庄海棠
浙江省温州市龙湾区实验中学
一、项目背景：
本节课贯穿了浙教版科学九年级上册第一章物质及其变化和第2章《物质转化与材料利用》的知识，本节课是对第一章酸、碱、盐的性质及其变化的知识的实践，体验科学知识的实用性，也是对又机合成材料筛选以及利用能力的提升，体现物质的性质决定其用途的科学方法。本节课以化学领域为载体，以发热包为切入口，其发热原理有初中所学的物质溶解有的会放热，有的化学反应会放热的知识，也涉及高中所学的原电池反应知识，是初高衔接的良好素材；发热包中集元素知识、实验知识和化学反应原理于一体，是进行探究学习的好材材。在教学过程，注重培养学生的STEM能力。本项目的学习是以团队合作的形式展开，在合作中经历思维的冲突、观点的碰撞，来培养学生的批判性思维。用真实的情境激发学生交流、探索的欲望，在探索过程中，用高阶思维带动低阶思维，促使学生调动所学的知识创造性地解决问题，从而在学习过程中实现核心知识的再建构，最终提升其问题解决能力。
二、教学目标（STEM-三维目标模式）
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三、项目准备
试剂：生石灰、氢氧化钠、碳酸钠固体、铁粉、铝粒、氯化钠、蒸馏水、炭粉
器材：无纺布袋，棉布袋，尼龙袋，麻布袋，小烧杯，大烧杯，测温仪
四、项目流程
提出问题→产品设计→产品制作→评价展示 →优化产品设计
五、项目实施过程
1、提出问题：从生活中的自热火锅出发，学生知道热的香喷喷的饭菜的关键点在于发热包，引导学生思考发热包由几部分组成，思考如何制作加热包。
2、准备阶段：
知识储备：
棉布优点：1、舒适?2、保暖性高3、耐用耐加工?4、棉纤维天生抗碱，纤维不容被碱性破坏，5、环保：棉纤维是天然纤维。缺点1、易皱：皱后不易整理。2、缩水3、容易变形。4、粘毛：纤维的多孔结构对毛发的吸附力强于其他面料，很难彻除。5、怕酸：耐碱性必然怕酸性，酸性环境棉布的腐蚀力超强，有时候一滴醋不慎弄到衣物上，都会产生致命的破坏。
无纺布优点：1、通气性?好2、过滤性好?3、保温性好?4、吸水性好?5、伸缩性?6、抗菌、抗碱腐蚀性。?7、有弹性、可复原?8、生产性高、生产速度快?9、价格低、可大量生产?等等。?缺点是：1、与纺织布相比强度和耐久性较差?2、不能象其他布料一样清洗。
麻布：麻有很多品种，比如苎麻、亚麻、黄麻、大麻等，优点：吸湿性强，耐碱不耐酸，耐热度也较好。缺点：麻纤维较硬，弱性差，织物易起皱。
尼龙优点： 1、机械强度高，韧性好，有较高的抗拉、抗压强度。2、表面光滑，摩擦系数小，耐磨。3、耐腐蚀，十分耐碱和大多数盐液，还耐弱酸、机油、汽油，耐芳烃类化合物和一般溶剂，对芳香族化合物呈惰性，但不耐强酸和氧化剂。能抵御汽油、油、脂肪、酒精、弱堿等的侵蚀和有很好的抗老化能力。可作润滑油、燃料等的包装材料。缺点： 1、吸水性差，尺寸稳定性差。2、抗低温能力差。3、抗静电性不好。4、耐热性差。
技能准备：
活动前确定小组成员的分工、职责
团队建设
任务：每位同学选择合适的任务并填写名字，合作完成项目。
产品评价指标
为了让学生在项目执行过程中始终以评价标准为导向来审视自己的设计制作，教师要和学生一起确定产品的评价标准。师问：一个优秀的发热包应该符合哪些要求？生通过讨论得出：1、加热温度高2、能短时间内快速升温3、安全4、经济5、环保
3、阐述制作
3、设计方案，并实践方案：学生组内开始设计发热包，包括外包装材料的选择和内部成分的选择，由设计师负责设计实验方案，并标注设计理由。对照小组的方案，让工程师到实验专用桌上去取所需药品和器材，并制作发热包。 时间为10分钟。
4、展示评价
完成的小组来进行:发热大比拼，让学生上台来介绍小组制作的发热包，并现场比对三个小组的发热包的性能。
小组评分表
5、优化发热包的设计：
课外资料卡
原电池是将化学能直接转化为电能的一种装置。其原理也是通过化学反应（在正负极发生不同的氧化还原反应）使闭合电路中产生电子流，从而产生电流的。其中在正极发生还原反应，负极发生氧化反应。（一般活动性强的做负极，较不活泼的做正极。）
铁粉、碳粉与氯化钠溶液构成无数微小的原电池，氯化钠溶液是电解质溶液，增加溶液的导电性。电极反应是：正极2H2O+O2+4e-=4OH- 负极：2Fe-4e-=2 Fe2+
电池反应：2 Fe+2H2O+O2=2 Fe(OH)2
氯化钠使溶液导电性增强，加快氧化还原反应的进行，使放热速度加快，能达到短时间内温度上升。
根据资料卡片，请学生组内讨论修正发热包的方案，并重新撰写加热包的设计方案，阐述理由。课后请学生继续查阅资料，从外包装的设计，产品成分的配比方面去优化设计发热包。
六、板书设计
DIY发热包
发热包 外包装
成分
七、作业布置：改良发热包的制作方案，形成新的配方。
八、教学反思
这个课在准备过程中花了很多的精力，最初初始构思是在应该给学生怎样的知识落实，怎样的思维提升，本课的重点是什么，核心环节怎么突破等等。开始的设计是中规中矩的思路，采取了相对“轻”操作， “重”思维的教学方法，目的是为了落实知识点。在教学过程中首先引导学生对盐酸和硫酸的鉴别，氢氧化钠和氢氧化钙的鉴别，再小结出较好的物质鉴别的一般方法。构成—性质—现象—鉴别。然后再学以致用，解决生活引题中出现的问题，最后来个激趣探究---巩固加提高。而后来经过磨课，师傅何锦霞和张作华老师的指点，最终推翻了最初的设计，定下以STEM的项目学习来完成此次的优质课，本课教学前，查阅了相当多的资料，从加热包材料上的选择，复习了第二章中有机材料的知识，锻炼了学生从资料中获得信息的能力，加热包成分的筛选这一环节，复习了学生第一章所学的酸碱盐的部分知识，让学生能够用所学的知识来进行猜想和预设，进一步深化科学知识在生活中的应用。通过学生自制发热包的发热大比拼，发现发热包的温度达不到生活中所用的要求，证明学生单一选择生石灰来制作发热包没有办法满足日常所需，此时便有了思维的提升。由于初中知识有限，我额外的给与学生资料卡片，呈现原电池的构想，让学生通过资料的提示，能够想到往生石灰中也添加一些铁粉，盐等物质，让其构成大大小小的原电池，从而增加热量的放出。当然本课教学后，留下了一些遗憾：如教学时间比较匆忙，由于STEM的项目需要的时间较久，所以学生再次优化发热包成分含量配比，再次制作发热包只好留在课后进一步探索。一种较为合理的教学方法，往往需要不断的“磨”，通过参加本次活动，让我学会了慢工出细活。认真思考每一个环节，落实细节，对于我们教育者而言是多么真实而具有挑战！路漫漫其修远兮，吾将上下而求索！