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摘要：基于传统高三复习中存在的问题，以培养学生化学核心素养为目标，重构高三复习课的教学模式和教学方法，选择走向真实情境的项目式学习。该课选择“从沙子到用户”的第一步“制取粗硅”，设计“创设情境，建构认知角度”“自主设计，实现理想转化”“原理探析，认识工业实际”“讨论不足，了解创新改进”四个环节，探索高三复习课上项目式学习的实践，以期达到培养学生核心素养的总目标。
关键词：真实情境;项目式学习;高三教学;实践研究
文章编号：1008-0546（2020）10-0063-05
中图分类号：G632.41
文献标识码：B
doi： 10.3969/j.issn.1008-0546.2020.10.017
一、问题的提出
1.高三复习课的现状
高三学生已学完中学化学所有模块的知识，具备完整的化学基础知识与基本技能，因此在高三一轮复习时，教师应引导学生对已学过的孤立的、零散的、碎片化的知识进行归纳、整理，形成自己的知识网络;同时教师应帮助学生建立化学学科能力，提高学生应用知识解决问题的能力，培养学生的学科素养。
但目前的高三复习课堂普遍存在着“乏味”的“题海战术”，课堂上教师“滔滔不绝”，学生“昏昏欲睡”，课后学生苦渡“题海”，“三天一小考，五天一大考”，频繁的考试使学生厌烦，“反复操练”让学生成了不折不扣的“做题机器”，但做过的错题下次还会继续出错，遇到新情境学生依旧“一筹莫展”，无效的复习让教师也开始“怀疑人生”。
2.项目式学习简介
2017版新课程标准倡导真实问题情境的创设，提倡基于综合问题解决的主题式教学[1]。项目式学习（project-based learning简称PBL）来源于杜威的“做中学”，以建构主义学习理论、认知学习理论为基础，让学生面对复杂、真实问题，运用已有的学科认知角度，通过驱动性问题组织、引导、展开的教学活动[2]。理论和实践研究表明，走向真实情境的项目式教学对促进学生深度学习、培养学生核心素养和21世纪技能具有重要作用[3]。
3.高三实施项目式学习的必要性
在高三复习课上实施项目式学习是非常有必要的，第一，基于真实情境的项目式学习，将学生带人真实情境，解决实际问题，让学生感受到所学化学知识与外部世界的联系，感受化学知识的实用性，增强学生学习化学的内驱力;第二，项目式学习重视学科内核心知识的融合，同时也涉及学科间的大融合，高三学生已学完中学阶段所有科目知识内容，非常适合开展项目式学习，学生通过完成项目式学习的过程，综合复习学科内核心知识，同时感受学科之间的联系，体验真实问题的复杂性及综合性;第三，学生在项目式学习过程中既有独立思考，又有共享交流、合作学习，学生之间通过小组合作，不断地进行思维碰撞、迸发出思维的火花，学生的思维品质得以提升。
高三复习教学中，切忌炒冷饭，而应整合教学资源，创设新的真实的情境，以任务驱动，问题导向，让学生时刻面临新的问题新的挑战，学生在解决一个个真实问题的过程中收获了知识、提升了学科能力、培养了科学素养。
二、走向真实情境的项目式学习案例设计与实施
本节内容选择“从沙子到用户”中的第一步“制备粗硅”，研究“利用类价二维实现从石英砂到单质硅的转化”，是走向真实情境的项目式学习。
1.教学目标设计
（1）通过人类利用含硅物质化学史的学习，研究和借鉴科学家实现物质转化时的思维方法，建立研究物质转化的思维模型——类价二维。
（2）通过构建硅的类价二维认知模型并应用于由SiO2制取Si单质，感受模型的建构及应用过程，培养学生的模型认知素养;
（3）通过学生自主设计从石英砂到单质硅的转化，培养学生感受实际问题的复杂性，并能利用化工思维来解决实际问题的能力;
（4）通过真实情境中遇到的真实问题的解决，让学生感受化学知识的实用性，激发学生的学习动力;
（5）通过工业上制备硅单质的新方法的介绍，引导学生了解科技前沿，激发学生更深层次的学习欲望，培养学生的社会责任感。
2.教学流程设计
见图1。
3.教学过程设计
（1）创设情境，建构认知角度
【引入】2019年9月6日，华为正式发布了麒麟990 SG芯片，该芯片的发布引起了輿论和公众的极大关注，小小芯片，却是多个行业第一。今天就让我们一起来研究“芯片制备中的化学”。
【过渡】众所周知，芯片的化学成分是硅单质。对于硅，有人说，它是一种神奇的元素，它将石器时代与信息时代连接起来，是古老又年轻的元素。
【活动l】学生代表展示小组学习成果：介绍人类利用含硅物质的化学史（见图2）。
【教师】引导学生以史为鉴，思考人类利用物质实现物质转化时所蕴含的化学思维。教师可作适当引导：①从SiF4到Si，发生了什么变化？另一反应物K起什么作用？②制玻璃时，Si的化合价是否发生变化？如果没有，那么什么发生了变化？
【学生交流、讨论、回答】①从SiF4到Si，发生还原反应，另一反应物K为活泼金属，做还原剂;②制玻璃时，SiO2转化为硅酸盐，Si的化合价未发生变化，是物质的类别发生了变化;从化学史可见，人类利用物质实现物质转化时有两个维度，价维和类维，即类价二维的思维模型。
【设计意图】我们时刻生活在硅和硅的化合物的包围中，从玻璃、陶瓷等传统的硅酸盐材料到高纯硅、光导纤维、高温陶瓷等新型材料，人类利用硅材料的历史就是一部人类文明的发展史。因此，学习人类利用硅的化学史不仅能使学生获得知识，同时也启迪他们的智慧，让学生跟随科学家的脚步，借鉴和学习科学家实现物质转化时的思维方法，建立研究物质转化的思维模型——类价二维。 （2）自主设计，实现理想转化
【活动2】完成硅元素的类价二维图
【展示】展示学生作品
【设计意图】“类价二维图”是以元素为核心，从类别和价态两个角度来认识物质性质和转化的一种二维坐标图，是一种体现“元素观”“分类观”“转化观”指导下实现元素化合物知识结构化的工具。在高三复习中，让学生自己绘制元素的类价二维图，有助于学生建立知识体系、形成知识网络、建立化学的基本观念、形成多角度认识物质转化的思维模型。
【活动3】根据类价二维图自主设计制备Si单质的路线
【学生】小组讨论、交流，设计合理路线并汇报
生1：选择S1F4和单质K反应生成Si;
生2：选择SiO2和H2反应生成Si;
生3：选择SiO2和C反应生成Si;
生4：选择SiO2和Cl2反应生成S1Cl4，SiCl4再与H2反应生成Si;
师生共同讨论各个方案的优缺点，并相互评价，方案在师生互评、生生互评中确定：选择自然界中广泛存在的SiO2制备Si单质，利用刚刚建立的类价二维思维模型，分析从SiO2到Si的转化属于价维变化，因此可选择合适的还原剂，在还原剂的选择上，分析常见还原剂C、H2、CO、金属单质等的优缺点，最终选择原料廉价易得的碳单质作为还原剂，即：
SiO2 2 C=高温S1 2CO↑
（3）原理探析，认识工业实际
【活动4】原理探析：SiO2和C的反应产物为什么是CO？而不是CO2？
【学生】学生思考、交流、讨论并回答问题
生1：C与SiO2的反应产物应为CO但一般情况下碳是过量的，因此过量的碳会将CO2还原为CO;
生2：CO2比CO更稳定，因此CO与O2反应生成CO2应为放热反应，在高温情况下，有利于生成CO;
学生思维活跃，但多数都属于定性分析，教师此时提供信息，让学生用所给数据进行计算，结合计算结果再进行分析，更有说服力！
【资料提供】已知：
C（s） O2（g）=CO2（g）
△H=-394 kj · mol-1
2C（s） 02（g）=2CO（g） △H=-221 kj ·mol-1
Si（s） O2（g）=SiO2（s）△H=-911 kj.mol-l
【學生】计算可得：
2CO（g） O2（g）=2CO2（g）△H=-567 kj ·mol-1
该反应△H
【质疑】高炉炼铁也是高温条件下C与氧化物的反应，为什么产物是CO2而不是C0？
【学生】计算可得：SiO2（s） 2C（s）=Si（s） 2CO（g） AH=690 kj.mol-1
[资料提供】已知该反应△S=366 J·mol-1·k-1
【学生】根据计算可得：常温下△G
关键词：真实情境;项目式学习;高三教学;实践研究
文章编号：1008-0546（2020）10-0063-05
中图分类号：G632.41
文献标识码：B
doi： 10.3969/j.issn.1008-0546.2020.10.017
一、问题的提出
1.高三复习课的现状
高三学生已学完中学化学所有模块的知识，具备完整的化学基础知识与基本技能，因此在高三一轮复习时，教师应引导学生对已学过的孤立的、零散的、碎片化的知识进行归纳、整理，形成自己的知识网络;同时教师应帮助学生建立化学学科能力，提高学生应用知识解决问题的能力，培养学生的学科素养。
但目前的高三复习课堂普遍存在着“乏味”的“题海战术”，课堂上教师“滔滔不绝”，学生“昏昏欲睡”，课后学生苦渡“题海”，“三天一小考，五天一大考”，频繁的考试使学生厌烦，“反复操练”让学生成了不折不扣的“做题机器”，但做过的错题下次还会继续出错，遇到新情境学生依旧“一筹莫展”，无效的复习让教师也开始“怀疑人生”。
2.项目式学习简介
2017版新课程标准倡导真实问题情境的创设，提倡基于综合问题解决的主题式教学[1]。项目式学习（project-based learning简称PBL）来源于杜威的“做中学”，以建构主义学习理论、认知学习理论为基础，让学生面对复杂、真实问题，运用已有的学科认知角度，通过驱动性问题组织、引导、展开的教学活动[2]。理论和实践研究表明，走向真实情境的项目式教学对促进学生深度学习、培养学生核心素养和21世纪技能具有重要作用[3]。
3.高三实施项目式学习的必要性
在高三复习课上实施项目式学习是非常有必要的，第一，基于真实情境的项目式学习，将学生带人真实情境，解决实际问题，让学生感受到所学化学知识与外部世界的联系，感受化学知识的实用性，增强学生学习化学的内驱力;第二，项目式学习重视学科内核心知识的融合，同时也涉及学科间的大融合，高三学生已学完中学阶段所有科目知识内容，非常适合开展项目式学习，学生通过完成项目式学习的过程，综合复习学科内核心知识，同时感受学科之间的联系，体验真实问题的复杂性及综合性;第三，学生在项目式学习过程中既有独立思考，又有共享交流、合作学习，学生之间通过小组合作，不断地进行思维碰撞、迸发出思维的火花，学生的思维品质得以提升。
高三复习教学中，切忌炒冷饭，而应整合教学资源，创设新的真实的情境，以任务驱动，问题导向，让学生时刻面临新的问题新的挑战，学生在解决一个个真实问题的过程中收获了知识、提升了学科能力、培养了科学素养。
二、走向真实情境的项目式学习案例设计与实施
本节内容选择“从沙子到用户”中的第一步“制备粗硅”，研究“利用类价二维实现从石英砂到单质硅的转化”，是走向真实情境的项目式学习。
1.教学目标设计
（1）通过人类利用含硅物质化学史的学习，研究和借鉴科学家实现物质转化时的思维方法，建立研究物质转化的思维模型——类价二维。
（2）通过构建硅的类价二维认知模型并应用于由SiO2制取Si单质，感受模型的建构及应用过程，培养学生的模型认知素养;
（3）通过学生自主设计从石英砂到单质硅的转化，培养学生感受实际问题的复杂性，并能利用化工思维来解决实际问题的能力;
（4）通过真实情境中遇到的真实问题的解决，让学生感受化学知识的实用性，激发学生的学习动力;
（5）通过工业上制备硅单质的新方法的介绍，引导学生了解科技前沿，激发学生更深层次的学习欲望，培养学生的社会责任感。
2.教学流程设计
见图1。
3.教学过程设计
（1）创设情境，建构认知角度
【引入】2019年9月6日，华为正式发布了麒麟990 SG芯片，该芯片的发布引起了輿论和公众的极大关注，小小芯片，却是多个行业第一。今天就让我们一起来研究“芯片制备中的化学”。
【过渡】众所周知，芯片的化学成分是硅单质。对于硅，有人说，它是一种神奇的元素，它将石器时代与信息时代连接起来，是古老又年轻的元素。
【活动l】学生代表展示小组学习成果：介绍人类利用含硅物质的化学史（见图2）。
【教师】引导学生以史为鉴，思考人类利用物质实现物质转化时所蕴含的化学思维。教师可作适当引导：①从SiF4到Si，发生了什么变化？另一反应物K起什么作用？②制玻璃时，Si的化合价是否发生变化？如果没有，那么什么发生了变化？
【学生交流、讨论、回答】①从SiF4到Si，发生还原反应，另一反应物K为活泼金属，做还原剂;②制玻璃时，SiO2转化为硅酸盐，Si的化合价未发生变化，是物质的类别发生了变化;从化学史可见，人类利用物质实现物质转化时有两个维度，价维和类维，即类价二维的思维模型。
【设计意图】我们时刻生活在硅和硅的化合物的包围中，从玻璃、陶瓷等传统的硅酸盐材料到高纯硅、光导纤维、高温陶瓷等新型材料，人类利用硅材料的历史就是一部人类文明的发展史。因此，学习人类利用硅的化学史不仅能使学生获得知识，同时也启迪他们的智慧，让学生跟随科学家的脚步，借鉴和学习科学家实现物质转化时的思维方法，建立研究物质转化的思维模型——类价二维。 （2）自主设计，实现理想转化
【活动2】完成硅元素的类价二维图
【展示】展示学生作品
【设计意图】“类价二维图”是以元素为核心，从类别和价态两个角度来认识物质性质和转化的一种二维坐标图，是一种体现“元素观”“分类观”“转化观”指导下实现元素化合物知识结构化的工具。在高三复习中，让学生自己绘制元素的类价二维图，有助于学生建立知识体系、形成知识网络、建立化学的基本观念、形成多角度认识物质转化的思维模型。
【活动3】根据类价二维图自主设计制备Si单质的路线
【学生】小组讨论、交流，设计合理路线并汇报
生1：选择S1F4和单质K反应生成Si;
生2：选择SiO2和H2反应生成Si;
生3：选择SiO2和C反应生成Si;
生4：选择SiO2和Cl2反应生成S1Cl4，SiCl4再与H2反应生成Si;
师生共同讨论各个方案的优缺点，并相互评价，方案在师生互评、生生互评中确定：选择自然界中广泛存在的SiO2制备Si单质，利用刚刚建立的类价二维思维模型，分析从SiO2到Si的转化属于价维变化，因此可选择合适的还原剂，在还原剂的选择上，分析常见还原剂C、H2、CO、金属单质等的优缺点，最终选择原料廉价易得的碳单质作为还原剂，即：
SiO2 2 C=高温S1 2CO↑
（3）原理探析，认识工业实际
【活动4】原理探析：SiO2和C的反应产物为什么是CO？而不是CO2？
【学生】学生思考、交流、讨论并回答问题
生1：C与SiO2的反应产物应为CO但一般情况下碳是过量的，因此过量的碳会将CO2还原为CO;
生2：CO2比CO更稳定，因此CO与O2反应生成CO2应为放热反应，在高温情况下，有利于生成CO;
学生思维活跃，但多数都属于定性分析，教师此时提供信息，让学生用所给数据进行计算，结合计算结果再进行分析，更有说服力！
【资料提供】已知：
C（s） O2（g）=CO2（g）
△H=-394 kj · mol-1
2C（s） 02（g）=2CO（g） △H=-221 kj ·mol-1
Si（s） O2（g）=SiO2（s）△H=-911 kj.mol-l
【學生】计算可得：
2CO（g） O2（g）=2CO2（g）△H=-567 kj ·mol-1
该反应△H
【质疑】高炉炼铁也是高温条件下C与氧化物的反应，为什么产物是CO2而不是C0？
【学生】计算可得：SiO2（s） 2C（s）=Si（s） 2CO（g） AH=690 kj.mol-1
[资料提供】已知该反应△S=366 J·mol-1·k-1
【学生】根据计算可得：常温下△G