摘"要：以“自制戶外火鍋燃料”為情境，開展初中化學跨學科微項目式教學活動“燃料的變遷與合理使用”。通過“選擇燃料、調(diào)控燃燒、自制并使用燃料、展望未來燃料”四個核心任務，引導學生逐步學會綜合考慮安全性、污染性等因素合理選擇和使用燃料，形成一般的思路和方法。從化學視角探討火鍋燃料對環(huán)境的影響，樹立環(huán)保意識，增強科學態(tài)度與社會責任感。關鍵詞：中學化學；跨學科實踐活動；微項目式教學；燃料1"微項目主題內(nèi)容分析《義務教育化學課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）新增十個跨學科實踐活動，“自制戶外火鍋燃料”屬于“調(diào)查家用燃料的變遷與合理使用”活動，通過微項目式教學開展。依據(jù)“新課標”要求，該學習主題的大概念為“化學與可持續(xù)發(fā)展”，且該項目屬于“化學與能源”“化學與環(huán)境”領域的實踐活動，由此確定該項目的核心內(nèi)容為：了解燃料的變遷歷程及原因，懂得合理選擇與使用燃料，知道燃料對環(huán)境的影響［1］，從而達到學科育人的目的，如圖1所示。項目開展前，學生已學習了人教版九年級化學第七單元“燃燒及其利用”的相關知識，掌握了燃燒與滅火的原理，認識了常見燃料的開發(fā)與使用，因此該項目活動也是對第七單元知識的綜合運用。學生在生活中見識和接觸了多種燃料，如木炭、固體酒精等，但未能從化學視角思考“化學與能源”“化學與環(huán)境”的關系，且由于當下學生缺乏燃燒實踐的機會，造成對燃料的認識較為片面和理想化。如何解決該問題呢？“新課標”倡導“做中學”“用中學”“創(chuàng)中學”，開展項目式學習活動。因此，該微項目以火鍋燃料為載體，通過推測不同時期的火鍋燃料，讓學生了解燃料的變遷歷程，思考變遷的原因。并以戶外吃火鍋為情境，通過實驗探究，學會綜合考慮安全性、污染性、使用場景等因素合理選擇燃料與調(diào)控燃燒。讓學生自制固體酒精吃火鍋，思考燃料對環(huán)境的影響，并展望未來燃料，從而樹立環(huán)保意識，培養(yǎng)科學態(tài)度與社會責任感。項目整體設計思路如圖2所示，聚焦火鍋燃料，了解燃料變遷的原因，為合理選擇燃料提供思考的角度。自制并使用固體酒精吃火鍋，學會調(diào)控燃燒，學會合理使用燃料。2"微項目教學目標基于“新課標”要求與項目主題內(nèi)容分析，確立如下教學目標：（1）通過推測不同時期的火鍋燃料，了解燃料的變遷歷程及原因，體會化學與生活的聯(lián)系。（2）通過實驗探究各燃料的優(yōu)缺點，學會綜合考慮多因素合理選擇燃料與調(diào)控燃燒，發(fā)展科學探究與實踐的核心素養(yǎng)。（3）通過自制與使用固體酒精，知道應用元素觀評估火鍋燃料對環(huán)境的影響，辯證看待燃料的利與弊，樹立環(huán)保意識。3"微項目任務及教學流程基于教學目標，本項目拆分為四個核心任務，包括選擇燃料、調(diào)控燃燒、自制并使用燃料以及展望未來燃料。項目設計注重在真情境中提出真問題，讓學習有支架。在活動中運用知識解決問題，讓知識有意義。在交流、展示、匯報的評價中發(fā)展素養(yǎng)，讓素養(yǎng)可視化。從而將任務、問題、活動、知識、評價、素養(yǎng)六個方面有邏輯地緊密融合，實現(xiàn)“教-學-評”一體化，具體項目學習流程如圖3所示。4"微項目實施過程及學生學習成果4.1"魔術引入，創(chuàng)設情境［演示］“掌中火”魔術（點燃手中的丁烷泡泡）。［提問］結合所學知識，這其中的奧秘是什么？［學生］空氣中有氧氣，手中泡泡有可燃性氣體，因此點燃即可在手中燃燒。［引入］正是因為懂得了生火的原理，人類才開始吃上了熱騰騰的食物，比如我國傳統(tǒng)美食——火鍋，下有火，上有鍋，簡稱火鍋。今天我們聚焦火鍋的火，學習燃料的變遷與合理使用，自制戶外火鍋燃料。設計意圖：通過“掌中火”小實驗，激發(fā)學習興趣。結合當前冬季的熱門美食——火鍋，自制戶外火鍋燃料吃火鍋，讓學生體會到化學來源于生活，又應用于生活。4.2"任務1：以史為鑒，選擇燃料［提問］同學們在吃火鍋時，使用了哪些燃料呢？［學生］燃氣瓶、電磁爐、木炭、固體酒精等。［過渡］早在四千多年前新石器時代就出現(xiàn)了火鍋的雛形，請在學案上連一連，推測不同時期的火鍋燃料，并思考燃料的變遷與哪些因素有關呢？［學生活動］完成學案中的“連一連”，分享展示（見圖4）。［總結］燃料的變遷與科技發(fā)展、社會進步、使用更方便、更安全、對環(huán)境的影響等因素有關。正是在眾多因素的推動下，不斷地演變出了越來越多的燃料。設計意圖：學生通過觀察爐具變化并結合時代特征等，推測不同時期的火鍋所使用的燃料，感受燃料變遷歷程，引發(fā)學生思考燃料變遷的原因，體會燃料變遷與社會發(fā)展的聯(lián)系。4.3"任務2：科學探究，調(diào)控燃燒［問題1］在戶外聚餐吃火鍋，選擇哪一種燃料更合適呢？［學生］木柴，取材方便；木炭，燃燒時間長；固體酒精，方便攜帶。［過渡］究竟哪一種燃燒更合適？需要通過實驗比較各種燃料的優(yōu)缺點。［實驗］實驗方案：比較等質量木柴、木炭、固體酒精三種燃料點燃難易程度、燃燒持續(xù)性、燃燒產(chǎn)物。實驗步驟：（1）逐一點燃各燃料，觀察現(xiàn)象；（2）熄滅火焰；（3）填寫表格，記錄現(xiàn)象。注意事項：（1）實驗過程中戴上護目鏡，注意安全；（2）注意衣物、頭發(fā)、書本等易燃物品，切勿靠近火源。［小組實驗，分享展示］見圖5。［小結］綜合表格分析，我們小組認為選擇固體酒精作為戶外燃料較好。設計意圖：通過為戶外吃火鍋選擇燃料，讓學生知道綜合考慮安全性、污染性、使用場景等因素合理選擇燃料。并在點燃燃料等實際操作過程中，體會燃燒各有優(yōu)缺點。［過渡］那么在戶外吃火鍋，會遇到什么樣的問題呢？"［播放視頻］在戶外點燃固體酒精吃火鍋。［學生］有風，火焰不穩(wěn)定，造成燃料浪費。［問題2］如何讓火焰更穩(wěn)定，提高燃料的利用率？［學生活動］在學案上畫一畫，設計防風措施。［分享展示］方案1：用防火材料將火焰圍??；方案2：用網(wǎng)罩罩住火焰，讓空氣流入（如圖6所示）。［小結］經(jīng)討論，一致認為方案2更佳。方案1將火圍住的同時隔絕了空氣，將導致火焰熄滅，而網(wǎng)罩可通入空氣，可防止火焰熄滅，且可改變進入空氣的量，調(diào)控燃燒的劇烈程度。設計意圖：通過考慮戶外真實情境下風的影響，設計防風措施，探討生活中調(diào)控燃燒的方法，有意識提高燃料利用率，節(jié)約資源。4.4"任務3：自制固體酒精并使用燃料［實驗方法］常溫下酒精為液態(tài)，易揮發(fā)，不易攜帶，可加入固化劑醋酸鈣使其凝固。［學生實驗］小組合作制作固體酒精燃料，如圖7所示。［過渡］接下來利用自制的固體酒精吃火鍋！［提問］觀察燃燒爐有什么特點？［學生］（1）有防風措施。（2）周圍有孔，使空氣進入，防止火焰熄滅。（3）有開關閥門，關閉即可熄滅火焰。［小組合作］將自制固體酒精放入燃燒爐中，點燃燃料加熱食物，沸騰后吃火鍋。［提醒］注意事項：（1）注意衣物、頭發(fā)、書本等易燃物品，切勿靠近火源。（2）若固體酒精不慎灑出引起爐外著火，立即用濕抹布蓋滅。（3）結束后關閉閥門，熄滅火焰。［小組自評］在使用固體酒精吃火鍋的過程中，結合評價量表（表2）對本組制作的成果進行評價。設計意圖：通過自制固體酒精燃料，并使用自制固體酒精吃火鍋，感受化學在社會發(fā)展與變遷中的價值。完整體驗固體酒精燃料制作與使用的全過程，激發(fā)學生興趣，體會化學與生活的聯(lián)系。通過評價量表規(guī)范評價學生的實驗操作，量化成果評價。4.5"任務4：展望未來［提問］在使用固體酒精過程中，你認為固體酒精有哪些優(yōu)缺點？［學生］優(yōu)點：容易點燃、方便攜帶；缺點：燃燒會產(chǎn)生二氧化碳。［展示］據(jù)2022中國火鍋大數(shù)據(jù)報告顯示，全國火鍋店有42.6萬家；火鍋市場總收入為5218億元；全國吃火鍋次數(shù)高達70億次。［提問］隨著火鍋越來越受到人們的喜愛，其燃料對環(huán)境的影響也不容小視。如何減少火鍋燃料燃燒產(chǎn)生的CO2呢？［學生］使用氫能或電能，不會產(chǎn)生CO2。［追問］氫能和電能真的完全沒有排放CO2嗎？請閱讀資料卡片（圖8），完善你的建議。［學生］建議1：使用綠色氫氣，但生產(chǎn)成本較高；建議2：利用地理位置優(yōu)勢，使用水力發(fā)電或風力發(fā)電等供給火鍋店，避免火力發(fā)電過程中產(chǎn)生CO2；建議3：收集產(chǎn)生的CO2，將其用于產(chǎn)生燃料，循環(huán)使用。［總結］希望同學們不斷學習，找到或研發(fā)從源頭、生產(chǎn)過程、燃燒產(chǎn)物，都對環(huán)境無污染的新能源。能讓我們在開開心心吃火鍋的同時不擔心排放CO2問題。設計意圖：通過火鍋大數(shù)據(jù)，引發(fā)學生思考，讓學生有意識地關心和關注身邊的燃料對環(huán)境的影響，辯證看待燃料的利與弊，培養(yǎng)科學態(tài)度與社會責任感。4.6"課堂小結，量表評價［小結］本節(jié)課聚焦火鍋燃料，了解了燃料的變遷歷程及原因，學會綜合考慮安全性、污染性等多因素合理選擇燃料。并自制和使用固體酒精，學會調(diào)控燃燒，且從化學視角探討火鍋燃料對環(huán)境的影響，增強環(huán)保意識，合理使用燃料。［學生活動］結合本節(jié)課的學習，填寫學生量表，自我評價，如圖9所示。設計意圖：通過學生量表自我評價，診斷并量化本節(jié)課學生的學習情況。依據(jù)“新課標”對項目的內(nèi)容要求、學業(yè)要求和學業(yè)質量標準設計評價要素，如表3所示。4.7"課后實踐［課后任務］實地調(diào)查家附近1～2家火鍋店所使用的燃料，分析其優(yōu)缺點。［學生調(diào)查結果］見表4。［總結］調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前火鍋店使用較多的能源是電能，其優(yōu)點是比較安全、價格相較于天然氣便宜。缺點是目前我國主要是火力發(fā)電，火力發(fā)電過程中也會產(chǎn)生二氧化碳。5"項目教學亮點與不足5.1"教學亮點5.1.1"真情境真問題，讓學習有支架了解燃料的變遷是本項目的核心內(nèi)容之一。項目以火鍋燃料為載體，展示不同時期的火鍋所使用的爐具，讓學生推測其使用的燃料，并由此引發(fā)學生思考燃料變遷的原因。在沒有提前查閱資料的情況下，課堂上學生聯(lián)想到燃料的變遷與科技進步、便攜安全、對環(huán)境影響等因素有關，在分享展示的過程中不斷激發(fā)學生的思維火花。因此，創(chuàng)設適當?shù)那榫晨梢詾閷W生搭建學習支架，引發(fā)學生思考，從而達成教學目標。5.1.2"化學課上吃火鍋，讓課堂有滋有味烹飪離不開燃料，恰逢冬季，正是吃火鍋的季節(jié)。本項目讓學生自制固體酒精，直觀體會液態(tài)酒精的固化過程，感受化學的力量和價值！嘗試利用自制的固體酒精在化學課上吃火鍋，親眼看到自制的固體酒精將鍋中的丸子煮熟了，教室里彌漫著火鍋的香味，在學生心中留下一節(jié)“有味道”的化學課。我們常說“化學來源于生活，又應用于生活”。本節(jié)化學課拉近了化學與生活的距離，讓學生在充滿情趣的情境中學習化學，展現(xiàn)富有學科特色的課堂。5.2"教學不足與改進本微項目聚焦火鍋的火，圍繞戶外吃火鍋的真情境，在點燃三種燃料的探究中選擇燃料，在設計防風措施的活動中學會調(diào)控燃燒。但由于場地的限制，未能真正到戶外搭建防風措施，在實踐中評價和優(yōu)化方案，從而構建更加完整、系統(tǒng)的調(diào)控燃燒的方法。在展望未來火鍋燃料的任