廣東 劉漢國(guó)

一、項(xiàng)目主題

新課標(biāo)非常重視情景化的設(shè)計(jì)和核心素養(yǎng)的落實(shí)，而學(xué)生也存在知識(shí)與應(yīng)用之間嚴(yán)重脫節(jié)的問(wèn)題，該問(wèn)題如何解決呢？本節(jié)課通過(guò)“張老師缺鐵性貧血，菠菜補(bǔ)鐵”的真實(shí)情景，以“菠菜補(bǔ)鐵是真的嗎？”作為研究項(xiàng)目，把實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為化學(xué)問(wèn)題中的定性檢驗(yàn)和定量檢測(cè)，并通過(guò)設(shè)計(jì)層進(jìn)式的問(wèn)題，把復(fù)雜問(wèn)題轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單問(wèn)題，重點(diǎn)落實(shí)證據(jù)推理與模型認(rèn)知的學(xué)科核心素養(yǎng)。通過(guò)“價(jià)—類—性”模型的構(gòu)建，幫助學(xué)生形成知識(shí)框架，培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)化思維；通過(guò)“價(jià)—類—性”模型的應(yīng)用，滲透核心知識(shí)的重要性。

二、項(xiàng)目目標(biāo)

鐵及其化合物是高考的重點(diǎn)內(nèi)容，尤其是Fe2+、Fe3+的檢驗(yàn)及其測(cè)定，但考查的重點(diǎn)歸根結(jié)底都是鐵及其化合物的性質(zhì)。創(chuàng)設(shè)真實(shí)情景，以復(fù)習(xí)知識(shí)為基礎(chǔ)，以應(yīng)用知識(shí)為目的，以培養(yǎng)素養(yǎng)為核心，制定的教學(xué)目標(biāo)如下：

1.創(chuàng)設(shè)真實(shí)情景，引導(dǎo)學(xué)生將生活問(wèn)題轉(zhuǎn)化為化學(xué)問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生用化學(xué)思維解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

2.通過(guò)真實(shí)情景的實(shí)驗(yàn)探究，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建“價(jià)—類—性”模型并用此模型解決“菠菜補(bǔ)鐵是真的嗎？”的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)鐵及其化合物之間相互轉(zhuǎn)化的復(fù)習(xí)目的，培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)和證據(jù)推理與模型認(rèn)知的學(xué)科核心素養(yǎng)。

3.以Fe2+、Fe3+的相互轉(zhuǎn)化為例，理解變價(jià)金屬元素的氧化還原反應(yīng)，培養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析的學(xué)科核心素養(yǎng)。

三、項(xiàng)目任務(wù)

根據(jù)項(xiàng)目活動(dòng)設(shè)計(jì)的一般步驟，首先確立項(xiàng)目總?cè)蝿?wù)為探究“菠菜補(bǔ)鐵是真的嗎？”，然后綜合解決該問(wèn)題的過(guò)程和涉及的知識(shí)，對(duì)該項(xiàng)目問(wèn)題逐步預(yù)設(shè)分析思路和子任務(wù)，其預(yù)設(shè)任務(wù)流程見(jiàn)圖1。

圖1 預(yù)設(shè)任務(wù)流程

四、項(xiàng)目實(shí)施

【導(dǎo)入項(xiàng)目】我們學(xué)校的張老師體檢發(fā)現(xiàn)血紅蛋白的指標(biāo)遠(yuǎn)低于正常值，醫(yī)生建議張老師飲用“補(bǔ)鐵劑”治療。但是張老師想通過(guò)吃菠菜補(bǔ)鐵，他詢問(wèn)我的意見(jiàn)。作為化學(xué)教師，如何從化學(xué)的角度解答張老師的問(wèn)題呢？

【分解項(xiàng)目】解答“菠菜補(bǔ)鐵是真的嗎？”應(yīng)從幾個(gè)維度回答呢？

【學(xué)生活動(dòng)】

問(wèn)題1：菠菜中是否含有鐵元素？

問(wèn)題2：每天吃多少質(zhì)量的菠菜？

【提出問(wèn)題】那么這兩個(gè)問(wèn)題，轉(zhuǎn)化為化學(xué)問(wèn)題分別是什么呢？

【學(xué)生活動(dòng)】定性檢驗(yàn)和定量測(cè)定。

【必備知識(shí)】問(wèn)題的解決，需要一定的知識(shí)基礎(chǔ)。首先請(qǐng)大家完成“價(jià)—類—性”模型(圖2)。下面請(qǐng)一位同學(xué)來(lái)匯報(bào)。請(qǐng)思考預(yù)測(cè)物質(zhì)具有氧化還原性的依據(jù)是什么呢？預(yù)測(cè)物質(zhì)酸堿性的依據(jù)是什么呢？

【子項(xiàng)目一】定性檢驗(yàn)——菠菜中是否含有鐵元素？

【定性檢驗(yàn)】要進(jìn)行檢驗(yàn)，那么檢驗(yàn)需要哪些步驟呢？

圖3 “定性檢驗(yàn)”模型

【提出問(wèn)題】閱讀資料卡片，提取重要信息。

資料卡片：

1.由于草酸的存在，菠菜中鐵元素以FeC2O4等形式存在，F(xiàn)eC2O4等易被氧化，難溶于水，易溶于酸，100 g菠 菜中含鐵約2.4 mg。

2.有機(jī)色素易溶于乙醇、四氯化碳等。

問(wèn)題1：菠菜用什么溶劑溶解呢？

A.水 B.硝酸 C.硫酸

問(wèn)題2：如何排除有機(jī)色素的干擾呢？請(qǐng)回答你的依據(jù)。

【學(xué)生活動(dòng)】

問(wèn)題1：菠菜用硫酸溶解，原因是FeC2O4易被氧化，難溶于水，易溶于酸；

問(wèn)題2：用四氯化碳萃取排除有機(jī)色素的干擾，原因是有機(jī)色素易溶于乙醇、四氯化碳等。

【提出問(wèn)題】檢驗(yàn)試劑的選擇。

明確對(duì)象：菠菜中若含有鐵元素，則鐵元素的價(jià)態(tài)是多少？檢驗(yàn)Fe2+、Fe3+分別選擇的試劑是什么？

【學(xué)生活動(dòng)】完成表1。

表1

【提出問(wèn)題】檢驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)。

圖4

【學(xué)生活動(dòng)】完成表2。

表2

【提出問(wèn)題】通過(guò)檢驗(yàn)菠菜中Fe元素選擇試劑的分析過(guò)程，大家認(rèn)為在試劑的選擇時(shí)應(yīng)注意什么樣的問(wèn)題呢？

圖5 “檢驗(yàn)試劑選擇”模型

【檢驗(yàn)結(jié)論】菠菜中含有鐵元素。

【子項(xiàng)目二】定量測(cè)定——每天吃多少質(zhì)量的菠菜？

【定量測(cè)定】滴定。

滴定的原理是什么？滴定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題是什么？檢驗(yàn)Fe2+和Fe3+選擇的滴定劑和指示劑分別是什么？

表3

菠菜中含有Fe2+和Fe3+，二者如何轉(zhuǎn)化為一種離子呢？

【提出問(wèn)題】測(cè)定方案的評(píng)價(jià)。

圖6

問(wèn)題1：鋅粉的作用是什么？判斷Fe3+完全反應(yīng)的現(xiàn)象是什么？

問(wèn)題2：菠菜中有哪些物質(zhì)與酸性KMnO4反應(yīng)呢？這些物質(zhì)是否有固定的定量關(guān)系呢？

問(wèn)題3：請(qǐng)你評(píng)價(jià)該方案能否測(cè)定出鐵元素的質(zhì)量。

【定量測(cè)定】吸光度。

圖7

圖8

【實(shí)驗(yàn)步驟】

1.樣品處理

圖9

2.標(biāo)準(zhǔn)液的測(cè)定數(shù)據(jù)如圖10。

圖10

3.待測(cè)液的測(cè)定數(shù)據(jù)如圖11：取25 mL樣品，測(cè)其吸光度。

圖11

【問(wèn)題鏈條】

問(wèn)題1：菠菜中鐵的價(jià)態(tài)是多少？

問(wèn)題2：鄰二氮菲與幾價(jià)鐵顯色呢？

問(wèn)題3：鹽酸羥胺溶液的作用是什么？

問(wèn)題4：吸光度(A)與被測(cè)物質(zhì)濃度(c)具體關(guān)系是？

問(wèn)題5：25 mL樣品中含鐵多少微克？

【提出問(wèn)題】測(cè)定結(jié)果：100 g菠菜中含鐵2.4 mg。已知：成人每天需要10～15 mg鐵，人體對(duì)菠菜中鐵的吸收率大約為5%。每天需要菠菜多少克？用菠菜代替補(bǔ)鐵劑是否可取呢？

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】用菠菜代替補(bǔ)鐵劑不可取。

【能力提升】醫(yī)生建議：為了提升治療效果，補(bǔ)鐵劑與維生素C搭配使用。請(qǐng)推測(cè)維生素C起到什么作用呢？你推測(cè)的依據(jù)是什么？

【交流分享】選擇鐵元素檢驗(yàn)試劑的依據(jù)是什么？測(cè)定鐵元素滴定劑選擇依據(jù)是什么？

【歸納總結(jié)】

圖12

五、項(xiàng)目成果與評(píng)價(jià)

(一)項(xiàng)目成果展示

項(xiàng)目研究完成后，讓學(xué)生撰寫(xiě)小論文外顯本項(xiàng)目研究的成果，作為終結(jié)性評(píng)價(jià)。小論文以成文的形式反映學(xué)生的思維過(guò)程，幫助教師反思教學(xué)行為。以小組為單位，交流、分享“生活問(wèn)題轉(zhuǎn)化為化學(xué)問(wèn)題”的感悟、方法及其價(jià)值。

(二)項(xiàng)目成果評(píng)價(jià)

美國(guó)國(guó)家研究理事會(huì)將學(xué)習(xí)進(jìn)階定義為“在較大時(shí)間跨度內(nèi)，學(xué)生學(xué)習(xí)和研究某一主題時(shí)，對(duì)學(xué)生連貫且逐漸深入的思維方式的描述”。表4中給出了本項(xiàng)目學(xué)習(xí)路徑的描述、評(píng)價(jià)及相應(yīng)的學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展。

表4 項(xiàng)目學(xué)習(xí)路徑的描述、評(píng)價(jià)及相應(yīng)的學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展

六、項(xiàng)目反思

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)方式，通過(guò)參與真實(shí)情景的項(xiàng)目，學(xué)生在收獲知識(shí)的同時(shí)，學(xué)會(huì)批判地思考問(wèn)題、分析信息的可靠性、創(chuàng)造性地解決問(wèn)題。而如何借助項(xiàng)目式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)是項(xiàng)目設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，如何設(shè)計(jì)項(xiàng)目教學(xué)的流程是項(xiàng)目實(shí)施的關(guān)鍵，如何注重學(xué)生高階思維的培養(yǎng)是項(xiàng)目設(shè)計(jì)的核心。

以“項(xiàng)目式教學(xué)”為引領(lǐng)，建立課堂文化，關(guān)注學(xué)生成長(zhǎng)，落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)，積極探索基于情境、問(wèn)題導(dǎo)向的互動(dòng)式、啟發(fā)式、探究式、體驗(yàn)式等課堂教學(xué)模式。