資源簡介

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九年級化學跨學科項目化學習案例校園生態水池
一、項目簡介：
（一）項目概述：
本項目源于上教版化學九年級第二單元氧氣的制備，第三單元水的凈化及生命科學中生態系統的內容進行開展。校園一隅坐落著一個景觀池塘，經常有學生在課下前去觀賞。隨著氣溫的升高以及缺乏管理，池塘常有異味散出，水質逐漸渾濁。為了使校園更清新美麗，本項目決定以“如何以所學的生物和化學知識對校園水池現狀改進”為驅動問題。學生將結合初中化學中水的凈化章節等相關知識，對校園池塘水質進行勘測，了解校園水池現在存在的問題；結合生物知識，嘗試為水池增加生態系統多樣性，給魚兒找些伴兒；加以pH、實驗室制氧、水中物質的測定等化學實驗探究，設計出生態水池的整體改造計劃圖及設計方案。
（二）項目價值：
無論是氧氣、水、還是生態系統都是我們生活中最基礎的組分，因此最容易忽視它的存在，對知識點較難產生深層次理解。通過本項目，學生將書本知識結合到日常生活中，提高學習興趣的同時體會到自然科學的實用性。通過設計校園生態水池改造計劃圖及設計方案，綜合運用多學科知識，掌握水質檢測及凈化基礎知識，體驗構建或改良和諧的生態系統的過程，提升科學實驗能力，增強環境保護意識與可持續發展意識。在項目中培養查閱資料、搜集資料、信息匯總的能力，構建信息意識，運用廣泛的資源對課本外的知識/情景做到探究、自學。
（三）項目目標：
1.知道水質凈化方法與標準，能初步對水進行凈化。
2.運用實驗室制氧氣的原理，結合水中溶解氧含量的測定原理，采用對照實驗對不同水體進行氧氣含量檢測和增氧。
3.知道生態系統的組成，能運用相關知識設計水池生態改進設計方案。
4.通過小組活動相互學習，培養團隊精神。
本質問題：如何創建一個和諧、豐富、穩定的水中生態系統？
驅動性問題：如何從化學和生物方面設計生態水池？
1.校園的水池存在哪些問題？能從哪些角度檢測并凈化水質？
2.如何讓校園水池成為一個美麗的生態水池？？
內容問題：
1.如何檢測&凈化/改善水質？
2. 如何增加水中含氧量？
3.有哪些生物可以共存在水池中？
4.魚類生活的基本條件有哪些？
二、項目過程：
（一）前期調查、材料準備。
學生通過《校園/周邊水域的環境問題》KWL 評價表，對自己已有的知識水平進行評估。
教師通過《校園/周邊水域的環境問題》KWL 評價表掌握學生的知識能力水平情況，了解學生學習意愿。準備學習資料、實驗所需儀器及試劑等。通過學情調查表對學生學情分析，充分了解學生現有知識掌握程度，學習能力等，為項目啟動和實施做好鋪墊。
（二）項目啟動。
引導問題：能否通過已有化學知識設計校園水池改進方案？能否從身邊河道疏浚及熱帶魚缸管理獲得設計靈感？
教師以養魚的問題作為情景導入，介紹項目任務、項目要求，根據要求明確程度自評表、小組任務檢查表的填寫情況對學生進行評價。
學生進行分組，組建小隊、確定小組。通過實地調查，了解校園水池存在的問題；了解魚類養殖，水質循環及凈化等相關資料思考討論其背后的化學原理，思考一個學校中的開放性水池需要哪些要素，要符合哪些特點。圍繞所思所想初步制定各階段實施計劃、組員任務布置，完成關于要求明確程度自評表、小組任務檢查表、以小組為單位學習評價量規指標。
（三）項目實施中。
1.水質的檢測與凈化。
引導問題：校園的水池存在哪些環境問題？能從哪些角度檢測并凈化水質？
（如何測定水體pH？可以通過哪些方式凈水？如何增加水中含氧量？）
學生通過精讀、復習教材，思考第二第三單元大氣和溶液中哪些知識點可以被運用。通過查閱資料了解測定水質的指標與方法。根據實際情況思考產生污染的原因并尋找解決方法，可通過模擬實驗驗證理論的可行性，并初步將理論轉化為設計方案和產品設計圖。同時完成學習日志、個人記錄表的填寫，對過程中出現的問題做出的反思、改進，進行記錄。
教師指導氧氣&溶液知識點復習，提供水質檢測方法指導，對各小組設計圖做出指導，根據學習日志、個人記錄表掌握學生學習情況，并對其進行評價。
2.水池中的生態系統組成。
引導問題：生物生存需要哪些環境因素？生物會對環境產生哪些正面/負面影響？應該如何解決？一個生態系統需要哪些組成，可以如何豐富？
學生可通過復習教材內容，結合查閱資料了解生態水池飼養的要素，從合理性、可持續性、美觀三個角度對設計圖進行進一步加工。
教師指導生物相關知識點復習，對各小組設計圖做出指導，根據學習日志、個人記錄表掌握學生學習情況，并對其進行評價。
3.推動校園生態水池改進方案進程，進行實驗驗證。
活動內容：學生反思現階段存在問題并思考解決策略。
思考所改進/設計的水池凈化裝置是否具有可行性，成本是否可控，其原理是否明確，是否環保。通過實驗驗證設計方案可行性，推動制作的進程。學生進行化學實驗探究，測定水質pH、含氧量、【氨氮含量、亞硝酸鹽含量（課后自選）】；實驗驗證增加水中含氧量的方法可行性。
教師對實驗內容及原理進行指導，安排學生合理自主規劃實驗方案。
4.校園生態水池設計分享會。
學生通過小組展示設計方案/其實際運用效果記錄，說明設計理念等細節內容，完項目的展示環節。學習其他組的設計，同時吸取其他同學提出的建議，思考是否存在改進空間。完成作品評價量規的填寫。
教師組織成品展示活動，通過作品評價量規掌握學生學習情況、項目化學習的收獲，作出評價。
（四）項目成果。
通過一段時間的學習，學生以水的凈化、氧氣的制備、生態系統的組成為基礎，結合詢問與搜集的資料，完成校園生態水池的改進設計方案。根據溶解氧含量測定實驗，對比自來水、冷開水、池水、雨水等多種水中溶解氧，并采用多種方式增加氧含量。并完成電子小報的制作。
三、項目反思：
學生在本次項目化學習中廣泛搜集了資料，但因為化學接觸時間不長，知識點沒有形成關聯，在課堂上回答問題及討論表現有些混亂；同時項目難度較高，涉及較多學科內容且有關后期知識點，更需要老師的指導。對于水質檢測等相關知識，市面上有較唯一的方案，根據學生現有知識難以提出不同意見并討論，學生在查閱資料時容易產生依賴性，缺乏自身的思考。
教師對于項目的引入更需要注重，加強項目與課本知識的聯系。對于化學學科內容，將復雜知識簡單化，將實驗原理簡化，強調實驗操作與操作原因，強調控制變量的科學實驗思想。對于生物學科內容，將已學內容學以致用，學會如何使用知識，同時讓學生自己組織復習與強化，用思維導圖的方法分組介紹生物多樣性對于生態水池的重要意義。對于小組任務分配的要求要更明確，并且在提交時間前多次跟蹤進度，進行點評，確保小組內每個同學都各司其職，明確目標。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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