“碳和碳的氧化物”这一内容主要承载“物质的多样性”和“物质的变化与转化”两大化学观念。从学科价值分析，它是九年级化学教科书中唯一全面研究元素及其化合物知识的单元，既是对前五单元所学内容的综合应用，也为后续分类认识物质总结归纳了学习的思路和方法。从学生学情分析，学生对化学反应的认识正在经历从感性转为理性，从形象演化抽象，从宏观渗入微观的过程，可能存在一定的学习障碍。因此，在单元复习阶段，教师需要把握学生的认知规律，引导学生主动参与建构，促进思维发展
［1］。在社会价值方面，碳和碳的氧化物与人类关系密切，体现了“化学来源于生活，服务于社会”的学科价值理念。项目具体育人价值如
图1所示。
1 项目教学目标
（1） 能依据物质的类别列举常见的含有碳元素的单质、氧化物和盐，并能基于元素组成建构含碳物质的分类图。
（2） 能从元素组成、微观结构、物质的性质等多个视角认识碳的多样性，逐步形成“结构决定性质”的化学观念，并能简述物质性质的广泛应用及性质与用途之间的关系，初步建构物质认知模型。
（3） 通过书写含碳物质间转化的化学方程式，进一步强化对元素观、转化观的认识，建构含碳物质的转化模型，并能应用模型解决实际问题。
（4） 从化学视角分析和解决问题，能客观评价化学学科的社会价值和意义，践行低碳理念，体现责任担当。
2 项目教学流程
通过对项目进行拆解，设置3个项目任务，具体项目教学流程如
图2所示。
3 项目实施过程
3.1 任务1：回顾已知，分类认识物质多样性
【魔术导入】每组桌面上都有一个带盖的“空”矿泉水瓶，还有一杯红色的液体。这就是魔术需要用到的道具。
【活动1】请根据所学内容回忆含碳元素的物质有哪些？将这些物质分类填进物质的分类图（
图3），并尝试自主建构基于元素组成的含碳物质分类图。
【交流汇报】将含碳的混合物、碳单质、碳的氧化物、碳酸、碳酸钙、甲烷、乙醇等物质分类填写到物质分类图，并组间互评。梳理、汇报物质分类的依据和方法。
【教师支持】针对甲烷、乙醇的分类，补充关于有机物的定义、种类的相关信息，明确物质分类的意义。
【活动2】回顾已知，结合项目活动梳理碳单质、一氧化碳和二氧化碳的知识点，完成学案相关内容。
【教师评价】提供碳单质的物理、化学性质等纸签，各组学生抽签决定汇报的内容，教师根据学生完成度给出及时、恰当的反馈，以评价促发展，实现教学评一体化。
设计意图：通过魔术导入、学习活动单与随机抽签决定汇报内容的方式，激发学生主动参与的学习意识，有效提高复习的效率。以“物质的多样性”大概念为统领，根据物质的元素组成对物质进行分类，树立分类认识物质的观念，知道物质具有独特的物理和化学性质，同类物质在性质上有一定相似性，初识基于组成的物质分类模型。
3.2 任务2：学以致用，初步建构认识物质的模型
【魔术竞技】“空瓶”有神技，“红酒”变“牛奶”。请每组选出一位操作员：打开瓶盖，迅速倒入红色液体，盖上瓶盖，振荡。
【问题驱动】你能否揭开这个魔术的神秘面纱？
【交流汇报】空瓶中是二氧化碳气体，烧杯中是滴有酚酞溶液的澄清石灰水。化学反应为：Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O。
【问题进阶】如何证明空瓶中含有二氧化碳气体？红色液体中含有氢氧化钙？
【交流汇报】方案①将澄清石灰水加入该空瓶中，振荡，观察石灰水是否会变浑浊；方案②向空瓶中加入少量水，振荡，再向其中滴加紫色石蕊溶液，观察溶液颜色变化；方案③将二氧化碳通入该红色溶液中，观察现象；方案④向该红色溶液中加入适量碳酸钠溶液，观察现象。
【教师支持】提供碳酸钠与氢氧化钙反应的资料信息，指导和评价实验方案。
【问题驱动】你知道哪些途径会产生二氧化碳？引导学生从实验室、生活、工业生产3个方面回顾所学。
【活动3】回顾相关内容并完成学案。学生抽签决定需要汇报的内容，书写有关反应的化学方程式。
【交流汇报】实验室：大理石与稀盐酸反应可制得少量二氧化碳；工业生产：高温煅烧石灰石产生二氧化碳；生活中：化石燃料的燃烧、动植物的呼吸等产生二氧化碳。
【问题驱动】同为碳的单质，为什么石墨质软滑腻，而金刚石如此坚硬？为什么石墨不能像金刚石一样用于岩层钻探？而金刚石也不能像石墨一样用作电极？
【活动4】这里有一些关于单质碳、一氧化碳和二氧化碳的性质和用途的小卡片（
图4），你能发现物质性质与用途之间的联系吗？试着连一连。
【问题驱动】同由碳、氧元素组成，一氧化碳和二氧化碳一个可用作燃料，一个可用于灭火，这是为什么呢？
【归纳总结】金刚石和石墨物理性质差异的原因是碳原子排列方式不同；一氧化碳和二氧化碳化学性质差异是因为分子结构不同。物质微观结构的多样性决定了物质性质的多样性，决定了物质用途的多样化。
【问题驱动】交流讨论，尝试建构多角度认识物质的思维模型（
图5）。
设计意图：在连续进阶的驱动性问题与活动的推动下，问题的思维层次不断提升，由生活到课本，从理论到实践，认识到物质组成与结构的多样性决定了物质的多样性，决定了物质性质的多样化，决定了物质用途的多样化。通过建构多维度认识物质的思维模型，形成了知识内容和认识思路的结构化，实现了化学观念的内化
［2］。
3.3 任务3：物质转化，利用模型解决问题
【问题驱动】学习物质的组成结构、性质、用途，进而认识物质的变化，最终是为实现物质的转化。物质的转化对我们有何意义？你知道目前困扰全球最深的粮食危机和能源危机吗？二者有何联系？
【活动5】物质在体现其化学性质的过程中，又转化成其他物质，观察物质转化模型（
图6），找出相关数字代表的转化途径。寻找相关反应，书写化学方程式。
【交流汇报】同样的物质转化可以有不同的化学反应实现途径。
【资料】化学家的魔术——“二氧化碳的魔法变身”：中科院用二氧化碳成功合成了汽油，而且合成的汽油符合排放标准；人工合成淀粉是中国在生命科学领域取得的重大突破，合成速度是自然界光合作用的8.5倍
［3］，二者对于推动人类社会的发展和科技进步具有重要意义。用温室气体二氧化碳为原料生产淀粉、汽油，既解决了粮食危机和能源危机，又缓解了全球变暖。
【问题驱动】基于含碳物质的转化模型，你能想到哪些实现碳中和的具体路径？
【交流汇报】利用植物的光合作用吸收二氧化碳；利用碱性溶液吸收二氧化碳；利用海水封存二氧化碳；利用化学方法转化二氧化碳……
【归纳提升】运用化学的视角发现和解决生活中的问题，根本在于在认识物质的基础上实现对物质的转化。化学源于生活也将服务于生活。
设计意图：该任务在“化学与可持续发展”大概念的引领下，引导学生学会从不同角度去利用物质的性质解决问题，通过化学变化实现物质的转化，帮助学生主动认识化学学科的社会价值和意义，结合合成汽油、合成淀粉的实例，从物质及其变化的角度，认识和理解化学与资源、能源的关系，初步形成应用元素观、变化观等化学观念和科学探究方法解决问题的思路
［4］。
4 项目教学反思
4.1 建构观念，引领深度复习
单元复习不同于新授课，需要有目的地进行整合，打破新授课中碎片化、表层化的知识“点”教学，充分挖掘单元整体教学的育人价值，并将育人目标融入整个单元的实践活动里，在复习与应用交替前进的过程中，不断推进学生思维中系统而连贯的知识结构的形成，从而建构解决问题的思维模型，内化学科核心的价值观念，从而实现化学学科的育人价值。
4.2 激发兴趣，引导主动学习
学生是学习的主体。单纯的知识点堆砌和习题练习让学生对已学过的内容缺乏好奇心和探究欲，因此教师需要根据内容进行项目整合，寻找合适的情境和活动方式以提高学生的学习兴趣。例如，“红酒变牛奶”的魔术可以抓住学生的好奇心，让学生根据所学来揭秘魔术，又可以让学生的好奇心转向对知识的探索。在项目式单元复习中，可以联系的情境更为广泛，教师可以根据学生的认知需要制订与复习内容相关的教学情境，整合核心知识，设计相关活动，促使学生积极主动参与到问题解决的过程中，进行更深层次的思维活动，从而达到深度复习。
4.3 进阶任务，导向自主建构
项目式单元复习要注重设计真实情境下不同陌生度和复杂度的问题解决活动。引导学生通过小组合作、实验探究、讨论交流等多样化的方式解决问题，在解决进阶性任务的活动中将涉及的化学知识从外延到内涵逐层剥离出来，引导学生自主建构与内化相关内容，并真正认识化学的本质。例如，从“含碳元素的物质有哪些”“如何根据组成对物质进行分类”到“物质的性质差异的原因是什么”。这样的问题设计具有进阶性，学生在解决问题的活动中，将会经历从认知到理解然后内化保持的过程，深度的理解为学生未来对知识的应用奠定了基础。具有难度、梯度和逻辑性的问题设计和实施，既符合学生的认知习惯，也能引领学生思维的深度发展。
4.4 关注评价，促进素养落实
适时有效的评价可以帮助教师诊断学习效果、改进教学，促进项目学习目标的落实。在复习课的教学中，要坚持核心素养导向的评价，加强过程性评价，深化活动表现评价，促进学生全面而有个性地发展。本项目式单元复习课在教学中设计素养导向的学习任务，通过学生活动，教师能够追踪学生的思维过程，从而基于证据判断学习目标的落实情况。例如，设置“金刚石与石墨物理性质差异的原因”“一氧化碳和二氧化碳性质差异的原因”等问题。这些活动具有素养诊断价值，能够诊断学生对微观结构与物质性质的化学观念的认识。
安徽省教育信息技术研究课题“STEAM理念下的初中化学项目式学习设计与实践研究”(AH2022072)
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