初中科學(xué)“空氣與生命”的項(xiàng)目式教學(xué) 制作簡(jiǎn)易制氧機(jī)（教案）

初中科學(xué)〃空氣與生命〃的項(xiàng)目式教學(xué)一、項(xiàng)目主題內(nèi)容分析“制作簡(jiǎn)易制氧機(jī)’項(xiàng)目是基于設(shè)計(jì)的項(xiàng)目學(xué)習(xí)，在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中學(xué)生化身產(chǎn)品設(shè)計(jì)師，依循科學(xué)家般的觀察、研究、思考的方法，最終需要完成一臺(tái)簡(jiǎn)易制氧機(jī)的制作。北師大王磊教授主編的項(xiàng)目學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)教材《化學(xué)》中將該項(xiàng)目命名為“制作簡(jiǎn)易制氧機(jī)一化學(xué)反應(yīng)的定量研究”，即在內(nèi)容組織上，以“制作簡(jiǎn)易制氧機(jī)”作為主線外顯，而將對(duì)氣體制備和化學(xué)反應(yīng)的定量認(rèn)識(shí)作為副線隱含其中，對(duì)應(yīng)于浙教版科學(xué)八下第三章《空氣與生命》的第1節(jié)“空氣與氧氣”與第3節(jié)“化學(xué)方程式”的內(nèi)容?；趯?duì)義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）的梳理，本項(xiàng)目涉及到“物質(zhì)的變化與轉(zhuǎn)化”“化學(xué)反應(yīng)及質(zhì)量守恒定律”“認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)的思路與方法”與“化學(xué)反應(yīng)的應(yīng)用價(jià)值及合理調(diào)控”等多項(xiàng)重要課程內(nèi)容，聚焦化學(xué)反應(yīng)的核心觀念建構(gòu)。總體上，在“制作簡(jiǎn)易制氧機(jī)”這個(gè)大問(wèn)題的驅(qū)動(dòng)下，問(wèn)題拆解的思路如下：認(rèn)識(shí)制氧機(jī)，進(jìn)行初步規(guī)劃一獲得氧氣一提供適量制氧劑一制作簡(jiǎn)易制氧機(jī)。鑒于此，項(xiàng)目導(dǎo)引部分的教學(xué)關(guān)鍵問(wèn)題聚焦到了解讀制氧機(jī)。在展示真實(shí)的制氧機(jī)之前，學(xué)生可以圍繞如何制作制氧機(jī)進(jìn)行系列討論，探查學(xué)生最初的思路。展示制氧機(jī)之后學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)或?qū)嶋H操作，感知到制氧機(jī)產(chǎn)生了氧氣，開(kāi)始思考討論制氧機(jī)的原理和裝置各部分的作用，并提出關(guān)于制作制氧機(jī)的困惑。二、項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo)（1）通過(guò)對(duì)制作簡(jiǎn)易制氧機(jī)”項(xiàng)目進(jìn)行拆解；（2）在制作制氧機(jī)過(guò)程中促進(jìn)問(wèn)題解決，系統(tǒng)推理，模型建構(gòu)等高階思維的發(fā)展；（3）通過(guò)小組合作體會(huì)團(tuán)隊(duì)協(xié)作在學(xué)習(xí)中的重要作用。三、項(xiàng)目任務(wù)及教學(xué)流程（表1）表I項(xiàng)目任務(wù)及教學(xué)流程項(xiàng)目任務(wù)學(xué)生活動(dòng)教卸支持任務(wù)1:明確陰動(dòng)性向翹——設(shè)汁制作一臺(tái)簡(jiǎn)易制洞機(jī)閱讀活動(dòng)海報(bào)。活動(dòng)要求.J找關(guān)雄詞提供發(fā)現(xiàn)。海報(bào)與活動(dòng)瞿求任務(wù)2：拆解代立得制氣機(jī).體驗(yàn)制儀(I)初步閱讀制班機(jī)說(shuō)明機(jī)拆解慎實(shí)制班機(jī)(2)利用制輒機(jī)制取儀氣,收集氣體進(jìn)行檢繪(1)速供制氧機(jī)說(shuō)明書(shū)(2)提供制軾機(jī)。制氣劑(3)提供輒氣收集.檢驗(yàn)所用制材任務(wù)3：也納簡(jiǎn)易制代機(jī)制作要索.拆解項(xiàng)“(1)結(jié)合(更用體驗(yàn).研究說(shuō)明的JJ1納制儀機(jī)制作要素(2)形成研易；MW機(jī)的初步設(shè)想.拆斛項(xiàng)“任務(wù)引導(dǎo)學(xué)生分析制班機(jī)裝置.關(guān)聯(lián)相應(yīng)的學(xué)科知識(shí)任務(wù)4：設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易制僅機(jī)評(píng)價(jià)收我小組合作,根據(jù)設(shè)計(jì)構(gòu)思,具體寫(xiě)出各項(xiàng)婺索的設(shè)計(jì)H標(biāo)和要求,制定話價(jià)蹴衰引牛學(xué)生從原理、裝置、定城關(guān)系.技術(shù)方而全面評(píng)價(jià)前易制輒機(jī)表I項(xiàng)目任務(wù)及教學(xué)流程項(xiàng)目任務(wù)學(xué)生活動(dòng)教卸支持任務(wù)1：明確陰動(dòng)性向翹——設(shè)汁制作一臺(tái)簡(jiǎn)易制洞機(jī)閱讀活動(dòng)海報(bào)?；顒?dòng)要求.J找關(guān)雄詞提供發(fā)現(xiàn)。海報(bào)與活動(dòng)瞿求任務(wù)2：拆解代立得制氣機(jī).體驗(yàn)制儀(I)初步閱讀制班機(jī)說(shuō)明機(jī)拆解慎實(shí)制班機(jī)(2)利用制輒機(jī)制取儀氣,收集氣體進(jìn)行檢繪(1)速供制氧機(jī)說(shuō)明書(shū)(2)提供制軾機(jī)。制氣劑(3)提供輒氣收集.檢驗(yàn)所用制材任務(wù)3：也納簡(jiǎn)易制代機(jī)制作要索.拆解項(xiàng)“(1)結(jié)合(更用體驗(yàn).研究說(shuō)明的JJ1納制儀機(jī)制作要素(2)形成研易；MW機(jī)的初步設(shè)想.拆斛項(xiàng)“任務(wù)引導(dǎo)學(xué)生分析制班機(jī)裝置.關(guān)聯(lián)相應(yīng)的學(xué)科知識(shí)任務(wù)4：設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易制僅機(jī)評(píng)價(jià)收我小組合作,根據(jù)設(shè)計(jì)構(gòu)思,具體寫(xiě)出各項(xiàng)婺索的設(shè)計(jì)H標(biāo)和要求,制定話價(jià)蹴衰引牛學(xué)生從原理、裝置、定城關(guān)系.技術(shù)方而全面評(píng)價(jià)前易制輒機(jī)四、項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程及學(xué)生學(xué)習(xí)成果.情境創(chuàng)設(shè)，明確驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題教師設(shè)置謎語(yǔ)“看不見(jiàn)，摸不著，不香不臭沒(méi)味道，說(shuō)它寶貴到處有，動(dòng)物植物離不了(打一自然物)二在學(xué)生猜測(cè)是氧氣的基礎(chǔ)上，追問(wèn)，大氣中占有氧氣含量約21%,能夠滿足正常人的呼吸。在什么情況下人會(huì)缺氧？缺氧后如何解決。順利引出制氧機(jī)?！厩榫硨?dǎo)入】校第三屆發(fā)現(xiàn)節(jié)?發(fā)現(xiàn)科學(xué)之簡(jiǎn)易制氧機(jī)制作大賽即將開(kāi)始。目前進(jìn)入項(xiàng)目學(xué)習(xí)階段，甌海區(qū)外國(guó)語(yǔ)學(xué)校特此設(shè)立制作簡(jiǎn)易制氧機(jī)項(xiàng)目試點(diǎn)，組建項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)。播放科學(xué)組的錄音：項(xiàng)目推動(dòng)學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)梯園精彩，成為學(xué)習(xí)的主人。為引導(dǎo)同學(xué)們“體驗(yàn)知識(shí)形成，提升科學(xué)素養(yǎng)”，我?？茖W(xué)組開(kāi)展了發(fā)現(xiàn)科學(xué)之簡(jiǎn)易制氧機(jī)制作大賽。現(xiàn)面向各位同學(xué)組建項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)。制作簡(jiǎn)易制氧機(jī)是一次特別的科學(xué)創(chuàng)意制作之旅，期待同學(xué)們的創(chuàng)意和用心為我們打開(kāi)另一扇窗，一起享受學(xué)習(xí)的樂(lè)趣和意義?！净顒?dòng)1】閱讀活動(dòng)海報(bào)與活動(dòng)要求(圖1),尋找關(guān)鍵詞?！镜谌龑冒l(fā)現(xiàn)節(jié)?發(fā)虎科學(xué)之司務(wù)飄久札制偉大喜招曾令】作品*?求(|)馬易用也也作心育也加或啟、代工向用.代用過(guò)明、拉倉(cāng)事發(fā)W⑵產(chǎn)品發(fā)布&求:使則PPT.里說(shuō)《口過(guò)衽.展說(shuō)產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)與轉(zhuǎn)色(3)訐比林?。鹤髌穼?shí)刖也依、^能達(dá):L.(4)作品必?cái)z承鑰.一統(tǒng)發(fā)期杪裳，取消冬事資格活動(dòng)方衣報(bào)名方式:承募團(tuán)隊(duì)在修?網(wǎng)下我并圾寫(xiě)電子報(bào)名表.以一總線+電子報(bào)*W格人命名發(fā)送仙爛加粒陽(yáng)/心島,”2022?*hi,3n.A1止H期為2022年04月25日作品上久：2022年05月09H之時(shí)上文USL外東驚區(qū)學(xué)蟲(chóng)此訐比獎(jiǎng)勵(lì):擇上投累，30%)與校方訐*(70%)相結(jié)合，入選團(tuán)隊(duì)4人獎(jiǎng)財(cái)大禮包一份“漢粵我市：A3乖五請(qǐng)聯(lián)系對(duì)電州1396JKM6000圖1活動(dòng)海報(bào)與活動(dòng)要求教師提示學(xué)生對(duì)海報(bào)和招賢令內(nèi)容進(jìn)行閱讀。通過(guò)文本閱讀形式尋找關(guān)鍵詞句，使學(xué)生在情境中驅(qū)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)思考，明確核心問(wèn)題一設(shè)計(jì)制作一臺(tái)簡(jiǎn)易制氧機(jī)，進(jìn)行產(chǎn)品發(fā)布。設(shè)計(jì)說(shuō)明：通過(guò)文本閱讀，使學(xué)生在情境中驅(qū)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)思考，明確核心問(wèn)題。.拆解氧立得制氧機(jī)，體驗(yàn)制氧【活動(dòng)2】初步閱讀制氧機(jī)說(shuō)明書(shū)(如圖2),拆解真實(shí)制氧機(jī)。?使用方法加濕過(guò)渡倉(cāng)反應(yīng)倉(cāng)便攜式制氧器原理樂(lè)意圖使用方法如下?使用方法加濕過(guò)渡倉(cāng)反應(yīng)倉(cāng)便攜式制氧器原理樂(lè)意圖.使用時(shí)，請(qǐng)折印有商標(biāo)的一面朝出悠；.把握手向布方招例.解陵上叢的密封饃定,打開(kāi)&子；.向內(nèi)林械面的過(guò)送加溫倉(cāng)和右面的反應(yīng)倉(cāng)加清根至水位餞：.向內(nèi)統(tǒng)右面的反應(yīng)倉(cāng)加入制瓦劑,先放A制.后放B制：.乂好上叢(導(dǎo)管括孔在左面).把握手板回正上方鉞緊：.帖好導(dǎo)管和鼻東.開(kāi)始吸取，曲或察窗;frM供隊(duì)情況；.氣泡消失.表示供我完畢,打開(kāi)上盤(pán).取出內(nèi)桶.倒出殘液,沖洗干凈收存注意事項(xiàng)(I)由于反應(yīng)倉(cāng)迸行的是化學(xué)反左，使用過(guò)程中反應(yīng)倉(cāng)會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)京,這典于正常情況;(2)保持導(dǎo)管播孔、導(dǎo)管和鼻宴中通,以免昧灰制箕梏,暮皿內(nèi)濘漉嗜出；(3)嚴(yán)條在加灌倉(cāng)投放制氧劑，以免造成制氮器損壞；(4)加濕倉(cāng)底部有一白色收堡料隔離園，千萬(wàn)不能取下發(fā)自制升孔；(5)削氮器使用中請(qǐng)注意來(lái)排直立，切勿?！狈蠢?以免右皿內(nèi)溶液由導(dǎo)管溢出；(6)水溫影響產(chǎn)品供機(jī)反應(yīng)速度，不宜使用熱水.水溫景好控制在15-2540之間；(7)孕婦零吸氧時(shí)請(qǐng)遵法喝。圖2氧立得制氧機(jī)說(shuō)明書(shū)教師提供未拆封的制氧機(jī)套裝，通過(guò)拆解制氧機(jī)讓學(xué)生直觀認(rèn)識(shí)制氧機(jī)的結(jié)構(gòu)(拆解如圖3),啟發(fā)學(xué)生思各部分的功能?！净顒?dòng)3】利用制氧機(jī)制取氧氣，收集氣體進(jìn)行檢驗(yàn)。學(xué)生嘗試?yán)弥蒲鮿〢與制氧劑B制取氧氣，并提問(wèn)，采用何種方式進(jìn)行收集、如何進(jìn)行氣體檢驗(yàn)。在學(xué)生的回答中引導(dǎo)學(xué)生探析氧氣可能存在的性質(zhì)，并確定以排水法收集氧氣，使用帶火星的木條進(jìn)行氧氣檢驗(yàn)，體現(xiàn)“性質(zhì)決定應(yīng)用”的思想。如圖4、圖5為學(xué)生體驗(yàn)制氧機(jī)制氧并檢驗(yàn)氣體。設(shè)計(jì)說(shuō)明：①通過(guò)拆解制氧機(jī)讓學(xué)生直觀認(rèn)識(shí)制氧機(jī)的結(jié)構(gòu)，啟發(fā)學(xué)生思考各部分的功能；②“性質(zhì)決定應(yīng)用”，以排水法收集氧氣以及氧氣檢驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生探析氧氣可能存在的性質(zhì)；③氧氣的制取和性質(zhì)研究是初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要內(nèi)容，學(xué)生實(shí)驗(yàn)發(fā)展了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能。.歸納簡(jiǎn)易制氧機(jī)制作要素，拆解項(xiàng)目【活動(dòng)4】結(jié)合使用體驗(yàn)，研究說(shuō)明書(shū)，歸納制氧機(jī)制作要素。學(xué)生在體驗(yàn)制氧機(jī)時(shí)已經(jīng)自發(fā)查看說(shuō)明書(shū)。活動(dòng)4緊扣活動(dòng)3,在此基礎(chǔ)上深入解讀，學(xué)生將說(shuō)明書(shū)上呈現(xiàn)內(nèi)容(使用方法、發(fā)生器耗材、適用情況、注意事項(xiàng)等)轉(zhuǎn)化為制作制氧機(jī)的相關(guān)要素(如圖6),簡(jiǎn)述制作簡(jiǎn)易制氧機(jī)的設(shè)想。【活動(dòng)5】拆解項(xiàng)目，梳理制作制氧機(jī)所需核心知識(shí)。經(jīng)過(guò)整理，教師引導(dǎo)學(xué)生將本項(xiàng)目拆解為三個(gè)子任務(wù)：氧氣制取、用法用量、產(chǎn)品制作。教師提示學(xué)生將子任務(wù)與科學(xué)知識(shí)相關(guān)聯(lián)，通過(guò)小組分工，探索核心知識(shí)。核心知識(shí)主要概念包括元素守恒、實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的原理和裝置、質(zhì)量守恒定律、化學(xué)方程式的計(jì)算等。設(shè)計(jì)說(shuō)明：通過(guò)對(duì)說(shuō)明書(shū)的細(xì)致研究，進(jìn)而提煉出制氧機(jī)要素，接著引導(dǎo)學(xué)生拆解項(xiàng)目。在明確核心任務(wù)后，自然而然就要思考“如何做”的問(wèn)題。此時(shí)，教師需要提供適當(dāng)?shù)乃伎悸窂?。幫助學(xué)生關(guān)聯(lián)教材，捕捉核心知識(shí)即為有力的抓手。.以終為始，設(shè)計(jì)制氧機(jī)評(píng)價(jià)量表【活動(dòng)6】小組合作，根據(jù)制氧機(jī)設(shè)計(jì)構(gòu)想，具體寫(xiě)出各項(xiàng)要素的設(shè)計(jì)目標(biāo)和要求，制定評(píng)價(jià)量表（提供樣表如表2所示）。學(xué)生經(jīng)過(guò)討論，大致可形成評(píng)價(jià)要點(diǎn)：供氧效率、制氧純度、產(chǎn)氧量、可操作性等。設(shè)計(jì)說(shuō)明：對(duì)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)成果進(jìn)行評(píng)價(jià)量規(guī)的初步設(shè)計(jì)，有助于學(xué)生更好地開(kāi)展項(xiàng)目化學(xué)習(xí)，同時(shí)有利于教師對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的宏觀把控。學(xué)生作為項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的親身體驗(yàn)者，讓學(xué)生成為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的制定者有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。五、項(xiàng)目教學(xué)反思及改進(jìn)建議導(dǎo)引課旨在幫助學(xué)生發(fā)散思維，激活已有的知識(shí)，建立創(chuàng)造性的聯(lián)系，同時(shí)幫助學(xué)生梳理驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題的解決路徑。一堂優(yōu)質(zhì)的項(xiàng)目化導(dǎo)引課無(wú)疑成為了項(xiàng)目化學(xué)習(xí)過(guò)程中的關(guān)鍵一環(huán)，也成為了開(kāi)啟學(xué)生探索之旅的關(guān)鍵鑰匙。在此次教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)踐過(guò)程中，將導(dǎo)引課分為三部分：明確驅(qū)動(dòng)型問(wèn)題、梳理核心知識(shí)、預(yù)設(shè)成果評(píng)價(jià)。實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)一些不足，為后續(xù)項(xiàng)目實(shí)施提供了思考：.學(xué)生閱讀能力偏弱，體驗(yàn)感欠缺制氧機(jī)對(duì)學(xué)生而言是陌生的，需通過(guò)閱讀說(shuō)明書(shū)認(rèn)識(shí)制氧機(jī)。教學(xué)過(guò)程中，不難發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生閱讀能力偏弱，無(wú)法準(zhǔn)確高效地捕捉要點(diǎn)，幫助自己更好地體驗(yàn)制氧機(jī)。制氧機(jī)的拆解和制氧過(guò)程多通過(guò)模仿周邊小組進(jìn)行，能動(dòng)性大打折扣。在日常教學(xué)中需加強(qiáng)學(xué)生閱讀能力的培養(yǎng)，同時(shí)應(yīng)在制作簡(jiǎn)易制氧機(jī)前增加學(xué)生對(duì)“氧立得”制氧機(jī)體驗(yàn)的機(jī)會(huì)。.學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作不規(guī)范，基本功不扎實(shí)項(xiàng)目開(kāi)展之初，學(xué)生已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行過(guò)排水法收集氣體與氧氣檢驗(yàn)方法等基本實(shí)驗(yàn)操作的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。實(shí)際操作中學(xué)生仍存在不少問(wèn)題，如收集氣體時(shí)過(guò)早收集氣體，沒(méi)有等到氣泡連續(xù)均勻放出時(shí)就開(kāi)始收集，或者集氣瓶中沒(méi)有灌滿水，造成氧氣收