紀(jì)露希

化學(xué)教學(xué)中尚美文化建設(shè)的實(shí)踐與研究

紀(jì)露希

（蘇州市第三中學(xué) 江蘇蘇州 215001）

基于“鐵及其化合物的應(yīng)用——鐵系物質(zhì)中的多彩藝術(shù)”的教學(xué)案例，對(duì)在化學(xué)教學(xué)實(shí)踐過程中關(guān)注學(xué)科素養(yǎng)，從審美情趣角度來培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)進(jìn)行闡述。并在實(shí)踐過程后進(jìn)行了反思和思考。

化學(xué)教學(xué)；審美情趣；核心素養(yǎng)

一、問題提出

學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)，是指學(xué)生應(yīng)具備的,能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必需品格和關(guān)鍵能力。本文主要從審美情趣方面闡述在化學(xué)教學(xué)中滲透核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。審美情趣主要是指個(gè)體在藝術(shù)領(lǐng)域?qū)W習(xí)，體驗(yàn)，表達(dá)等方面的綜合表現(xiàn)。重點(diǎn)是學(xué)習(xí)藝術(shù)知識(shí)，技能與方法；具有發(fā)現(xiàn)，感知，欣賞，評(píng)價(jià)美的意識(shí)和基本能力；具有健康的審美價(jià)值取向；懂得珍惜美好事物等。生活中處處存在美，在化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的審美情趣，就是通過課堂教學(xué)提升學(xué)生的審美能力，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)美，感受美，創(chuàng)造美的能力［1］。

二、教材分析和學(xué)情分析

本節(jié)課是蘇教版化學(xué)必修一專題3“從礦物到基礎(chǔ)材料”中的一部分內(nèi)容。在第1單元學(xué)習(xí)了從鋁土礦到鋁合金的基礎(chǔ)上，本單元安排學(xué)習(xí)金屬鐵、銅及其化合物，既讓學(xué)生體會(huì)到了物質(zhì)的豐富多彩，也為學(xué)習(xí)元素周期表的知識(shí)提供了一定的基礎(chǔ)。同時(shí)，鐵是一種變價(jià)金屬，鐵及其化合物涉及的反應(yīng)有不少是氧化還原反應(yīng)和在水溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，可以對(duì)前面學(xué)習(xí)的“氧化還原反應(yīng)”和“離子反應(yīng)”進(jìn)行鞏固。

學(xué)生在初中曾經(jīng)對(duì)鐵的性質(zhì)有一些認(rèn)識(shí)，知道鐵的一些物理性質(zhì)，鐵能與鹽酸反應(yīng)，鐵能與硫酸銅反應(yīng)，這些對(duì)本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)有十分重要的基礎(chǔ)作用，可以引導(dǎo)學(xué)生從回憶自己熟悉的知識(shí)開始，本節(jié)課嘗試讓學(xué)生從藝術(shù)的視角更深入地認(rèn)識(shí)這些具有人文魅力的化學(xué)知識(shí)，讓學(xué)生在愉悅的審美過程中懂得化學(xué)、熱愛化學(xué)。

三、教學(xué)目標(biāo)

了解鐵及其化合物在藝術(shù)中的應(yīng)用。了解氧化鐵顏料的成分和使用注意事項(xiàng)。掌握Fe3+的檢驗(yàn)方法,Fe2+和Fe3+的相互轉(zhuǎn)化及在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。

通過氧化鐵顏料的研究過程,體會(huì)物質(zhì)分類對(duì)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的研究指導(dǎo)。通過Fe2+和Fe3+的相互轉(zhuǎn)化的探究過程,體會(huì)運(yùn)用氧化還原反應(yīng)的理論指導(dǎo)物質(zhì)性質(zhì)和轉(zhuǎn)化的學(xué)習(xí)。從氧化劑、還原劑的選擇過程體會(huì)多角度分析問題并形成解決方案的思維方法。

通過了解鐵及其化合物在藝術(shù)中的應(yīng)用，使學(xué)生在獲得知識(shí)的同時(shí)得到美的享受，受到美的熏陶，通過氧化鐵顏料性質(zhì)的研究過程,使學(xué)生初步學(xué)會(huì)從化學(xué)視角觀察生活和社會(huì)中的有關(guān)問題，在充滿美的化學(xué)教學(xué)中提高教學(xué)效果。通過運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和所給信息來解決陌生環(huán)境下的問題，體會(huì)科學(xué)研究的過程。

四、教學(xué)過程

1.引入：鐵及其化合物在藝術(shù)中的應(yīng)用

［教師］播放幾張鐵畫的照片和有關(guān)鐵畫的視頻介紹，提問：鐵畫主要利用了鐵的什么物理性質(zhì)？

［學(xué)生］在已學(xué)習(xí)的鐵的物理性質(zhì)中，通過鐵畫介紹來回答主要利用了鐵的延展性好。

設(shè)計(jì)意圖：從全新視角介紹鐵在工藝品中的一種應(yīng)用，鐵畫被譽(yù)為“中華一絕”,它既有國畫的神韻,又有雕塑的立體美，通過觀看視頻了解鐵畫，并由此復(fù)習(xí)鐵的物理性質(zhì)。

［教師］向?qū)W生介紹鐵的化合物在繪畫中的一個(gè)應(yīng)用：氧化鐵顏料。通過展示不同顏色氧化鐵顏料樣品和閱讀材料1提問：不同顏色的氧化鐵顏料組成相同嗎？

［學(xué)生］閱讀有關(guān)氧化鐵顏料的介紹，了解不同顏色的氧化鐵顏料的化學(xué)組成。

閱讀材料1：絢麗多彩的氧化鐵顏料［2］

氧化鐵紅又稱鐵紅,主要成分化學(xué)式：Fe2O3，它是氧化鐵系顏料中產(chǎn)量和用量最大的產(chǎn)品。

氧化鐵黃主要成分化學(xué)式：Fe2O3·xH2O，外觀為黃色粉末，加熱時(shí)脫水易變成氧化鐵紅。

氧化鐵黑主要成分化學(xué)式:Fe3O4，具有磁性，遇高溫受熱易被氧化，變成紅色氧化鐵。

氧化鐵綠主要成分化學(xué)式：Fe2O3·H2O，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,具有耐光性好等良好性能。

氧化鐵藍(lán)：主要成分由磁鐵礦組成，深藍(lán)色粉末，著色力強(qiáng)，遮蓋力略差。

設(shè)計(jì)意圖：通過閱讀材料，了解不同顏色氧化鐵顏料化學(xué)組成。并由此為載體作為本節(jié)課實(shí)驗(yàn)的原料，通過性質(zhì)的探究來學(xué)習(xí)鐵的化合物的性質(zhì)。

2.環(huán)節(jié)一：氧化鐵顏料的性質(zhì)分析

【活動(dòng)一】氧化鐵顏料的耐受性實(shí)驗(yàn)

步驟：任選一種氧化鐵顏料，根據(jù)閱讀材料選擇合適的化學(xué)試劑和方法溶解。

［教師］提問:根據(jù)閱讀材料2，回答氧化鐵顏料可以用什么化學(xué)試劑,什么化學(xué)方法溶解？

閱讀材料2：氧化鐵顏料特性的介紹

耐堿：無論是堿還是其他種類堿性物質(zhì)對(duì)氧化鐵顏料的性能都是很穩(wěn)定的。

耐酸：對(duì)一般弱酸和稀酸類具有一定的抗耐性能，但在加熱時(shí)，也能逐漸溶解于強(qiáng)酸中。

耐光：防紫外線，無論是多強(qiáng)的陽光日照下都不會(huì)發(fā)生明顯變色的情況。

耐熱：氧化鐵顏料通常在一定的溫度內(nèi)是穩(wěn)定的，只有超過限定的溫度才會(huì)發(fā)生變色。

耐水、耐油、耐溶劑：不溶解于水、其他有機(jī)溶劑中。

［學(xué)生］閱讀氧化鐵顏料特性介紹，通過在已知信息中，找出關(guān)鍵句來解決問題。完成活動(dòng)一，觀察現(xiàn)象，得到氧化鐵顏料性質(zhì)穩(wěn)定的結(jié)論。

［教師］指導(dǎo)學(xué)生完成氧化鐵顏料溶解實(shí)驗(yàn)。并通過真實(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來解釋考古上的一個(gè)實(shí)例——荒帷?；尼。菏侵腹湃擞脕硌吃岬囊环N絲織品，很多年之后，人們從挖出來的土中發(fā)現(xiàn)，因?yàn)闀r(shí)間久遠(yuǎn)，絲織品已經(jīng)腐爛，但與絲織品接觸的泥土上還能清晰地看到絲織品上的顏料畫出的圖案。這個(gè)顏料就是氧化鐵顏料。

設(shè)計(jì)意圖：通過閱讀材料，學(xué)生了解到氧化鐵顏料性質(zhì)穩(wěn)定，但在一定條件下也可以逐漸溶解，訓(xùn)練學(xué)生通過閱讀信息，分析并解決實(shí)際問題的能力。通過學(xué)生活動(dòng)一，練習(xí)實(shí)驗(yàn)的基本操作，并通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來得到有價(jià)值的信息。用學(xué)生陌生又感興趣的考古上的“荒帷”來再一次證明氧化鐵顏料的穩(wěn)定。

【活動(dòng)二】氧化鐵顏料中鐵離子的檢驗(yàn)

步驟：用膠頭滴管取活動(dòng)一溶解后的液體2滴于另一支試管中，加水3mL,加入合適的試劑檢驗(yàn)。

［教師］利用顏料溶解后的溶液，指導(dǎo)學(xué)生完成活動(dòng)二，根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。

［學(xué)生］完成活動(dòng)二，通過比較三種檢驗(yàn)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案評(píng)價(jià)。

讀一讀:常用Fe3+檢驗(yàn)的理論方法

表1 常用Fe3+檢驗(yàn)方法

設(shè)計(jì)意圖：使用現(xiàn)代教育信息技術(shù)，課堂采用多元化的學(xué)習(xí)活動(dòng)，學(xué)生將實(shí)驗(yàn)結(jié)果拍照上傳，用PAD交互，現(xiàn)象清晰，當(dāng)堂點(diǎn)評(píng)，讓學(xué)生通過三種方法對(duì)比，得出用KSCN溶液是檢驗(yàn)Fe3+較靈敏的方法。

3.環(huán)節(jié)二：氧化鐵顏料的再利用

【活動(dòng)三】氧化鐵顏料中鐵離子轉(zhuǎn)化為亞鐵離子

提供下列試劑：KSCN溶液，新制氯水，酸性KMnO4溶液，鐵粉，銅片，淀粉KI試紙，H2O2溶液。

步驟：設(shè)計(jì)Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+的實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

［教師］氯化亞鐵有很廣泛的用途。提問:怎樣利用提供的化學(xué)試劑，將活動(dòng)二氧化鐵顏料溶解后得到的氯化鐵轉(zhuǎn)化為氯化亞鐵？

［學(xué)生］小組討論：利用氧化還原知識(shí)，選出合適的試劑進(jìn)行活動(dòng)三，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果拍照上傳。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得到結(jié)論。

［教師］展示幾幅鋼筆素描作品，通過介紹藍(lán)黑墨水書寫的原理，引出Fe2+易被空氣氧化成Fe3+,提問怎樣利用提供的化學(xué)試劑，將氯化亞鐵轉(zhuǎn)化為氯化鐵？

【活動(dòng)四】氧化鐵顏料中亞鐵離子轉(zhuǎn)化為鐵離子

步驟：設(shè)計(jì)Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+的實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

［學(xué)生］通過閱讀材料3，了解藍(lán)黑墨水的原理。小組討論：選出合適的試劑進(jìn)行活動(dòng)四，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果拍照上傳。能根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得到結(jié)論。

閱讀資料 3［3］

表2 藍(lán)黑墨水配方表

設(shè)計(jì)意圖：由于氧化鐵顏料廉價(jià)，可以利用它生產(chǎn)其他物質(zhì)，由此引出三價(jià)鐵離子和二價(jià)鐵離子的轉(zhuǎn)化。通過設(shè)問為什么鋼筆素描不用藍(lán)黑墨水而要用碳素墨水，介紹藍(lán)黑墨水的原理是：亞鐵離子被氧化成三價(jià)鐵而使筆跡呈現(xiàn)由藍(lán)變黑，而為了讓二價(jià)鐵穩(wěn)定存在于墨水中，常要加酸作穩(wěn)定劑，而加酸會(huì)對(duì)紙張?jiān)斐蓳p害。學(xué)生在非常實(shí)用的情景中掌握亞鐵離子極易被氧化成三價(jià)鐵離子，從而引出活動(dòng)三和活動(dòng)四，訓(xùn)練學(xué)生能從多角度解決問題的能力，并能對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象給予合理的分析。

4.環(huán)節(jié)三：含鐵物質(zhì)轉(zhuǎn)化歸納

圖1 含鐵物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化

【活動(dòng)五】寫出本節(jié)課實(shí)驗(yàn)涉及反應(yīng)的化學(xué)方程式并改成離子方程式

設(shè)計(jì)意圖：把本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以流程的形式再次呈現(xiàn)，幫助學(xué)生形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，加深學(xué)生的印象。

［教師］播放《爸爸去哪兒》中游戲環(huán)節(jié)：打鐵花視頻

［學(xué)生］觀看打鐵花視頻

設(shè)計(jì)意圖：本節(jié)課從藝術(shù)角度研究鐵及其化合物的性質(zhì)，讓學(xué)生感受美，通過世界文化遺產(chǎn)——打鐵花的介紹，培養(yǎng)學(xué)生不僅能從化學(xué)中發(fā)現(xiàn)美，更能用化學(xué)創(chuàng)造美的意識(shí)。

五、教學(xué)反思

本節(jié)課是從藝術(shù)應(yīng)用角度來研究鐵及其化合物的性質(zhì)，在設(shè)計(jì)時(shí)主要突出藝術(shù)性和科學(xué)性。

藝術(shù)性方面：選擇了鐵畫，荒幃，鋼筆素描，打鐵花這幾個(gè)例子，一方面這幾個(gè)例子涉及了鐵及其化合物的很多物理化學(xué)性質(zhì)，另一方面它們?cè)谒囆g(shù)上成就比較高，學(xué)生陌生又感興趣，在濃郁的興趣中展開學(xué)習(xí)，效果很好。確定以氧化鐵顏料作為載體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，一是因?yàn)樵狭畠r(jià)易得，另外，顏色豐富，觀賞性好，緊扣藝術(shù)主題。之前，都是以補(bǔ)血?jiǎng)?，脫氧劑為載體研究鐵及其化合物的性質(zhì)，以氧化鐵顏料為載體屬于比較新穎的視角。實(shí)踐證明，學(xué)生在這樣輕松愉悅的課堂氣氛中，學(xué)習(xí)興趣大大提高，創(chuàng)造力也得到了激發(fā)。在化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的審美情趣，在追求教學(xué)形式的豐富性的同時(shí)，也要兼顧教學(xué)目的，創(chuàng)設(shè)有感染性的教學(xué)情境始終要圍繞教學(xué)目的展開。

在科學(xué)性方面：由于設(shè)計(jì)的4個(gè)實(shí)驗(yàn)是連續(xù)的，為了避免前面試劑對(duì)后面實(shí)驗(yàn)的影響，每個(gè)實(shí)驗(yàn)都嚴(yán)格規(guī)定了試劑的用量。由于原料是氧化鐵顏料，不是化學(xué)純的化學(xué)試劑，雜質(zhì)含量比較高，所以，實(shí)驗(yàn)過程中也出現(xiàn)了一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不理想的情況。另外，實(shí)驗(yàn)做了一些改進(jìn)，比如：Fe3+檢驗(yàn)通過將待測(cè)液稀釋到無色，強(qiáng)化用KSCN溶液更靈敏。FeCl3溶液與Cu反應(yīng)，原來用的銅片，面積小，現(xiàn)象不明顯。換成大的銅板后，效果更好?？傊?，我們應(yīng)將科學(xué)性與藝術(shù)性高度地統(tǒng)一起來，既要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，也要提高他們的審美情趣，在讓學(xué)生體驗(yàn)化學(xué)的神奇美的同時(shí)，也要幫助學(xué)生弄清其中蘊(yùn)含的科學(xué)知識(shí)。

［1］ 梅新婭.中學(xué)化學(xué)教學(xué)中美育教育的研究［D］.武漢:華中師范大學(xué)，2004

［2］ 林治華.氧化鐵顏料在著色應(yīng)用方面的特性介紹［J］.上海涂料,2001（3）:22-23

［3］ 董川，溫建輝，張俊.筆墨材料化學(xué)［M］.北京：科學(xué)出版社,2005：44-45

［4］ 王祖浩主編.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書.化學(xué)1［M］.南京:江蘇教育出版社，2009

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