楊創(chuàng)文
廣東省佛山市順德李兆基中學,廣東佛山 528300
主題教學生動,活潑,更能體現(xiàn)教師對課程認識的深度,知識的廣度。好的主題應當是和課程知識點緊密耦合的,主題完成同時也完成了知識點的教學,同時也推動了主題的深入。在佛山市新課標教研活動之主題教學活動期間,筆者開展了“鐵的重要化合物”主題研討課,并取得很好的教學效果。
本節(jié)課“鐵的重要化合物”是第二節(jié)“幾種重要的金屬化合物”中的一部分。鐵是中學階段需要重點學習的唯一變價金屬元素,其化合物種類較多,實驗易于開展且現(xiàn)象豐富,既可以增強學生的學習興趣,又可以體現(xiàn)化學的思維方法——分類法,價態(tài)觀和轉(zhuǎn)化觀的運用。本節(jié)課是培養(yǎng)學生從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析與解決實際問題的能力,培養(yǎng)學生科學探究精神,證據(jù)推理揭示現(xiàn)象本質(zhì)等化學學科素養(yǎng)的好載體。
《2017 年新版化學課程標準》在主題2 常見的無機物及其應用“內(nèi)容要求”中的2.4“金屬及其化合物”提到“結(jié)合真實情境中的應用實例或通過實驗探究,了解鐵及其重要化合物的主要性質(zhì),了解這些物持在生產(chǎn)、生活中的應用”?!敖虒W策略”提出“緊密聯(lián)系生產(chǎn)和生活實際,創(chuàng)設豐富多樣的真實問題情境”。同時“情境素材建議”中提到“補血劑;實驗室中硫酸亞鐵的保存與使用”。
受此啟發(fā),本節(jié)課從“補鐵劑”進行教學情境創(chuàng)設,結(jié)合所學對鐵鹽進行分類,通過實驗掌握Fe3+檢驗方法。由久置FeSO4溶液與KSCN 反應產(chǎn)生紅色實驗現(xiàn)象引發(fā)認知沖突。對于異常相象,學會設計實驗進行初步驗證,并能分析、解釋有關(guān)實驗現(xiàn)象。從微粒觀、氧化還原觀分析實驗現(xiàn)象,層層設問,以掌握“Fe2+與Fe3+相互轉(zhuǎn)化關(guān)系”。采用點滴板制備Fe(OH)2微型實驗,讓學生進一步體會Fe2+的還原性,進而有利于開展制備相對較純的Fe(OH)2實驗的設計。在實驗探究過程中,進一步落實對學生“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念”、“證據(jù)推理”、“科學探究”等核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。
在知識上,學生已經(jīng)有了物質(zhì)的分類、氧化還原反應原理等相關(guān)知識,對于鐵及其化合的了初步的認識,特別是學習完了鐵的化學性質(zhì),掌握了鐵與弱氧化劑(S)反應得到+2 價化合物(FeS),鐵與強氧化劑(Cl2)反應得到+3 價的化合物(FeCl3);在能力上,初步具備觀察、實驗、思維能力。但由于學生剛剛開始元素化合物的學習,對氧化還原知識尚不能熟練運用,對常見的氧化劑和還原劑并不熟悉,加上實驗能力有限,導致他們在實驗探究Fe2+與Fe3+的相互轉(zhuǎn)化時會遇到困難,需要在教師的引導下開展探究活動。
1.通過實驗了解Fe3+的檢驗方法,探究Fe2+與Fe3+轉(zhuǎn)化方法,初步形成物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化思路的認識水平。
2.通過探究Fe2+與Fe3+轉(zhuǎn)化深化對氧化還原的理解及運用,發(fā)展學生對物質(zhì)性質(zhì)與物質(zhì)用途的關(guān)聯(lián)。
3.了解補鐵劑使用,感受生活中的化學,體會化學與生活的密切聯(lián)系。初步形成解決實際問題的能力及其對化學價值的認識水平。
4.通過調(diào)節(jié)溶液酸堿性實現(xiàn)同價態(tài)鐵元素各類物質(zhì)的轉(zhuǎn)化,初步學會從微粒觀的角度分析化學現(xiàn)象。
1.從氧化還原維度分析Fe2+與Fe3+相互轉(zhuǎn)化關(guān)系,掌握不同價態(tài)含鐵元素微粒的轉(zhuǎn)化
2.從溶液酸堿性維度分析Fe2+與Fe(OH)2、Fe3+與Fe(OH)3相互轉(zhuǎn)化關(guān)系,掌握同價態(tài)含鐵元素微粒的轉(zhuǎn)化
環(huán)節(jié)1:情境引入
【引入】小視頻創(chuàng)設問題情境:貧血是怎么回事?缺鐵性貧血要補的是什么形態(tài)的鐵?
【過渡】FeSO4是常見的補鐵劑
【提出新問題】除了FeSO4你還認識哪些鐵鹽?
展示常見鐵鹽溶液圖片。面對眾多鐵鹽,我們能否將其進行分類研究?
【學生活動】
從溶液顏色進行分類:Fe2+淺綠色、Fe3+黃色
從化合價進行分類:+2 價亞鐵鹽、+3 價鐵鹽
學生分組實驗1:
分別取2ml 含F(xiàn)e2+、Fe3+溶液于試管中,觀察溶液顏色。
【追問】有沒有更具針對性區(qū)分這兩種溶液的方法呢?
學生分組實驗2:分別取2ml 含F(xiàn)e2+、Fe3+溶液于試管中,分別向試管中滴加2-3 滴KSCN 溶液,觀察并匯報實驗現(xiàn)象。
板書:一、Fe3+檢驗
Fe3+遇到KSCN 溶液顯紅色,F(xiàn)e2+遇到KSCN 溶液無明顯現(xiàn)象
環(huán)節(jié)2 由實驗異常現(xiàn)象引發(fā)探究,突破Fe2+與Fe3+相互轉(zhuǎn)化
【演示實驗】向久置FeSO4 溶液滴加幾滴KSCN,發(fā)現(xiàn)溶液顏色變紅。
【教學設計意圖】層層設問,引導思考,在問題解決過程中形成自己解題的思維模型。
板書:二、Fe2+與Fe3+相互轉(zhuǎn)化
【逆向提問】變質(zhì)了的FeSO4溶液還能用嗎?有沒有辦法讓它復原?
【教學設計意圖】學生應用剛建立的思維模型解決相似問題,再次應用,學生體會更深刻。
板書:二、Fe2+與Fe3+相互轉(zhuǎn)化
【能力提升】展示緩釋FeSO4片使用說明書,讓學生解釋:
1.補鐵藥片包衣膜的作用
2.補鐵藥片與Vc 同服有利鐵的吸收,Vc 的作用?
【學以致用】運用所學解決日常生活中的化學問題
環(huán)節(jié)3Fe(OH)3、Fe(OH)2制備與性質(zhì)
【過渡】除了用KSCN可以區(qū)分Fe3+和Fe2+外,還有沒有其他方法?可能會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?寫出相關(guān)反應方程。
【學生活動】
分組實驗3
(1)取6 滴Fe2(SO4)3 于點滴板上,滴加3 滴NaOH 溶液,觀察并記錄現(xiàn)象。
(2)取6 滴FeSO4 于點滴板上,滴加3 滴NaOH 溶液,觀察并記錄現(xiàn)象。
【異?,F(xiàn)象引發(fā)新思考】對于實驗2,為什么點滴板上得到的是灰綠色的沉淀,該沉淀是什么?如何證明?
【教學設計意圖】異象現(xiàn)象引發(fā)認知識新沖突。利用剛學知識解決新問題。
【拓展1】得到純凈的Fe(OH)2要注意哪些問題?請設計實驗驗證你的猜想。
【拓展2】Fe3O4溶于稀鹽酸,請設計實驗驗證溶液中存在Fe3+和Fe2+
【歸納總結(jié)】
板書:
【教學設計意圖】通過價類二維圖把所學知識系統(tǒng)化,有助于學生形成科學的研究方法。
1.整個教學圍繞著“宏觀辨析與微觀探析”、“證據(jù)推理與模型認知”兩個核心素養(yǎng)設計,圍繞FeSO4展開,教學過程沒刻意講解FeSO4知識,而是結(jié)合預設的問題展開,這樣做更能激發(fā)學生不斷探究的意愿。如,導入小視頻介紹的FeSO4 用途,結(jié)合實驗,解決久置的FeSO4溶液存在Fe3+離子原因,提出如何保存FeSO4溶液,通過問題串,學生的積極性很快就被調(diào)動起來,體現(xiàn)了“宏觀辨析與微觀探析”核心素養(yǎng)。在解決問題的過程中自然就掌握了相關(guān)知識。所以主題與核心知識的貫穿關(guān)鍵在于問題串的設計。
2.動手實驗是培養(yǎng)學生科學精神的重要手段,有目的、有引導地觀察實驗現(xiàn)象,并思考實驗所帶來的種種問題,才能培養(yǎng)“證據(jù)推理與模型認知”素養(yǎng),突顯教師主導學生主體作用。關(guān)于Fe2+與Fe3+相互轉(zhuǎn)化,設計實驗和動手實驗,幫助學生建構(gòu)轉(zhuǎn)化模型認知。運用實驗,驗證設想,成功的體驗結(jié)人成就感。
巧妙設計實驗異?,F(xiàn)象激發(fā)學生實驗探究欲。久置的FeSO4溶液滴加KSCN 出現(xiàn)血紅色,新制FeSO4溶液滴加NaOH 得到白色沉淀很快變成灰綠色,最后變成紅褐色,利用這些與預想的不一樣的實驗現(xiàn)象,引發(fā)深度思考,及時進行實驗驗證,實驗中體會化學的魅力。
3.知識生活化,把所學轉(zhuǎn)化為解決問題的工具。例如,掌握了Fe2+容易被氧化成Fe3+知識后,就可解決補鐵劑在使用和保存中的事項。