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1、2022年安徽省初中化学优质课评选跨学科实践活动水质检测及自制净水器广德的水很美，如何让今后的水更美？项目式教学设计广德市励志学校初中部张雅萍2022年11月1项目学习基本信息项目基本信息学科化学实施年级九年级课程标准模块初中化学跨学科实践活动使用的教材人教版九年级化学项目名称水质检测及自制净水器项目完成课时3课时2项目内容主题分析2.1 教材分析教材中关于“水”的内容，主要安排在第4单元“自然界的水”第1节-第3节，其他章节也都有涉及到“水”知识。依据新课标（2022年版）的要求，在大概念的建构下，应整体设计和合理实施单元教学，突出学科知识在单元主题下的素养价值导向。新课标确定的“五个学习主
2、题之间既相对独立又具有实质性联系”，新课标“学习主题”中关于“水”的内容进行整合。表1：新课标“学习主题”中关于“水”相关内容整合学习主题内容要求素材建议活动建议科学探究与化学实验1 .基本的化学实验技能初步学习使用过滤、蒸发的方法对混合物进行分离2 .学生必做实验及实践活动水的组成及变化的探究水的组成的探索；原子结构模型的建立和发展：工业污水的处理查阅化学发展史中的重大事件、化学家进行科学探究的有关资料，交流、讨论化学知识是如何在科学探究中发展的，以及科学探究各要素的作用物质的性质与应用L水和溶液认识水的组成，知道水是种主要的溶剂，了解吸附、沉降、过滤和蒸储是净化水的常用方法ZM质性质的广泛
3、应用及化学品的合理使用认识水是宝贵的自然资源，形成保护和节约资源的可持续发展意识与社会责任。3.学生必做实验及实践活动水质检测及自制净水器淡水危机，自来水的阶梯价格及收费项目，水的净化方法和自来水的生产工艺，工业、农业、生活及医疗等领域使用的溶液，海水制盐和海水淡化（1）制取蒸储水（2）探究活性炭和明矶等净水剂的净水作用（3）调查当地生产生活用水量的变化并分析原因，调查饮用水源的质量和水净化处理的方法（4）制订水循环利用方案物质的组成与结构1 .物质的组成初步形成基于元素和分子、原子认识物质及其变化的视角，建立认识物质的宏观和微观视角之间的关联；2 .元素、分子、原子与物质（1）认识物质是由元
4、素组成的，了解在化学反应中元素的种类是不变的（2）知道物质是由分子、原子等微观粒子构成的；知道原子可以结合成分子3 .认识物质的组成与结构的思痛与方法知道可以通过实验、想象、推理、假说、模型等方法探索物质的结构4 .研究物质的组成与结构的意义了解人类对物质的组成与结构的探索是不断发展的5 .学生必做实验及实践活动水的组成及变化的探究科学家探窕水的组成的历史；国家规定的饮用水标准（1）观察水的三态变化和水分解的实验现象，并用图示表征变化的微观过程（2）查阅相关资料，写一篇科普文章或创编一个情景剧剧本,如“我是个水分子”“水分子漫游记”等物质的化学变化1 .物质的变化与转化知道物质是在不断变化的，
5、物质变化分为物理变化和化学变化；在一定条件下通过化学反应可以实现物质转化，初步形成变化观2 .化学反应及质量守恒理解化学反应的本质是原子的重新组合，化学反应前后，原子的种类和数量不变，分子的种类发生改变对水的蒸发和水的分解的微观解释分享化学反应对促进社会发展和提高人们生活质量的贡献，讨论合理利用化学反应的重要性3.化学反应的应用价值及合理调控欣赏化学反应造福人类的独特价值，学习化学家的创新精神化学与社会跨学科实践1 .化学与可持续发展（1）认识化学在解决与资源、环境、人类健康等相关的问题中的作用，体会化学是推动人类社会可持续发展的重要力量，树立建设美丽中国、为全球生态安全作贡献的信念（2）主动
6、践行节约资源、环境友好的生活方式，树立人与自然和谐共生的科学自然观和绿色发展观2 .跨学科实践活动水质检测及自制净水器南水北调工程：污水处理与利用（1）参观并讨论当地“三废”（废水、废气、固体废弃物）的处理设施（或观看有关的影像资料）（2）设计海报或制作短视频宣传水资源保护从整合结果可以看出，“水”在化学课程体系中占有非常重要的“地位”。5个学习主题都有与“水”相关的描述。“内容要求”除涉及到水的组成、性质、结构、变化等，还包含人类对水组成的探索、跨学科实践以及保护水资源与人类可持续发展等知识。2.2 项目选择结合学生的认知特点，从学生的生活经验出发，围绕身边的化学物质从跨学科的角度进行设计，
7、往往能收到意想不到的效果。本项目选择和挖掘参考了以下三个维度。1 .项目主旨基于课标项目的选择是为了引发学科学习的发生，其立足点必然具有学科的显著特征。义务教育化学课程标准（2012年版）指出，创设真实问题情境，倡导“做中学”“用中学”“创中学”，开展项目式学习，重视跨学科实践活动。这就要求项目的选择要依托课程标准，从结构化的知识体系出发，寻找多学科深度融合的切入口，从真实的实践活动中提炼学科主题知识；依托学科知识系统，优化任务驱动，培养学生解决实际问题的能力，从“感受”水的净化到，实践”，真正体会到“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”道理，体现以合作探究为主的学科特质,在实践探究过程中实现跨学
8、科的深度融合。2 .项目内容源于生活初中学生的思维特点之一是习惯具象思维，对体验式的学习方式表现出浓厚的兴趣，对社会或自然现象呈现出强烈的好奇心和责任感。以项目式学习方式，借助科学前概念，在了解水的净化一般过程后，结合项目任务，激发学习兴趣，产生学习动力，通过自制简易净水器并用检测仪检测净化前后水质的变化等项目任务的完成，促使学生解决问题。3 .项目解决指向素养项目的主要视角是真实的社会或自然问题,是基于学科源于生活,具有综合性和体验性。从项目问题的发现、解决方案的构想、实施路径的抉择、过程方法的归纳以及实施结果的评价,无不围绕着问题解决、思维经验、发生过程三个核心问题展开实施。“水质检测及自
9、制净水器”项目是作品制作类综合实践活动。“水质检测”包含多种检测范围和多项检测指标。“净水器”是依据生活、生产等对水的使用要求进行深度净化处理的水处理设备。在设计、制作“净水器”过程中，应考虑对水中物理、化学、微生物等指标的改善。该项目综合体现“物质的性质与应用”学习主题的大概念及核心知识外，还涉及“科学探究与化学实验”学习主题中学生必做实验及实践活动等相关内容，帮助学生建构化学科学本质大概念意识，促进“化学与技术”等学科价值的体现；“化学与社会跨学科实践”学习主题中化学与资源、化学与环境、化学与健康的相关内容，帮助学生建构元素观、变化观等化学观念，促进“系统与模型”“结构与功能”等跨学科大概
10、念的进一步发展。4 .3项目结构提炼知识化的核心知识是单元教学设计的基础，通过知识结构的分析可以聚焦核心知识，梳理教学内容之间的关联，确定主要的研究对象。该项目要求学生有意识地应用化学核心知识，自主调用物理、数学、生物等多个学科相关知识，应用技术与工程的方法解决问题，参与多种实践活动，自主反思、乐于分享、不断改进，提升合作解决问题的能力，激发学生的创造力。图L“水质检测及自制净水”项目结构框架5 .4内容结构水是生命之源，人类在生活和生产活动中都离不开水，生活饮用水的优劣与人类健康密切相关。随着社会发展、科学进步和人民生活水平的提高，人们对生活饮用水的水质要求不断提高，饮用水标准也相应地不断发
11、展和完善。水质检测及净水器在生产生活中有着重要的应用。该项目以水的净化为核心，综合考虑水质检测方法，选择具体的技术与工程方法完成净水器的设计和制作。图2“水质检测及自制净水器”项目的内容结构3创新点3.1 以“水文明”变迁史为主线真实、具体的问题情境是学生化学学科核心素养形成和发展的重要平台，为学生化学学科核心素养提供了真实地表现机会。因此，本项目的教学中要创设真实且富有价值的问题情境，促进学生化学学科核心素养的形成和发展。本项目选用中国“水文明”变迁史为主线、自来水厂净水流程辅线作为本项目的主要教学情境。该情境具有以下特点：(1)涵盖“道德经”“调疾饮食辩”“齐民要术”“天工开物”“本草纲目
12、”等情境素材。（2）能从多学科及生活、社会角度全面的认识水的净化方法，进一步建构“可持续发展”“系统与模型”等跨学科大概念。（3）可从真实情境挖掘实际问题，转化成学生任务、活动。（如生活中有哪些净水方法？古人是如何净水的？自来水厂是如何净水的？.）3.2 突出实践性的特点项目前期通过学生调查饮用水的状况、水质的简单检测、净水装置设计与制作等都体现了实践性的特点。从真实的实践活动中提炼学科主题知识，培养学生解决实际问题的能力，从“感受”水的净化到“实践”，真正体会到“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”的道理。3.3持续性学习评价1 .课堂评价内容与指标评价内容是对素养发展目标的具体化，评价指标是结
13、合学习活动，对评价内容的操作化界定。本案例中，水文明的变迁是学习的思路方法，水的净化方法是核心知识，利用净水方法自制简易净水器是结晶。基于此形成的变化观、环保观、可持续发展观是关键；科学探究与证据推理能力具有重要的方法价值；科学态度与社会责任是价值目标。基于这样的考虑，确定的评价内容和指标。表2：“水质检测及自制净水器”项目课堂评价内容与指标评价内容评价标准评价任务评价方式核心知识及知识结构A.全面、正确说出净化水的方法。B.比较全面、正确净化水的方法。C.零散说出净化水的一些方法。课上活动书写任务：课下习题任务课上的观测；课下的作业反馈化学观念、解决实际问题A.自主从观看自来水厂净水流程后构
14、建自制净水器的模型。B.在提示后从观看自来水厂净水流程后构建自制净水器的模型。C.在集体讨论汇总后才从观看自来水厂净水流程后构建自制净水器的模型。课上设计相关独立思考及讨论任务；课下相关的习题作业课上的活动表现及反馈；课下作业的反馈科学探究A.能自主根据模型绘图组装净水器，并通过检测对比净化前后水质的情况，反思后再优化。B.能在老师指导下根据模型绘图组装净水器，并通过检测对比净化前后水质的情况，反思后再优化。C.不能制作净水器，只能在教师指导下完成组装。课上观察学生实验，展示实验成果；课下完成相关作业课上的活动表现及反馈；同学互评；实验过程的观测科学态度与责任.能自主运用化学知识从社会经济发展
15、、国家政策、技术发展等方面了解水文明变迁原因，并通过物理、生物、技术与工程多视角对自制净水器提供方案，体现绿色化学与可持续发展观。B.能运用化学知识从社会经济发展、国家政策、技术发展等诸多要素中的局部进行解释水文明变迁原因，在自制净水器中提供方案，渗透可持续发展观。C.只能从某一个方面解水文明变迁，不能为自制净水器提出具体方案。课上设计相关独立思考及讨论、汇报任务；课下相关的习题作业课堂上观测学生的活动表现：课下实践性作业2 .活动评价目标项目活动评价可以师生共同制订评价量表，用于学生自我诊断、组间评价，以及教师的评价反馈。根据作品的展示、反思与改进、协调合作及表达与交流，制订活动评价。表3：“水质检测及自制净水器”项目活动评价目标评价维度评价等级合格良好优秀作品净水方法与装置模仿书中简易净水器，仅应用过滤、吸附净水方法。模仿书中简易净水器，便于更换滤材或除过滤、吸附外还应用1到2种其他净水方法自主创意设计简易净水器，综合考虑水质要求和净水方法，应用多种净水方法，便于更换滤材。
