考问题：皮蛋为什么有松花，蛋黄为什么有溏心，吃起来为什么有涩味，怎么吃能除怪味，皮蛋是否含铅，如何制作皮蛋，为什么要用这些配料：生石灰、碳酸钠、食用盐和饮用水。
【教师】出示学生所品皮蛋的相关信息（见图3），提出学科问题：制作皮蛋过程中，配料之间有无发生反应，如何设计实验验证反应后的成分，这些成分如何发挥作用使鸭蛋变成皮蛋，皮蛋是谁发明的，皮蛋有何营养，皮蛋有哪些吃法，需要注意什么。这就是我们今天的学习任务。通过本节课的学习，你能否自制配方腌制皮蛋，在某个特别的日子比如你的生日，送给生养你的父母，特别是你的母亲，是不是很有意义？
设计意图：基于真实情境引发真实问题，情境既和学生生活实际密切相关，又承载初中化学的核心知识―酸碱盐的性质及应用（复分解反应和物质的检验）。从生活走进化学，激发学生对物质世界的好奇心和探究欲，明晰项目实施的路径，明确项目最终成果是自制皮蛋，渗透德育教育。
制作过程：
将生石灰、碳酸钠、水、食用盐和黄泥等配料按比例调成浆糊状，将调制好的料浆均匀裹满鲜蛋，密封保存，数天后即可食用。
2.皮蛋的起源与营养价值
【教师】皮蛋美食是谁发明的？皮蛋有何营养价值？
【学生】汇报网上查阅的资料：皮蛋也叫松花蛋和碱蛋，相传明代江苏一家茶馆，店主在应客时将泡过的茶叶倒在有鸭蛋的炉灰中，主人在清茶渣时发现剥开的鸭蛋黝黑光亮有花纹，闻到一种特殊香味，尝起来香滑爽口，这便是皮蛋的由来。
【教师】介绍明代1504年《竹屿山房杂部》和明代1633年《养余月令》对皮蛋制作配方的记载，清代《随息居饮食谱》提到“皮蛋，味辛、涩、甘、咸，能泻热、醒酒、去大肠炎、治泻痢，能散能敛”[2]，皮蛋这道传统风味美食距今已经五百多年，是我国古代劳动人民智慧的体现，是世界食品加工史上一项了不起的成就。皮蛋味涩、咸，这描述的是物质的什么性质？从这个性质可以预测制作皮蛋的配料中含有什么物质？
【学生】感受我国古代劳动人民制作皮蛋对世界食品加工史的贡献，了解皮蛋的药用价值，从物质性质推测制作皮蛋的配料里有碱性物质和食用盐。
设计意图：对于非挑战性的学习任务，通过课前完成课上交流的方式，培养学生资料搜集和语言表达能力。通过师生对皮蛋起源查阅资料的对照，发展学生对史料来源权威性的判断意识。通过对皮蛋起源及营养的历史了解，增强民族自豪感和社会责任，树立文化自信。体会物质性质与物质成分的关系。
3.皮蛋的泥料与制作原理
【教师】这些配料是怎么制成皮蛋的？播放制作皮蛋^程的视频。在调浆过程中，配料间有无发生化学反应？请同学们根据图3完成学习任务1。
【学习任务1】写出制作皮蛋调浆过程中配料之间发生反应的化学方程式，根据图4，说出反应的微观本质。
【学生】CaO+H2O=Ca（OH）2 Ca（OH）2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
【教师】反应的基本反应类型是什么？
【学生】化合反应和复分解反应。
【教师】复分解反应为什么能发生？
【学生】生成沉淀。
【追问】溶液中哪对离子反应生成了沉淀？【学生】钙离子和碳酸根离子反应生成碳酸钙。
【教师】制作皮蛋的配料若加了草木灰，做出来的皮蛋就是黑色的。草木灰的主要成分是？草木灰发生反应的化学方程式是？
【学生】Ca（OH）2+ K2CO3=CaCO3↓+2KOH
【追问】这个复分解反应能发生，是因为哪对离子发生了变化？请模仿图4画出碳酸钾和氢氧化钙反应的微观示意图（见图5）。
【学生】评价：图5（a）碳酸钾在溶液中解离出碳酸根离子和钾离子，不是钾单质，钾离子和氢氧根离子结合生成氢氧化钾，氢氧化钾在溶液中又解离出氢氧根离子和钾离子，反应前后钾离子和氢氧根离子没有变；（b）反应前后元素不守恒，反应后少画一个钾离子；（c）正确。
【归纳】化学反应不同，化学方程式不同，微观反应的本质可以相同，可见微观反应本质更能揭示一类反应的规律。
【教师】如果把包裹在皮蛋（图3b）外层的泥料刮下来，加蒸馏水溶解过滤，得到泥料浸出液，泥料浸出液里面有什么？溶液的酸碱性如何？请完成学习任务2。
【学习任务2】皮蛋（壳）外层包裹泥料浸出液中一定含有的溶质是，可能含有的溶质是，浸出液呈 （填“酸性”“中性”或“碱性”），如何设计实验验证？
【学生】一定有氢氧化钠，因为这是反应生成的；一定有氯化钠，因为没参加反应；可能有碳酸钠或氢氧化钙，因为可能有一种过量。溶液一定呈碱性，因为一定有的氯化钠显中性，氢氧化钠显碱性，可能有的氢氧化钙、碳酸钠溶液均显碱性。证明溶液显碱性可用氯化钡溶液，现象是有白色沉淀。
【教师】是什么物质和氯化钡反应产生了白色沉淀，能证明溶液显碱性？
【学生】碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡，说明有碳酸钠，碳酸钠溶液显碱性。
【追问】使溶液显碱性的粒子是氢氧根离子还是碳酸根离子？证明溶液显碱性是证明氢氧根离子还是碳酸根离子？
【学生】氢氧根离子。
【教师】如何设计实验证明溶液显碱性？
【学生】酚酞、石蕊、氯化镁、硫酸铜、氯化铁、pH 试纸。
【追问】你是怎么想到用这些方法的？
【学生】这些都是碱的化学性质，而且有明显现象：指示剂变色、产生白色、蓝色或红褐色沉淀或pH>7。
【归纳】对。检验物质首先要分析物质所属的类别，依据物质类别具有性质产生的特征现象来确定物质的成分。
【分组实验】用pH试纸测浸出液的pH，汇报pH=8或9。
【教师】浸出液可能有氢氧化钙。如何设计实验证明？解释说明为什么能用这个方法？
【学生】取样，加碳酸钠溶液，若有白色沉淀，则有氢氧化钙。利用碱和盐反应，有碳酸钙白色沉淀。
【追问】有没有另一种方法让钙离子沉淀呢？这利用的是碱的什么性质？
【学生】用二氧化碳，碱（氢氧化钙）和非金属氧化物（二氧化碳）反应生成沉淀。
【追问】能不能用无色酚酞变红，证明有氢氧化钙？
【学生】不能，因为溶液中有氢氧化钠，也显碱性。
【归纳】对于混合物体系中物质的检验，除了考虑待检物的类别、性质，也需要考虑体系中有无干扰物，利用待检物和干扰物组成上的差异，确定所加试剂产
生的现象是待检物的特征性质产生的。
【学生演示】往浸出液里吹气和不吹气的作对照。吹气的不变浑浊，说明浸出液中没有氢氧化钙。
【教师】浸出液里没有氢氧化钙，就一定有碳酸钠吗？如何设计实验检验混有氯化钠、氢氧化钠溶液的碳酸钠？有同学设计了实验方案（见图6），请谈谈你的看法。
【学生】图6（a）利用碳酸钠和碱反应有白色沉淀，（b）利用碳酸钠和盐反应有白色沉淀，（c）利用碳酸钠和酸反应有气泡和石灰水变浑浊，以上方案都对。
【追问】这些现象有没有可能是体系中氯化钠或氢氧化钠产生的？判断的依据是？
【学生】根据复分解反应发生的条件，氢氧化钠和氯化钙会生成氢氧化钙微溶物，会看见白色浑浊吗？
【学生演示】氢氧化钠溶液中加氯化钙溶液产生白色浑浊。
【归纳】检验碳酸钠，依据盐的化学性质，根据反应产生的明显现象（气泡、沉淀等）确认物质成分，同时要考虑体系中有无干扰物，所以图6（b）最好不用氯化钙检验碳酸钠。
【追问】能否用图6（c）所示，直接用泥料固体加盐酸，把气体通入澄清石灰水做实验验证碳酸钠？
【学生】不能，因为泥料中含碳酸钙。
【追问】泥料中碳酸钙是怎么生成的呢？这里检验碳酸钠实际上检验的是？
【学生】碳酸钙是碳酸钠变的，实际上是检验碳酸根离子。
【学生演示】用图6（c）检验碳酸钠，发现有气泡，石灰水变白色浑浊，说明含碳酸钠。
【教师】浸出液中的氯化钠如何检验？
【学生】加硝酸银溶液，若有白色沉淀，则有氯化钠。
【追问】在待检物的w系中，白色沉淀有没有可能是除氯化钠外的物质和硝酸银产生的呢？如何改进实验方案？
【学生】碳酸钠和硝酸银反应会生成碳酸银白色沉淀，可以再加稀硝酸，碳酸银会和硝酸反应，氯化银不会，所以若沉淀不消失，则说明有氯化钠。
【分组实验】取样，加硝酸酸化的硝酸银溶液，有白色沉淀，说明有氯离子。
【教师】现在已检验出浸出液中含碳酸钠、氯化钠，那么氢氧化钠如何检验？有同学设计要先除去碳酸钠再加酚酞检验和除去碳酸钠的方案（见图7），请谈谈你的看法。
【学生】因为碳酸钠溶液也显碱性，对检验氢氧化钠的碱性会造成干扰，所以要除去碳酸钠，除去碳酸钠再加酚酞，若变红，则有氢氧化钠。
【教师】为什么不除氯化钠？图7（b）除碳酸钠为什么不能用盐酸和氢氧化钙，而能用氯化钡溶液？
【学生】氯化钠溶液显中性，对检验氢氧化钠无影响。盐酸把待检物氢氧化钠也除了，氢氧化钙万一加过量，溶液显碱性对检验氢氧化钠有干扰。氯化钡溶液显中性，又能和碳酸钠反应。
【追问】氢氧化钙即使加适量，也不能用，为什么？
【学生】反应生成了氢氧化钠，对原待检物有干扰。
【归纳】若待检物体系中有干扰物，应根据干扰物所属的类别和性质除去干扰物，同时注意不能把待检物除去，也不能加入新的干扰物。
【追问】氯化钡溶液加多少？加少量可以吗？
【学生】加少量除不干净碳酸钠，要加过量。
【追问】怎么判断碳酸钠完全除去？
【学生】取反应后的澄清液，加氯化钡，观察没有白色沉淀，则说明碳酸钠没了。
【追问】碳酸钠除干净后检验氢氧化钠，只能用酚酞？还有别的方法？
【学生】石蕊、硫酸铜或氯化铁溶液。
【小结】对，利用碱的化学性质产生的明显现象可以帮助我们确认溶液中氢氧根离子的存在。
【分组实验】用过量氯化钡溶液除去碳酸钠，清液加酚酞变红，说明有氢氧化钠。
【教师】同学们用实验证明泥料浸出液呈碱性，碱有腐蚀性。这是不是提醒我们制作皮蛋在调浆过程中尽量不用手直接接触，同时注意保护眼睛，盛放泥浆的容器还要考虑是否与碱反应。这也解释了吃皮蛋时为什么要蘸醋。这些碱性物质如何发挥作用使鸭蛋变成皮蛋？
【学生】观看皮蛋制作原理的视频，体会物质性质和应用的关系。
【归纳】皮蛋制作关键利用的是泥料中碱性物质使蛋白质变性的原理。泥料中的强碱氢氧化钠等经蛋壳渗入鲜蛋后，与蛋白质发生反应，使之分解、凝固放出少量硫化氢气体，同时渗入的碱会和蛋白质分解出的氨基酸反应生成盐的晶体沉积在凝胶状的皮蛋蛋清中，便出现朵朵白色的“松花”，而硫化氢气体与蛋清蛋黄中的矿物质反应生成各种硫化物，于是蛋清蛋黄颜色发生改变。[3]
设计意图：从皮蛋商品标签和制作视频中获取信息，书写化学方程式，判断化学反应基本反应类型，从“宏观-微观-符号”三重视角表征复分解反应，培养学科思维，引导比较碳酸钠、碳酸钾和氢氧化钙反应的化学方程式和微观本质，为高中学习离子反应做了铺垫。基于真实情境亲身经历对泥料浸出液中碳酸根离子、氯离子以及除去碳酸钠检验氢氧化钠的探究实践，突破课本验证氢氧化钠部分变质的教学难点。[4]应用酸碱盐的性质解决实际问题，培养严谨求实的科学态度和以实验为主的科学探究能力，培养物质检验从定性到粗定量的意识，形成性质决定应用的学科观念。
4.皮蛋的吃法与注意事项
【设问】皮蛋有哪些吃法？需要注意什么？
【学生】小组汇报皮蛋吃法与注意事项：含铅少食；配姜末和醋；不宜与甲鱼、李子、红糖同食。
【归纳】皮蛋虽然美味也不能贪吃，还要注意皮蛋和哪些食物相生相克，吃得科学身体才会更健康。
设计意图：引导学生课前查阅资料，对怎么吃皮蛋，吃多少，为什么这么吃有了进一步的认识，引导形成合理的物质观和健康的饮食观念。
5.皮蛋的配方与检验建模
【教师】通过本节课的学习，你能否自制配方制作皮蛋（课后作业），画出混合物体系中物质检验的一般思路？
【成果展示】学生设计的自制皮蛋配方（见图8）和物质检验的一般思路（见图9）。
【归纳】本节课无论是对制作皮蛋泥料浸出液成分的检验，还是对皮蛋制作原理的探寻，充分体现了酸碱盐、性质、应用三者的关系，它们是什么关系？展示板书（见图10）。
设计意图：自制皮蛋配方和物质检验建模的评价设计，旨在反馈学生对制作皮蛋配料定性定量的认识水平和物质检验基于物质类别具有性质产生特征现象确认物质成分的关联水平。展示以大概念统领的结构化板书，点出统摄本节课具体内容的大概念：物质组成决定物质性质，物质性质决定物质应用。
四、评价反思
本节课是厦门市邹标名师工作室开展送教活动的一节示范课。听完本节课后，厦门实验中学正高级教师邹标认为，本节课课题引入基于学生生活实际，拉近了化学与学生的情感，激发了学生学习化学的兴趣，通过皮蛋制作的真实情境，巧妙地把知识（酸碱盐的性质、物质检验）、能力（学习理解、应用实践、迁移创新）、素养（结构观、变化观、宏微结合、实验探究、证据推理、科学态度）有机融合，设计小组汇报、学生板演、演示、分组等多样化的学习活动，引导学生开展符号表征、设计验证、解释说明、证据推理等具有化学学科特质的高级思维活动，通过教师不断追问层层递进，引发学生思维进阶，最后板书点出统摄具体学习内容的大概念：物质组成、性质、应用的关系，皮蛋制作项目的完成指向学生的学科知识建构、问题解决能力提升及核心素养的发展。
此外，学生课堂表现及评价反馈（见图8和图9）显示：学生知道团队合作能更快完成实验，缺乏合作的精细指导和磨合体验；学生知道制作皮蛋的定性配方，缺乏定量意识；学生知道依据物质化学性质产生的明显现象可以确认物质成分，缺乏物质化学性质或物理性质依据的类别视角；知道物质检验若有干扰物，需要比较干扰物和待检物的性质除去干扰物，缺乏更多的实际问题解决经历。总而言之，通过本节课的学习，正如学生所言“思想上知道了要从定性到定量，性质决定用途；知识上知道了‘泥’的成分是什么；生活上知道了皮蛋的吃法和制作过程”。课后一些同学纷纷尝试在家里自制皮蛋，希望在班级能展示制作过程和成果。本节课虽然取得了预设的教学效果，有些环节仍需进一步思考：学生展示与时间紧迫的突出矛盾；内容优化与时间分配的合理问题；板书结构化与呈现时机的适当性问题等。
参考文献
[1]中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准（2022年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2022.
[2]杜正国.皮蛋史话[J].烹调知识，1998（2）：31.
[3]彭卫.《皮蛋中的化学》教学过程实录[J].化学教学，2003（1）：50-54.
[4]人民教育出版社，课程教材研究所，化学课程教材研究开发中心.义务教育教科书（九年级化学下册）[M].北京：人民教育出版社，2012.
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