王麗娜

（杭州市余杭高級中學（杭州市臨平中學）浙江杭州 311100）

一、問題提出

《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》更注重了結(jié)合真實情境與實驗探究，其科學性、思想性、整體性都得到了提升。［1］教材是非常重要的教學資源，2020年，浙江省統(tǒng)一采用人教版教材，但是對于同一個課題，教師可基于人教版教材的素材，再吸取魯科版與蘇教版的優(yōu)勢板塊進行合理地整合，注重培養(yǎng)學生的化學核心素養(yǎng)，構(gòu)建良好的知識體系，并結(jié)合項目化學習，構(gòu)建真實情景的思維構(gòu)建，從而達到最佳的教學效果。此外，培養(yǎng)學生不拘泥于現(xiàn)有教材學習的思路，做到融會貫通，各取所長。本文結(jié)合這些思路，以“鐵及其化合物”教學為例進行教學實踐，發(fā)揮多版本優(yōu)勢，更好地服務(wù)于我們?nèi)粘Ｒ痪€教學。圖1為筆者進行教學實踐的基本思路。

圖1 分析整合新教材內(nèi)容、進行教學設(shè)計思路圖

二、比較各版本教材資源——以“鐵及其化合物”為例

1.內(nèi)容位置與安排的比較（見表1）

表1 三個版本新教材內(nèi)容位置與安排的分析

總體來說，人教版按照單質(zhì)、氧化物、氫氧化物、鹽的順序，以常規(guī)思路安排內(nèi)容，條理清晰，更符合學生自學的認知思路。魯科版更注重研究物質(zhì)性質(zhì)的方法和程序，以碳及其化合物的“價-類”二維圖為例研究物質(zhì)，為后續(xù)學習新物質(zhì)提供思路。蘇教版將這塊內(nèi)容放到必修的最后部分，前面已經(jīng)具備的知識體系更完善，提出鐵及其化合物轉(zhuǎn)化路徑更方便。內(nèi)容上，人教版強調(diào)了知識的推演與落實，充分利用了實驗的優(yōu)越性。魯科版注重活動與探究，進行概括與整合，強化學生的邏輯思維。蘇教版將物質(zhì)制備與實驗條件研究等思路貫穿整節(jié)課，注重實驗分析在化學中的重要作用。

2.真實情境的素材比較

人教版設(shè)置了12張圖，魯科版8張圖，蘇教版2張圖。人教版結(jié)合中華文明的古老文化，將生活生產(chǎn)與化學緊密地結(jié)合。插圖內(nèi)容更加生活化，且均勻地分布在課堂學習的整個階段。魯科版從生活生產(chǎn)中學生熟悉的角度引入，了解鐵及其化合物的實際用途。整體而言，人教版更加重視圖文直觀的體驗，特別是實驗現(xiàn)象的呈現(xiàn)，有助于學生更好地客觀記錄實驗現(xiàn)象，如圖2所示。

圖2 人教版真實情境素材和實驗現(xiàn)象圖

3.欄目設(shè)置的比較（見表2）

表2 三個版本新教材欄目設(shè)置的比較

人教版必修教材中的14個“探究”欄目中，有4個探究主要內(nèi)容就包括了實驗方案的設(shè)計與評價，有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維與實驗組織能力。利用人教版中“研究與實踐”欄目的實驗課題“檢驗食品中的鐵元素”，情境中的問題是學生知識構(gòu)建的主體，能激發(fā)、推動學生認知活動，構(gòu)建有意義的知識體系，體驗化學真實解決實際問題的魅力。利用魯科版嚴謹、探究趣味濃厚的學生實驗，實驗設(shè)計環(huán)節(jié)，診斷學生對于鐵元素性質(zhì)的掌握情況，培養(yǎng)學生科學探究的核心素養(yǎng)。

4.實驗設(shè)置的比較（見表3）

表3 三個版本新教材實驗設(shè)置的比較

人教版中6個實驗，不同的區(qū)域設(shè)置，目標不同，有自主探究，也有小組合作，有課堂實驗，也有課后專題，學生可以最大程度地實現(xiàn)學習的多元化。特別是“研究與實踐”，對于學生搜集、查閱、篩選、整理資料的能力有很大的幫助，為研究性學習打下堅實的基礎(chǔ)。實驗注意事項中圖文并茂，讓學生重視實驗安全，滲透安全理念。

魯科版中主要有2個學生必做實驗，分別包括實驗目的、用品、方案設(shè)計及實施、思考等，充分發(fā)揮學生動手能力，提高邏輯思維能力。蘇教版中涉及3個實驗，以化學反應(yīng)的合理選擇、反應(yīng)條件影響的探究為線索，進行性質(zhì)及轉(zhuǎn)化的學習，重視實驗理念。

5.習題設(shè)置的比較

習題是檢驗與評價學生知識掌握情況的主要方法，也是鞏固和發(fā)展學生認知水平的重要載體。人教版的習題建立在一個具體生活化的實例上，更具有針對性與情感價值。魯科版多以直接考察原理的方式評價學生學習效果，簡單明了，突出習題的直觀性，強調(diào)學生思維漸進的邏輯性。［2］人教版中對于鐵及其化合物的練習與應(yīng)用中，加入了實驗報告和推斷題，注重對學生知識整合能力的考察，注重學生化學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

三、基于化學核心素養(yǎng)導向的教學實踐

1.比較、整合不同版本教學資源的實施路徑與教學模型建構(gòu)（如圖3）

圖3 優(yōu)化實施路徑和教學模型圖

2.化學核心素養(yǎng)導向下的真實情境選擇

充分利用人教版“研究與實踐”，選取“檢驗食品中的鐵元素”實驗小課題作為貫穿整節(jié)課的真實情境素材。

環(huán)節(jié)一：生活實例創(chuàng)設(shè)教學情境，構(gòu)建有意義的知識體系

【引入】鐵是人體必需的微量元素。在日常生活中我們主要通過哪些方式補充鐵元素？

【學生思考】通過食用富含鐵元素的食物，如菠菜、芹菜、蛋黃、動物內(nèi)臟等。

【引導】我們常說吃菠菜可以補鐵。菠菜中真的富含鐵元素嗎？我們做一個現(xiàn)場調(diào)查。從結(jié)果來看很多同學還存在著困惑。今天我們就以新鮮菠菜提取液為樣品，檢驗是否含有鐵元素。

【展示】新鮮菠菜研磨后加稀硫酸酸化，過濾后獲得濾液，學生觀察顏色。

設(shè)計意圖：教師需要為學生創(chuàng)設(shè)熟悉又陌生的實際問題，并以此為主線，將鐵及其化合物的知識體系融合其中。本節(jié)課的情境，利用了人教版中“研究與實踐”欄目的實驗課題，情境中的問題是學生知識構(gòu)建的主體，能激發(fā)、推動學生認知活動，讓學生不斷深入，構(gòu)建有意義的知識體系。

3.注重實驗設(shè)計，發(fā)展學生實驗探究水平

環(huán)節(jié)二：巧用魯科版“活動與探究”，完善鐵元素檢驗知識的構(gòu)建

【思考1】要證明菠菜中是否含有鐵元素，這涉及化學中物質(zhì)的檢驗。大家思考，提取液如果有鐵元素，存在的形式是Fe2+還是Fe3+呢？

【實驗設(shè)計】學生根據(jù)已有的知識，提出可能的實驗方案。

【學生1】可以通過顏色觀察。比如二價鐵為淺綠色，三價鐵為棕黃色。

【學生2】加入堿，觀察沉淀的顏色。

【教師】請學生根據(jù)設(shè)想的實驗方案進行實驗（見表4），并完成表格中實驗現(xiàn)象的記錄，分析理由給出相應(yīng)的結(jié)論。

表4 Fe3+與Fe2+的檢驗

【思考2】可以用這兩種方法確定鐵元素的價態(tài)嗎？

【思考3】實驗現(xiàn)象和你預期結(jié)果一致嗎？請做出解釋。

【教師引導】實驗證明，這兩種方法都可以作為檢驗的依據(jù)。Fe（OH）2是白色沉淀，但我們觀察到的是灰綠色沉淀，在振蕩后還會變成紅褐色的沉淀

Fe（OH）3。

【思考4】從化合價角度分析鐵元素發(fā)生了什么反應(yīng)，用化學方程式來表示。

【學生】練習方程式

設(shè)計意圖：利用簡單的實驗設(shè)計環(huán)節(jié)，可以診斷學生對于鐵元素性質(zhì)的掌握情況。學生實驗可以培養(yǎng)動手能力、觀察能力、并根據(jù)實驗現(xiàn)象進行推理給出合理的解釋，讓學生利用所學的知識解決生活中的實際問題。

【提問】對于我們的菠菜提取液這兩種方法可行嗎？

【學生實驗】（1）觀察菠菜提取液，溶液綠色透明；（2）加NaOH溶液，無明顯實驗現(xiàn)象。

【分析討論】實驗現(xiàn)象是否可以判定菠菜中沒有鐵元素？

4.運用資料卡片，充分挖掘新教材素材的價值

【資料卡1】見圖4。［3］

錯誤分析理論的語言學基礎(chǔ)是轉(zhuǎn)換生成法體系，這一體系認為人腦天生具有語言習得機制與語言使用能力，從而使得人類具有了其他物種所無法擁有的完備的語言體系。而由于語言的使用往往存在一定的規(guī)則，并且主觀影響較大，因此錯誤分析理論的心理學基礎(chǔ)就是語言遷移理論。而語言遷移理論的核心觀點則是母語的性質(zhì)會使外語學習的某些方面變得容易或困難，即語言遷移有正負之分。由于受到漢語語義以及表達順序的影響，在口譯的過程中，許多學生往往來不及思考正確的英文語序，而是順著漢語語序翻譯所聽到的句子，從而使句子的表達不符合英語語言習慣。例如：

圖4 菠菜資料卡

【思考5】有哪些因素會影響鐵元素的檢驗？

【學生分析】可能樣品中鐵元素的含量偏低。

【教師引導】由此可見這兩種方法都有一定的局限性，我們介紹一種更靈敏的檢驗方法，請同學們閱讀教材第68頁的內(nèi)容。

【教師實驗】取菠菜提取液于試管中，滴加硫氰化鉀溶液，溶液變紅，說明樣品中確實存在三價鐵。

設(shè)計意圖：利用實驗事實與文獻知識進行認知沖突，激發(fā)學生進行辯證思考，并能從影響實驗的因素角度出發(fā)，思考實驗過程中量的概念，進行反應(yīng)條件的探究，形成科學探究的嚴謹態(tài)度。

【思考6】樣品中是否存在二價鐵呢？在三價鐵存在的干擾下，如何利用二價鐵的特性選擇合理的試劑進行檢驗？

【實驗設(shè)計】實驗用品：濃縮樣品、H2SO4溶液、NaOH溶液、酸性KMnO4溶液、氯水、KSCN溶液。設(shè)計實驗見表5。

表5 Fe2+的檢驗

【思考7】請說出選用試劑的原因？涉及哪些含鐵物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化？為什么要利用這些轉(zhuǎn)化？

【教師實驗】濃縮樣品中加入稀的高錳酸鉀溶液，紫色褪去，說明有Fe2+。

【歸納整理】學生自主整理兩種價態(tài)鐵元素的檢驗方法。

環(huán)節(jié)三：Fe2+與Fe3+相互轉(zhuǎn)化，診斷并發(fā)展學生氧化還原的認知水平

【分析討論】結(jié)合文獻，菠菜中的鐵元素以Fe2+形式存在，我們的實驗現(xiàn)象卻證實了Fe3+。是文獻有問題？還是我們的實驗有問題？

【學生思考】根據(jù)前面標準樣品分析，推測有可能Fe2+被空氣中氧氣氧化了。

【引導】除了氧氣，還有哪些化學物質(zhì)也可以實現(xiàn)Fe2+到Fe3+的轉(zhuǎn)化？

【歸納總結(jié)】雙氧水、氯氣等強氧化劑都可以實現(xiàn)二價鐵到三價鐵的轉(zhuǎn)化。

【思考8】如何將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+呢？

【實驗設(shè)計】用品：氯化鐵溶液、鐵粉、銅片、淀粉溶液、KSCN溶液、KI溶液、酸性KMnO4溶液、氯水

【學生設(shè)計方案】見表6。

表6 Fe3+與Fe2+相互轉(zhuǎn)化（主要Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+）

方案一：氯化鐵溶液+鐵粉+KSCN溶液；

方案二：氯化鐵溶液+銅片+KSCN溶液；

方案三：氯化鐵溶液+KI溶液+KSCN溶液；

方案四：氯化鐵溶液+鐵粉+高錳酸鉀溶液。

【教師】請同學們相互評價一下方案的可行性，并選取不同的試劑進行實驗驗證。記錄實驗現(xiàn)象，完成表6，進行交流。

【學生實驗】分組實驗，交流后得出結(jié)論，加入銅、鐵、碘化鉀等還原劑后，可以實現(xiàn)Fe3+轉(zhuǎn)變?yōu)镕e2+。

設(shè)計意圖：學生根據(jù)所給的試劑，從氧化還原角度出發(fā)，自主設(shè)計實驗方案，將鐵元素轉(zhuǎn)化與檢驗的知識點進行整合運用，增加了實驗的開放性。同時對于實驗方案的分析，也鍛煉了學生嚴謹與細致的綜合能力。

【資料卡2-3】見圖5。

圖5 鐵元素與維生素資料卡

【思考9】生活中我們可以用什么還原劑使菠菜提取液中的鐵元素盡可能轉(zhuǎn)變?yōu)镕e2+呢？

【學生】結(jié)合資料卡，我們可以與維生素C同服，促進鐵元素的吸收。

【教師】通過剛剛跟同學們一起探究，終于解決了我們心中的困惑。

在學習生活中，我們常常利用鐵及其化合物的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系來解決許多問題，比如實驗室配置FeCl2溶液時加入鐵粉；生產(chǎn)中利用FeCl3作為“腐蝕液”刻錄銅板。請大家嘗試用離子方程式解釋原因。

【學生】2Fe3++Fe=3Fe2+；2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+

設(shè)計意圖：鐵元素在一定條件下的轉(zhuǎn)化并不是簡單的羅列，而是創(chuàng)設(shè)真實情境，讓學生從識記水平到應(yīng)用水平，一系列的評價任務(wù)的設(shè)計，使學生在氧化還原知識體系中可以達到結(jié)構(gòu)化水平，實現(xiàn)知識向素養(yǎng)的轉(zhuǎn)化。生產(chǎn)與生活中的知識運用，凸顯了學習化學的實際應(yīng)用價值。

四、實踐反思

本節(jié)課以人教版中“研究與實踐”欄目中的“檢驗食品中的鐵元素”為例，選用真實情境為素材，用菠菜提取液作為樣品，通過一系列的問題鏈完成學生自主探究的學習過程，實現(xiàn)了真實情境與問題鏈相互驅(qū)動，落實知識體系的構(gòu)建。以魯科版實驗探究為指導，注重學生實驗的自主探究與動手能力，通過方案設(shè)計、小組交流討論，提升科學探究的核心素養(yǎng)。整個教學過程不是將鐵及其化合物簡單地從物質(zhì)分類角度進行知識記憶，而是采用設(shè)計實驗、實驗記錄與推理分析，從實驗的生成問題與認知沖突入手，螺旋式地上升，不斷檢驗求證，突出實驗條件對現(xiàn)象的影響，完善鐵元素的檢驗與不同價態(tài)鐵元素的轉(zhuǎn)化，診斷并發(fā)展氧化還原的認知水平，圖6為本節(jié)課教學實施圖。

圖6 鐵及其化合物教學實施圖