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摘要：聚焦真实的化学问题，以探秘铁粉型暖贴开展项目式学习为例，让学生自主选定研究任务，在体验真实实验探究和解决问题的过程中不断修正方案，完善认知，自主建立起实验探究的认知模型;培养学生理性和思辨思维、科学探究与创新意识、基于证据推理与归纳概括能力等;探讨通过项目学习的开展，从社会域和学科域整合的方式去提升学生学习的质量和思维品质的途径。
关键词：项目式学习;提升思维品质;暖贴
文章编号：1008-0546（2019）07-0018-04
中图分类号：G632.41
文献标识码：B
doi： 10.3969/j.issn.1008-0546.2019.07.005
一、问题的提出
《普通高中化学课程标准（2017年版）》提出重视开展“素养为本”的教学。倡导真实问题情境的创设，开展以化学实验为主的多种探究活动，重视教学内容的结构化设计，激发学生学习化学的兴趣，促进学生学习方式的转变，培养他们的创新精神和实践能力[1]。
“素养为本”的教学理念是不仅要关注当下课堂的高效，还应关注影响学生终身发展的素养的目标，这就要从初三化学进行学科整体规划。初三化学虽是化学学习的初始年段，但也是化学学科核心素养培养体系中重要的基础和组成部分。初三学生的思维发展如何直接关系到高中化学学习的知识、能力、素养各方面能否顺利衔接。笔者认为在初三化学复习时适当采用项目式学习是一个切实有效的方法，为学生素养的发展提供了一条值得探索的途径。本文以探秘铁粉型的暖贴为例，探讨基于真实问题情境下如何开展项目式学习，提升初三学生化学思维品质的方法。
二、案例设计思路和实施过程
1.实施本项目的意义
进入初三总复习，学生已经具备相关的化学知识（学习了氧气、金属和酸碱盐等元素化合物的性质）和一定的实验操作和探究能力，该阶段的教学，笔者认为教师应该站在上位去思考和把握每一节课要实现的教学目标，如社会域维度：知识对社会发展的意义和价值，属知识的外延;学科域维度：涉及哪些化学学科的核心知识、可渗透哪些关键能力的培养？应创设哪些情境培养相关学科核心素养？设计的问题是否能提升学生的思维品质？要帮助学生建立哪些思维和认知模型？等等，这属于知识的内涵。为了提高复习效果，本项目聚焦真实的化学问题，以探秘铁粉型的暖贴为例，探讨从社会域和学科域整合的方式去提升学生学习的质量和思维品质。
以本项目进行相关复习，除了梳理金属和盐的性质、复习物质的检验分离外，还能感受实验探究的真实过程、体验真实情境下，如何解决真实问题的过程、践行如何进行控制单一变量、建立实验探究的认知模型，培养学生理性和思辨思维;有益于培养学生科学探究与创新意识、基于证据推理与归纳概括能力、信息分析整合能力、决策评估能力和团队沟通协作能力;感受化学学科在材料方面、生产生活方面的贡献等等。
2.布置任务，选定研究项目，查阅资料，设计方案
【创设情境】从生活经验回顾暖贴的用法。
【教师】关于暖贴你还知道什么？还想了解它的哪些方面呢？
【学生】我们能自制暖贴吗？
【教师】从化学的视角看，自制暖贴时应考虑什么问题？
【學生】经过讨论交流得出关键在于包装、成分及其配比问题;并确定通过查阅资料解决以上部分问题。
【教师】及时肯定、修正和完善。只有弄清原料的成分、各成分的作用、发热原理才能制出比较成功的暖贴。
【学生】阅读事先购买某品牌暖贴的外包装袋介绍，获取以下基本信息：袋内物质有铁粉、水、活性炭、食盐、蛭石、吸水树脂等。
【学生】列出想要探究关于铁粉型暖贴的相关问题并汇总。
【师生活动】共同讨论、选择几个有价值、有代表性的问题布置课前任务（表1），学生以小组为活动单位，查阅资料和设计实验探究的活动方案。
【设计意图】从生活经验到化学视角去认识暖贴，使学生主动融入课堂的准备和学习，起很好的预热作用，同时提升学生信息吸收、整合、使用和表述的能力。这项工作需要小组合作探究，这阶段教师要适当进行干预和指导，主要是根据学生程度和自觉、自律性情况进行按层次、细化分工。
3.问题引导，实施活动
板块一：组织交流与汇报新知
【教师】课上先让三个小组代表汇报根据任务1，查阅资料所获得的新知，分别简单介绍蛭石、吸水树脂、微孔透气无纺布各有什么作用？让另外两个小组谈谈材料选择和对暖贴发展历史的一些感悟（表2）。
【设计意图】通过任务布置的引导，在资料的查询、选择、思考过程中，培养学生应对一个针对现实问题项目研究的综合素养，提升学生的归纳概括能力、信息分析整合能力、决策评估能力和团队沟通协作能力;感受化学学科在材料方面、生产生活方面的贡献，让学生体会化学科学的价值，以及中国创造的重要性，感受化学科学的社会责任！
板块二：方案优化，自选项目，制定研究方案
【教师】让4个小组代表汇报任务2-5设计的定性与定量实验探究方案，尽量拓展学生的思维，把元素化合物知识学到的相关性质巧妙融会贯通到设计中（表3、4、5）。
【设计意图】通过学生设计、比较方案的优劣和可行性，整合优化的过程，学生得以回顾相关元素化合物知识。结果的推理需要融合量差法计算，学会实验干扰因素的排除，有利于培养学生思维严谨性和科学性。通过学生自主进行方案的设计，交流互评，教师点评引导，开拓视野并激发学生思维的敏捷性;在检测氯化钠的存在的过程中还融入宏观辨识与微观探析这个核心素养的培养，在自主探索中不仅复习元素化合物的性质、物质的除杂与检验的一般程序，学生的化学观念也得以发展。
板块三：实验拓展暖贴成分最佳配比问题实验探究 【教师】探究暖贴成分的最佳配比，实验方案应该综合考虑哪些方面，要如何设计？设计的依据是什么？实验操作应该注意哪些问题？从什么现象判断出最佳配比？
【师生互动】学生小组讨论，汇报讨论结果，教师及时引导，启发思考，在层层递进的问题解决中发展学生明辨式思维。
【生l】铁粉和碳粉质量分几次采用不同量，变化顺序为铁粉质量由少到多，碳粉由多到少。
【教师】在改变二者的质量时，要注意什么？
【生2】根据控制变量法，实验时铁粉和碳粉总质量应该一样，这样才能对比得出最佳配比。
【生3】控制变量法考虑应该滴人的盐水一样多。盐水的多少和质量分数应该也会影响实验结果。
【教师】控制变量法的前提是其他条件不变，如何设计实验来证明你的思考？根据什么实验现象可以找出最佳配比？怎样减少实验误差？
【生4】实验操作应该要注意测量温度找出最佳配比（即升温最多的）和保温措施。
【生5】可以在保温杯里进行实验，用电子测温仪测量温度变化。
【生6】不同种类的盐溶液可能也会影响该实验。
【教师】及时肯定和赞赏生6的猜想，追问如何设计实验来证明你的思考？
【学生】讨论修改完善方案（表6）。
【设计意图】通过创设真实的情境，渗透和结构化控制变量的思维方法，在初三化学复习中实现系统整合及深度学习，也有利于培养学生的观察、数据分析和处理、证据推理能力、理性思维能力以及实事求是的科学态度。
4.教师操作指导，学生分组，实验探究
【教师演示实验】引导、总结学生的实验方案并介绍手持温度传感器;教师根据陈良等人研究“暖宝宝”成分结论：实验温度240C，滴入饱和NH。Cl8滴，Fe与C粉总质量39，控制研究变量，再探最佳配比为m（Fe）：m（C）=9：1[2]。用手持温度传感器测定m（Fe）：m（C）=9：1实验的最高温度，验证陈良等人实验的结论及本节学生任务5设计实验方案的科学性。
【学生实验】把任务2和4涉及到的定性实验和定量实验融合;完成任务3发热物质的探究。
【设计意图】通过本项目的活动开展，学生在不断完善自己的认知。学生修正实验方案后再动手实验，既充分了解自制暖贴要综合考虑原料的发热效果、成本、稳定性，也自主归纳出自制暖贴需要知道原料的成分和含量;获得“如果创新改良暖贴，当未知其含量配比，则需要通过多次试验确定最佳比例范围”的结论。通过本项目的学习，体验实验探究研究的真实过程，形成实验探究的认知思维模型。
三、结束语
利用项目式学习从生活角度了解暖贴、从化学视角认识暖贴、从科技发展角度创新暖贴。自主进行实验设计验证探究，通过定性与定量实验相结合，有利于培养学生证据推理的意识，同时有利于学生在证实或证伪的推理与实验结合过程逐渐形成思辨式的思维;让学生充分体验和感知，提炼出基于真实问题进行实验探究的一般方法和步骤;认识化学变化中常伴随能量变化、化学反应是有条件的、可控的;感悟学科的价值——掌握化学反应的原理，使反应朝着有利于生产、生活的方向进行（变“锈”为宝，利用铁粉在电解质溶液中缓慢氧化的反应，趋利避害，创造出许多自热产品）。通过项目的开展，感知材料的创造和选择是化学造福于人类的一个重要贡献。
项目式学习需要教师以服务学生的学习为目标来选择合适的项目，为学生提供一个提出问题、查询资料、分析应用信息、再进一步提出问题的学习环境。教师在项目开展中要引导学生提出有意义、有挑战性的问题;教师和学生一起制定规划方案，尝试解决问题，并对项目完成的有效程度进行评价和反思，找到可以改进和提高的地方，学生通过反思不断修改完善项目内容;学生在完成每一个项目的时候，需要自主学习并运用学科知识，培养自己的批判性思维，锻炼合作和自我管理的能力。项目式学习是以学生的发展为本，注重思维品质全面提升的一种有益的教学尝试！
參考文献
[1] 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018：2-3
[2]陈良，赵琦.再探钢铁吸氧腐蚀实验的试剂配比[J]教学仪器与实验，2013（11）：34-35
关键词：项目式学习;提升思维品质;暖贴
文章编号：1008-0546（2019）07-0018-04
中图分类号：G632.41
文献标识码：B
doi： 10.3969/j.issn.1008-0546.2019.07.005
一、问题的提出
《普通高中化学课程标准（2017年版）》提出重视开展“素养为本”的教学。倡导真实问题情境的创设，开展以化学实验为主的多种探究活动，重视教学内容的结构化设计，激发学生学习化学的兴趣，促进学生学习方式的转变，培养他们的创新精神和实践能力[1]。
“素养为本”的教学理念是不仅要关注当下课堂的高效，还应关注影响学生终身发展的素养的目标，这就要从初三化学进行学科整体规划。初三化学虽是化学学习的初始年段，但也是化学学科核心素养培养体系中重要的基础和组成部分。初三学生的思维发展如何直接关系到高中化学学习的知识、能力、素养各方面能否顺利衔接。笔者认为在初三化学复习时适当采用项目式学习是一个切实有效的方法，为学生素养的发展提供了一条值得探索的途径。本文以探秘铁粉型的暖贴为例，探讨基于真实问题情境下如何开展项目式学习，提升初三学生化学思维品质的方法。
二、案例设计思路和实施过程
1.实施本项目的意义
进入初三总复习，学生已经具备相关的化学知识（学习了氧气、金属和酸碱盐等元素化合物的性质）和一定的实验操作和探究能力，该阶段的教学，笔者认为教师应该站在上位去思考和把握每一节课要实现的教学目标，如社会域维度：知识对社会发展的意义和价值，属知识的外延;学科域维度：涉及哪些化学学科的核心知识、可渗透哪些关键能力的培养？应创设哪些情境培养相关学科核心素养？设计的问题是否能提升学生的思维品质？要帮助学生建立哪些思维和认知模型？等等，这属于知识的内涵。为了提高复习效果，本项目聚焦真实的化学问题，以探秘铁粉型的暖贴为例，探讨从社会域和学科域整合的方式去提升学生学习的质量和思维品质。
以本项目进行相关复习，除了梳理金属和盐的性质、复习物质的检验分离外，还能感受实验探究的真实过程、体验真实情境下，如何解决真实问题的过程、践行如何进行控制单一变量、建立实验探究的认知模型，培养学生理性和思辨思维;有益于培养学生科学探究与创新意识、基于证据推理与归纳概括能力、信息分析整合能力、决策评估能力和团队沟通协作能力;感受化学学科在材料方面、生产生活方面的贡献等等。
2.布置任务，选定研究项目，查阅资料，设计方案
【创设情境】从生活经验回顾暖贴的用法。
【教师】关于暖贴你还知道什么？还想了解它的哪些方面呢？
【学生】我们能自制暖贴吗？
【教师】从化学的视角看，自制暖贴时应考虑什么问题？
【學生】经过讨论交流得出关键在于包装、成分及其配比问题;并确定通过查阅资料解决以上部分问题。
【教师】及时肯定、修正和完善。只有弄清原料的成分、各成分的作用、发热原理才能制出比较成功的暖贴。
【学生】阅读事先购买某品牌暖贴的外包装袋介绍，获取以下基本信息：袋内物质有铁粉、水、活性炭、食盐、蛭石、吸水树脂等。
【学生】列出想要探究关于铁粉型暖贴的相关问题并汇总。
【师生活动】共同讨论、选择几个有价值、有代表性的问题布置课前任务（表1），学生以小组为活动单位，查阅资料和设计实验探究的活动方案。
【设计意图】从生活经验到化学视角去认识暖贴，使学生主动融入课堂的准备和学习，起很好的预热作用，同时提升学生信息吸收、整合、使用和表述的能力。这项工作需要小组合作探究，这阶段教师要适当进行干预和指导，主要是根据学生程度和自觉、自律性情况进行按层次、细化分工。
3.问题引导，实施活动
板块一：组织交流与汇报新知
【教师】课上先让三个小组代表汇报根据任务1，查阅资料所获得的新知，分别简单介绍蛭石、吸水树脂、微孔透气无纺布各有什么作用？让另外两个小组谈谈材料选择和对暖贴发展历史的一些感悟（表2）。
【设计意图】通过任务布置的引导，在资料的查询、选择、思考过程中，培养学生应对一个针对现实问题项目研究的综合素养，提升学生的归纳概括能力、信息分析整合能力、决策评估能力和团队沟通协作能力;感受化学学科在材料方面、生产生活方面的贡献，让学生体会化学科学的价值，以及中国创造的重要性，感受化学科学的社会责任！
板块二：方案优化，自选项目，制定研究方案
【教师】让4个小组代表汇报任务2-5设计的定性与定量实验探究方案，尽量拓展学生的思维，把元素化合物知识学到的相关性质巧妙融会贯通到设计中（表3、4、5）。
【设计意图】通过学生设计、比较方案的优劣和可行性，整合优化的过程，学生得以回顾相关元素化合物知识。结果的推理需要融合量差法计算，学会实验干扰因素的排除，有利于培养学生思维严谨性和科学性。通过学生自主进行方案的设计，交流互评，教师点评引导，开拓视野并激发学生思维的敏捷性;在检测氯化钠的存在的过程中还融入宏观辨识与微观探析这个核心素养的培养，在自主探索中不仅复习元素化合物的性质、物质的除杂与检验的一般程序，学生的化学观念也得以发展。
板块三：实验拓展暖贴成分最佳配比问题实验探究 【教师】探究暖贴成分的最佳配比，实验方案应该综合考虑哪些方面，要如何设计？设计的依据是什么？实验操作应该注意哪些问题？从什么现象判断出最佳配比？
【师生互动】学生小组讨论，汇报讨论结果，教师及时引导，启发思考，在层层递进的问题解决中发展学生明辨式思维。
【生l】铁粉和碳粉质量分几次采用不同量，变化顺序为铁粉质量由少到多，碳粉由多到少。
【教师】在改变二者的质量时，要注意什么？
【生2】根据控制变量法，实验时铁粉和碳粉总质量应该一样，这样才能对比得出最佳配比。
【生3】控制变量法考虑应该滴人的盐水一样多。盐水的多少和质量分数应该也会影响实验结果。
【教师】控制变量法的前提是其他条件不变，如何设计实验来证明你的思考？根据什么实验现象可以找出最佳配比？怎样减少实验误差？
【生4】实验操作应该要注意测量温度找出最佳配比（即升温最多的）和保温措施。
【生5】可以在保温杯里进行实验，用电子测温仪测量温度变化。
【生6】不同种类的盐溶液可能也会影响该实验。
【教师】及时肯定和赞赏生6的猜想，追问如何设计实验来证明你的思考？
【学生】讨论修改完善方案（表6）。
【设计意图】通过创设真实的情境，渗透和结构化控制变量的思维方法，在初三化学复习中实现系统整合及深度学习，也有利于培养学生的观察、数据分析和处理、证据推理能力、理性思维能力以及实事求是的科学态度。
4.教师操作指导，学生分组，实验探究
【教师演示实验】引导、总结学生的实验方案并介绍手持温度传感器;教师根据陈良等人研究“暖宝宝”成分结论：实验温度240C，滴入饱和NH。Cl8滴，Fe与C粉总质量39，控制研究变量，再探最佳配比为m（Fe）：m（C）=9：1[2]。用手持温度传感器测定m（Fe）：m（C）=9：1实验的最高温度，验证陈良等人实验的结论及本节学生任务5设计实验方案的科学性。
【学生实验】把任务2和4涉及到的定性实验和定量实验融合;完成任务3发热物质的探究。
【设计意图】通过本项目的活动开展，学生在不断完善自己的认知。学生修正实验方案后再动手实验，既充分了解自制暖贴要综合考虑原料的发热效果、成本、稳定性，也自主归纳出自制暖贴需要知道原料的成分和含量;获得“如果创新改良暖贴，当未知其含量配比，则需要通过多次试验确定最佳比例范围”的结论。通过本项目的学习，体验实验探究研究的真实过程，形成实验探究的认知思维模型。
三、结束语
利用项目式学习从生活角度了解暖贴、从化学视角认识暖贴、从科技发展角度创新暖贴。自主进行实验设计验证探究，通过定性与定量实验相结合，有利于培养学生证据推理的意识，同时有利于学生在证实或证伪的推理与实验结合过程逐渐形成思辨式的思维;让学生充分体验和感知，提炼出基于真实问题进行实验探究的一般方法和步骤;认识化学变化中常伴随能量变化、化学反应是有条件的、可控的;感悟学科的价值——掌握化学反应的原理，使反应朝着有利于生产、生活的方向进行（变“锈”为宝，利用铁粉在电解质溶液中缓慢氧化的反应，趋利避害，创造出许多自热产品）。通过项目的开展，感知材料的创造和选择是化学造福于人类的一个重要贡献。
项目式学习需要教师以服务学生的学习为目标来选择合适的项目，为学生提供一个提出问题、查询资料、分析应用信息、再进一步提出问题的学习环境。教师在项目开展中要引导学生提出有意义、有挑战性的问题;教师和学生一起制定规划方案，尝试解决问题，并对项目完成的有效程度进行评价和反思，找到可以改进和提高的地方，学生通过反思不断修改完善项目内容;学生在完成每一个项目的时候，需要自主学习并运用学科知识，培养自己的批判性思维，锻炼合作和自我管理的能力。项目式学习是以学生的发展为本，注重思维品质全面提升的一种有益的教学尝试！
參考文献
[1] 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018：2-3
[2]陈良，赵琦.再探钢铁吸氧腐蚀实验的试剂配比[J]教学仪器与实验，2013（11）：34-35