基于项目式学习的“水溶液中的离子平衡”专题复习 -《化学教学》(2020年6期).docx

龙源版权所有 基于项目式学习的“水溶液中的离子平衡”专题复习 作者：牛彩霞 邹映波来源：《化学教学》2020年第06期 摘要： 以“人体代谢性酸中毒治疗方案的设计”为项目进行专题复习，在复习梳理基础知识的同时，学生自主构建复杂溶液体系中离子平衡及反应的基本认知模型，并将其应用于透析液配制中异常现象的分析与解决，学生的高阶思维得到培养。 关键词： 项目式学习; 人体酸碱平衡; 离子平衡; 专题复习 文章编号：2020中图分类号： G633.8 文献标识码： B 1 项目设计思路 项目式学习是指在课程标准指导下，学生以小组合作的方式，在真实情境中通过问题驱动进行探究，解决实际问题，并展示分享研究成果[1]。其中，成果形式包括一个产品、一份报告或实作的设计和发展过程等。它帮助学生获得学科知识的核心概念和原理，发展学科核心素养和能力，助力学生科学精神和人文精神的养成[2]。项目式学习流程分为选定项目、拆解项目、活动探究、交流成果和评价反思五个阶段，如图1所示。内环中由虚线所划分的5个区域中的内容为学生在相应的各个阶段所开展的活动;外环各方框内的内容是教师在对应各个阶段所从事的各项活动。 教师在整个教学活动中起着指导者、组织者、监督者、资源提供者和合作者的作用。 化学反应原理帮助学生建立认识世界的角度，揭示化学本质，发展化学学科核心素养。其中，水溶液中的离子平衡及反应主题是化学平衡理论的延续，在化学反应原理模块中占有非常重要的地位[3]。通过前面的学习，学生已基本掌握本章节的相关知识，但尚未形成系统的多平衡体系的分析思路，分析与解决复杂的实际问题的能力有待提高。 “人体酸碱平衡”是水溶液中的离子平衡及反应的一个应用实例。人体有一整套调节酸碱平衡的机制，使得血液pH恒定在7.35～7.45之间，当体内血液和组织液中酸性物质堆积，则会导致血液中HCO-3与H2CO3浓度及其比值的变化超出正常范围，引起酸碱平衡紊乱，如酸中毒。此时，治疗方案的设计仍需利用化学反应原理相关知识。从知识层面，HCO-3自身存在电离和水解两个平衡，此外在一定浓度时还能与Ca2+相互作用产生沉淀，能够将水溶液中的离子平衡（电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡）很好地进行整合;从实际应用层面，HCO-3参与维持人体血液pH，与Ca2+的相互作用直接影响透析液的配制和使用。因此，本案例具有丰富的教学价值（见图2）。学生若以此为项目，以项目式学习的五个环节展开活动，以“为病人分析酸中毒原因、设计治疗方案、配制透析液、优化配制方案”为活动主线，把“水溶液中的离子平衡与反应的基础知识和基本分析思路”贯穿于整个项目的完成过程中，学生的微粒观、平衡观和守恒观等化学思想将得到进一步应用和发展，模型认知、证据推理、变化观念、平衡思想等核心素养也将得到落实。 2 项目学习目标 （1） 能利用“水溶液中的离子平衡”专题基础知识，结合微粒观、平衡观和守恒观思想，解释缓冲溶液缓冲失效的原因，并应用于人体代谢性酸中毒的原因分析，自主构建水溶液中的离子平衡问题的分析思路和模型。 （2） 能应用构建的思路模型分析透析液配制过程中出现异常现象（出现沉淀、气泡）的原因，进一步提出合理的解决方案。 （3） 梳理关于离子平衡的知识体系，形成解决实际问题的科学思维，体会化学知识在实际生活中的重要性，进一步发展和落实模型认知、证据推理、变化观念、平衡思想等学科核心素养[4]。 3 项目实施过程 3.1 选定项目 [创设情境]播放视频（该视频由本班学生提前录制），病人不舒服，到医院就诊，医生开出化验单。经检查后，血气分析报告结果显示“代谢性酸中毒”。 [驱动性问题]如果你是一名医生，你会怎么做？ [学生]选定项目为“人体代谢性酸中毒治疗方案的设计”。 ···试读结束