基于项目式学习的复习课教学设计：物质的工业制备流程专题（中考化学一轮复习）

基于项目式学习的复习课教学设计：物质的工业制备流程专题（中考化学一轮复习）一、教学内容分析

本专题教学立足于《义务教育化学课程标准（2022年版）》，紧扣“科学探究与创新意识”、“证据推理与模型认知”等核心素养，旨在引导学生系统建构并灵活应用物质制备的认知模型。从知识技能图谱看，其内容横跨“身边的化学物质”（如氧气、二氧化碳、金属、常见酸碱盐的制备原理）与“物质的化学变化”（化学反应规律、条件控制）两大主题，是中考考查物质性质、反应原理及实验能力的综合性载体，在知识网络中处于枢纽地位。课标要求不仅限于识记具体反应，更强调在真实、复杂的生产情境中应用知识解决问题，这为教学设计指明了过程方法路径：将零散的实验室制备知识，升华为具有普遍解释力的“工业制备流程”分析模型。本课将以模型建构与迁移应用为主线，通过分析典型工业流程简图，培养学生的信息提取与加工、证据识别与推理、系统分析与评价等高阶能力。在素养价值渗透上，通过选取我国（尤其是辽宁本土）典型的工业生产实例（如钢铁冶炼、海水制镁、合成氨等），引导学生理解化学在资源利用、社会发展中的核心作用，培育科学态度与社会责任感，实现知识学习与价值引领的有机统一。

针对九年级下学期的学情，学生已学完初中化学全部新知，具备了一定的知识储备，但知识体系多呈点状分布，面对综合性、情境化的“生产制备类”问题常感无从下手。其障碍主要表现为：难以从复杂流程图中辨识核心化学反应、对除杂净化等操作的目的理解表面化、缺乏将实验室装置原理与工业设备功能关联的系统思维。基于“以学定教”原则，本设计将通过“前测任务单”快速诊断学生在知识回忆与简单应用层面的差异。在课堂中，将借由阶梯式任务设置与小组协作，辅以教师巡视、针对性提问与展示点评，动态评估不同层次学生的建模进度与应用水平。教学调适策略上，将为学习基础薄弱的学生提供“核心反应清单”、“流程步骤关键词释义卡”等显性支架；为学有余力的学生设置“深度质疑角”——鼓励其思考流程设计的优化方案或环保成本问题，从而实现面向全体的精准支持与个性化挑战。二、教学目标

知识目标：学生能够系统梳理常见气体、金属、碱等物质的实验室制法，并理解其反应原理、装置选择及操作要点；在此基础上，能辨识并解释典型工业制备流程简图中各环节（如原料预处理、核心反应、产品分离与提纯）的目的与化学本质，构建从实验室到工业生产的结构化知识模型。

能力目标：学生能够通过小组合作，运用建构的流程分析模型，解码陌生的工业制备情境题，准确提取化学信息，推测未知物质或反应，并基于证据对流程的合理性或绿色性进行初步评价，提升信息整合与复杂问题解决能力。

情感态度与价值观目标：通过分析真实工业生产案例，学生能感受化学技术对社会发展的巨大贡献，特别是在了解辽宁本土相关产业（如鞍钢）时，增强乡土自豪感与学科认同感；在小组讨论中，养成倾听、协作、严谨求实的科学交流态度。

科学思维目标：重点发展“模型认知”与“系统思维”。引导学生从具体实例中抽象出制备流程的通用分析框架（原料→原理→设备→纯化→产品），并能将此模型逆向应用于分析新情境，学会从整体与部分的关系中把握复杂系统的运作逻辑。

评价与元认知目标：引导学生使用“流程分析评价量规”对自身或同伴的学习成果进行批判性审视；在课堂小结阶段，反思模型建构的过程，总结“如何从复杂信息中抓取关键化学问题”的策略，提升学习规划的元认知能力。三、教学重点与难点

教学重点：工业生产制备流程的通用模型建构与核心环节分析。其确立依据在于，这是连通零散知识点与解决复杂情境问题的关键“桥梁”，是课标所倡导的“模型认知”素养在本专题的具体体现。从中考命题趋势看，流程图题是必考且区分度高的题型，其考查核心正是学生对模型的理解与应用能力，而非对单一知识点的死记硬背。

教学难点：真实工业流程中复杂信息的提取、转译与评价。难点成因在于：第一，工业流程常涉及学生未学的反应或陌生设备名称，易产生畏难情绪；第二，流程设计蕴含多重考量（如成本、产率、环保），需要学生跨出单纯化学视角进行系统思考；第三，从图文信息到化学语言的转化，对学生的抽象思维与综合分析能力要求较高。预设通过搭建“信息解码卡”、提供对比案例（实验室vs工业）及设置渐进式任务群来搭建认知阶梯，逐步突破。四、教学准备清单1.教师准备1.1媒体与教具：交互式课件（内含辽宁工业案例视频、动态流程图解析）；实物投影仪。1.2学习材料：“探秘工业流程”学习任务单（含前测、核心任务、后测及分层练习）；“流程分析模型建构”小组合作板报（海报纸）；分层资源包（基础：关键术语卡；进阶：深度探究提示卡）。2.学生准备2.1知识回顾：复习常见气体（O2、CO2、H2）及金属（Fe、Cu）的实验室制法。2.2物品：化学课本、笔记本、彩色笔。3.环境布置3.1座位安排：6人异质分组，便于合作探究。3.2板书记划：预留核心区用于张贴各小组构建的模型海报，及师生共同梳理的“流程分析思维导图”。五、教学过程第一、导入环节1.情境创设：（课件展示辽宁鞍山钢铁厂高炉图片、大连恒力石化园区航拍视频，并配以简短的文字介绍）“同学们，这是我们家乡辽宁引以为傲的工业名片。大家是否想过，我们课本上学到的那些化学反应，是如何在这些宏伟的工厂里，变成支撑国家建设的钢铁、化纤产品的呢？今天，我们就化身‘工业流程分析师’，揭开这神秘的面纱。”1.1问题提出：“实验室里，我们制取一小瓶氧气需要哪些步骤？如果要把这个实验放大十万倍、一百万倍，在工厂里连续生产，面临的挑战和考虑的因素会有何天壤之别？”（稍作停顿，让学生思考）我们的核心驱动问题就是：如何解读并评价一个真实的工业制备流程？1.2路径明晰：“我们将首先回顾实验室的‘精致’操作，然后挑战工厂的‘宏大’叙事。第一步，唤醒记忆，盘点家底；第二步，小组合作，从案例中提炼分析模型的‘万能钥匙’；第三步，学以致用，破解新的‘工业密码’。准备好了吗？我们的探究之旅现在开始！”第二、新授环节任务一：基础盘点——实验室制备的“精准”回忆教师活动：教师投影“前测任务单”第一部分：以氧气为例，请用关键词或图示快速梳理实验室制取气体的常规思路。巡视中，教师有意识地关注不同层次学生的完成情况，并轻声提问引导：“想想看，选择发生装置的依据是什么？收集方法又由什么决定？‘制备’一词，是否仅仅意味着发生反应？”五分钟后，邀请两位同学上台展示，一位侧重原理与装置，另一位侧重操作步骤与注意事项。学生活动：学生独立完成前测梳理，尝试用思维导图或流程图的形式呈现实验室制氧气的全过程。聆听同伴展示，补充或修正自己的笔记。思考教师提出的拓展性问题。即时评价标准：1.知识梳理是否全面、准确，涵盖原理、装置、操作、检验等要素。2.能否清晰表达选择不同装置（固固加热型、固液不加热型）与收集方法的内在原因。3.在倾听他人展示时，能否进行有依据的补充或提出有价值的问题。形成知识、思维、方法清单：★核心概念：实验室制备物质是一个控制下的“精准”过程，核心要素包括：反应原理（化学方程式）、发生装置（依据反应物状态和反应条件）、收集与检验方法（依据产物性质）。▲易错点提醒：发生装置的选择常与收集装置混淆，需牢记“发生看状态与条件，收集看密度与溶解性”。●学科方法：用流程图梳理实验步骤，是使思维可视化的有效方法，为后续分析复杂工业流程打下基础。“大家看，这位同学用箭头把步骤连起来，是不是顿时清晰多了？”任务二：模型初建——从“实验室”到“厂房”的思维跨越教师活动：教师呈现一个简化的“工业制取氧气（分离液态空气法）”流程框图。提出引导性问题链：“1.请大家找找，这个流程的‘原料’是什么？‘产品’是什么？2.与实验室加热高锰酸钾相比，核心的‘原理’发生了怎样的根本性改变？（提示：是物理变化还是化学变化？）3.流程图中提到的‘压缩’、‘降温’、‘蒸馏’这些环节，对应着我们实验室的哪些操作目的？”组织学生进行小组讨论，并将讨论结果的关键词写在小组海报上。学生活动：学生以小组为单位，观察、讨论简化工业流程图。对比实验室制法，识别工业流程的基本构成要素（原料、原理、主要设备/操作、产品）。尝试用彩色笔在海报上标注出流程的几大环节，并讨论各环节的目的。即时评价标准：1.小组能否准确识别流程图中的输入（原料）和输出（产品）。2.讨论是否围绕“变化本质”和“操作目的”展开，而非仅仅描述现象。3.海报呈现是否具有逻辑性，能否初步体现从原料到产品的转化路径。形成知识、思维、方法清单：★重要原理：工业制备的核心目标是大规模、高效率、低成本地获取产品。因此，原料选择（是否廉价易得）、反应路径（能耗、产率）、分离提纯方法（可行性、成本）是首要考量。▲思维跨越：从实验室的“化学合成”思维，扩展到工业的“过程工程”思维。后者不仅关心化学反应本身，更关心物料流、能量流在整个系统中的传递与转化。“可以说，实验室关注‘点’（反应本身），工厂要掌控‘线’（整个流程）甚至‘面’（综合效益）。”●模型雏形：初步建构工业制备流程通用分析模型的要素：原料→预处理→核心转化（反应/分离）→产品分离与提纯→产品。这个模型就像我们分析文章的“骨架”。任务三：模型深化——解码“海水提镁”的化学奥秘教师活动：教师展示更复杂的“海水提镁”工艺流程图（教材或中考题常见）。发布核心任务：“请各小组运用我们刚才提炼的模型要素，化身分析师，向全班解读这份‘海水提镁’的工艺说明书。”教师提供“脚手架”：A.请用不同颜色的笔圈出流程中的原料、中间产物、最终产品。B.写出流程中涉及的主要化学方程式。C.思考：加入石灰乳、盐酸的目的分别是什么？蒸发结晶发生在哪一步之后？巡视指导，重点关注学生能否将流程图中的方框、箭头与具体的化学反应、操作目的相对应。学生活动：小组合作，深度剖析“海水提镁”流程图。依据教师提示，分工完成反应原理书写、环节目的分析、流程整体解说稿的构思。遇到陌生术语（如“煅烧”）时，主动查阅资料或向教师提问。即时评价标准：1.化学方程式书写是否准确、规范。2.对流程各环节目的的解释是否基于化学原理（如用碱除去杂质、用酸溶解转化等）。3.小组最终能否用连贯的语言，逻辑清晰地阐述从海水到镁的整个转化历程。形成知识、思维、方法清单：★核心化学反应：MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2;Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O;MgCl2(熔融)=通电=Mg+Cl2↑。书写时注意状态符号和条件。▲流程分析关键：加入石灰乳是为了将海水中的镁离子转化为沉淀（Mg(OH)2），实现初步富集与分离；加盐酸是为了将不溶的氢氧化镁重新转化为可溶的氯化镁，便于后续结晶提纯和电解。●方法巩固：分析工业流程的“金钥匙”——“目的导向”：对每一个操作或步骤，都要追问“为什么？”目的是除杂？是转化？是富集？还是节约成本？“大家看，这里为什么不直接电解海水？因为浓度太低，效率和经济性都不可行。所以要先‘富集’，这就是工业思维的体现。”任务四：模型应用与评价——小组挑战“合成氨”或“侯氏制碱”教师活动：教师提供两个真实工业流程选项——“合成氨简要流程”与“侯氏制碱法（联合制碱法）流程”。要求各小组任选其一进行深度分析，并完成挑战任务：1.绘制简易的流程分析示意图。2.指出该流程中体现“绿色化学”或“循环经济”理念的一处设计，并说明理由。教师在此过程中扮演资源提供者和思维碰撞的激发者，对遇到困难的小组进行点拨，对分析深入的小组提出更高要求：“能否设想一下，如果改变某个条件（如压强），会对整个流程产生什么连锁影响？”学生活动：小组选择挑战题目，进行更自主、更深入的合作探究。绘制示意图，提炼关键信息，并从环保、资源利用等角度寻找流程的亮点，准备进行小组展示与互评。即时评价标准：1.绘制的示意图是否准确反映了流程的主干。2.对流程亮点的分析是否言之有据，能否结合具体步骤说明其如何体现绿色或循环理念。3.小组展示时，逻辑是否清晰，表达是否自信，能否回应其他组的质疑。形成知识、思维、方法清单：★典型流程认知：合成氨体现的是气体反应中压强、温度、催化剂对平衡与速率的影响在工业上的综合应用；侯氏制碱法则完美体现了物质循环利用（将副产物氯化铵作为产品，母液循环）和提高原子利用率的智慧。▲评价维度拓展：对工业流程的评价，除产品产率、纯度外，应纳入资源消耗（原料、能源）、环境影响（三废处理）、经济成本等多元视角。“化学工程师的使命，不仅是把反应做出来，更是要用最‘聪明’、最‘友好’的方式把它做出来。”●模型迭代：通用模型在实际应用中需灵活变通。例如，有些流程以“分离”为核心（如空气制氧），有些以“催化合成”为核心（如合成氨），有些则是“多产品联产”（如侯氏制碱）。关键是抓住“输入转化输出”的主线。任务五：整合提炼——“流程分析师”的思维装备库教师活动：教师引导全班回顾四个任务的学习历程。邀请几个小组展示他们最终构建的“工业制备流程分析通用模型”海报（此时模型应已比任务二时更为丰富和精细）。教师与学生共同总结，并将核心要点提炼到黑板的主板书区域，形成结构化的思维导图。学生活动：各小组展示海报，交流建模心得。全班共同参与完善思维导图，将“原料选择”、“原理确定”、“设备/操作”、“分离提纯”、“产品获取”以及“绿色评价”等维度系统化。学生完善个人笔记。即时评价标准：1.最终形成的班级共识模型是否系统、全面，能否涵盖已学案例的核心要素。2.学生个人能否在自己的笔记中清晰复现这一分析框架。3.在整合过程中，学生能否举例说明模型中各要素的具体含义。形成知识、思维、方法清单：★分析模型定稿：工业制备流程分析通用模型（思维导图核心）：一、看整体：明确原料、主产品、可能的副产品。二、析局部：1.预处理：粉碎、净化、溶解…目的？2.核心反应：化学方程式？条件控制（温度、压强、催化剂）？3.分离与提纯：过滤、结晶、蒸馏、吸收…目的？4.后处理：干燥、成型、包装…三、评优化：绿色化学（5R原则）、循环利用、能量综合利用等。▲核心能力凝练：本专题重点培养的是一种“系统解码”能力——将复杂的、图文结合的工业流程图，翻译成自己熟悉的化学语言和逻辑链条的能力。●学习策略提示：面对陌生流程时不慌张，“抓头（原料）抓尾（产品），中间按步推；每步问目的，反应是核心；评价多角度，绿色记在心。”这句口诀可以帮助大家快速上手。第三、当堂巩固训练

基础层（全体必做）：提供一道直接应用模型的经典中考流程图题，涉及金属冶炼（如用赤铁矿炼铁），要求填写空缺的化学方程式，并回答某一操作（如高炉中通入热空气）的目的。“请大家用5分钟独立完成，检验一下我们的‘模型钥匙’是否好用。”

综合层（多数学生挑战）：呈现一道包含可循环物流线的陌生流程题（如废渣回收利用制备某种产品）。要求：1.标出可循环利用的物质。2.分析其中一步加入某试剂的目的不仅是除杂，还为了调节pH以利于下步反应。完成后进行小组内互评，依据教师提供的简要评分要点（化学式正确、目的分析准确、表述清晰）。

挑战层（学有余力选做）：提供一段关于“碳中和”背景下新兴的“二氧化碳加氢制甲醇”技术的文字描述与简易流程。提出开放性问题：“与传统合成甲醇工艺相比，该流程在原料和理念上有何创新？你认为目前大规模应用可能面临哪些挑战？（可从技术、成本等角度思考）”鼓励学生形成简短观点，不要求标准答案。

反馈机制：基础层习题通过投影展示学生答案，教师重点讲评典型错误和高频失分点。综合层练习通过小组互评与教师抽样讲评结合，重点反馈信息提取的全面性和分析的深度。挑战层问题则通过简短分享，激发思维火花，教师给予肯定和方向性引导。“小张同学提到了催化剂效率的问题，这确实是化工的核心科技之一，很有见地！”第四、课堂小结

知识整合：“同学们，现在请大家闭上眼睛，回顾一下这节课我们探索的旅程。你能在脑海里画出那幅从实验室到工业生产的‘思维地图’吗？”邀请12名学生口头梳理，教师同步完善板书上的思维导图，强调模型的层级结构。

方法提炼：“今天我们不仅复习了知识，更掌握了一把‘万能钥匙’——流程分析模型。最重要的是学会了‘目的导向’的分析思维和‘系统评价’的多维视角。这是比记住十个具体流程更有价值的能力。”

作业布置与延伸：“课后，请大家完成分层作业。同时，给大家留一个‘长线思考题’：在你身边（社区、网络）能找到哪些与化学制备相关的产品或现象？尝试用今天的思维模型去简单分析一下。下节课，我们或许可以分享你的发现。”六、作业设计基础性作业（必做）1.整理课堂完成的“工业制备流程分析通用模型”思维导图，并围绕“海水提镁”或“合成氨”（任选其一），写一段约150字的流程解说词，要求清晰阐述各核心环节的化学原理及目的。2.完成练习册中2道基础性流程图真题，巩固化学方程式书写与基本环节判断。拓展性作业（建议完成）1.情境应用：网上查找“辽宁菱镁矿资源”的简单介绍，结合所学，设计一个从菱镁矿（主要成分MgCO3）到金属镁的简易原理流程图（用方框和箭头表示），并写出涉及的主要化学方程式。2.错题分析：从以往试卷或练习中，找一道自己在“生产制备类”题目的错题，用红笔在错题旁边，运用本节课的模型分析自己的错误原因（是原理不清？步骤目的不明？还是信息提取不全？）。探究性/创造性作业（选做）1.微型项目：以“设计一个简单的校园废水（模拟含铜离子）回收铜的方案”为项目主题，绘制一个简易的工艺流程图，并尽可能说明每一步的化学原理或操作目的。思考并列出你的方案中可能存在的12个实际问题或成本考量。2.文献初探：阅读一篇关于“氢能源”的科普短文，了解“水电解制氢”和“化石燃料重整制氢”两种主要途径。尝试从原料来源、能源消耗、环境影响等角度，制作一个简单的对比分析表。七、本节知识清单及拓展★1.实验室制备物质的核心要素：包括反应原理（化学方程式）、发生装置（依据反应物状态和条件）、收集与检验方法（依据产物性质）。这是分析一切制备问题的逻辑起点。★2.工业制备的基本目标：大规模、高效率、低成本、环境友好。这决定了其流程设计与实验室实验有本质区别，常涉及原料预处理、连续化操作、能量综合利用等。★3.工业流程通用分析模型（关键框架）：采用“目的导向”分析法，沿“原料→预处理→核心转化→分离提纯→产品”主线推进。对每一步都要问“为什么这么做？”★4.流程中的“变化”类型：包括化学变化（核心反应）和物理变化（粉碎、溶解、过滤、蒸发、结晶、蒸馏等）。需准确区分并理解物理变化在富集、分离中的重要作用。★5.海水提镁的主要化学原理：涉及沉淀转化（Mg2+→Mg(OH)2）、酸溶（Mg(OH)2→MgCl2）、电解（MgCl2→Mg）三个核心化学反应。流程体现了富集、转化、电解的工业思维。▲6.合成氨流程的典型特点：体现了化学反应原理（勒夏特列原理）在工业上的应用。通过高压、适当温度、使用催化剂来提高反应速率和平衡产率，是综合调控的典范。▲7.侯氏制碱法的循环智慧：将制碱（Na2CO3）与制铵肥（NH4Cl）相结合，使母液中的氯化铵结晶析出，提高了食盐利用率，避免了氯化钙废液的排放，是绿色化学的先驱。★8.“除杂”与“转化”的目的辨析：“除杂”是为了除去不需要的杂质离子（如加入沉淀剂）；“转化”是为了将目标物质从一种形态变为更易处理的另一种形态（如将不溶物转化为可溶物）。●9.信息提取技巧：关注流程图的“开头”和“结尾”；关注方框中的物质名称和箭头指向；关注标注的反应条件；特别留意循环回流的箭头，它常指向可循环利用的物质或能量。★10.化学方程式书写的流程情境：书写流程中的化学方程式时，必须结合该步骤的具体目的和物质走向，注意反应物和生成物的状态（溶液、沉淀、气体），并正确标注条件。▲11.绿色化学视角下的流程评价：可依据5R原则（减量、循环、再生、回收、拒用）审视流程，评价其原子经济性、能源消耗、“三废”处理与资源循环利用水平。●12.模型迁移应用心法：面对新流程图，保持镇定，运用模型“抓主干、明目的、写反应、评优劣”。复杂流程往往是由多个简单单元组合而成，学会分解看待。八、教学反思

（一）教学目标达成度分析从课堂观察与后测结果来看，“模型建构”的目标基本达成。大部分学生能够有意识地从“原料产品”主线出发，运用“目的追问”法分析各环节，小组海报的呈现也较为系统。能力目标中，“解码”陌生流程的能力在“当堂巩固”环节得到初步显现，但“评价优化”能力仅少数学生能触及，这与预设相符，该能力需长期培养。情感目标通过本土工业案例的融入，有效激发了学生的兴趣和自豪感，课堂氛围积极。

（二）核心环节有效性评估“任务二”与“任务三”的阶梯设计是成功的。从简单的“空气制氧”（物理变化为主）过渡到“海水提镁”（化学变化串联），学生经历了从识别要素到应用要素的完整建模过程，认知跨度合理。“任务四”的小组挑战赛极大调动了积极性，但部分小组在有限时间内对“合成氨”的复杂条件控制理解不深，未来可考虑提供更详细的背景资料卡片作为支撑。