例析基于“观念建构”的学案设计——以“铁及其化合物的性质与应用”为例

吴永才

（常州市教育教研室江苏常州213001）

例析基于“观念建构”的学案设计
——以“铁及其化合物的性质与应用”为例

吴永才

（常州市教育教研室江苏常州213001）

基于实践与反思，结合理论研究，以学案设计为抓手，以“观念建构”为重点，例析如何设计和实施学案导学，促进学生以“自主、合作、探究”为主要方式的个性化学习，促进学生的全面发展和个性发展，为学生将来走向社会夯实基础。

学案设计；观念建构；学生发展

新课程倡导以“观念为本”的教学。多次课堂观察，笔者发现有些教师对“观念为本”的教学研究不够、理解不透和认识不到位，传统思想和思维习惯积重难返，教学偏重于“知识为本”。实施和推进新课程，教师观念不转变，何以让学生转变观念？教师又如何引导、帮助和促进学生进行“观念建构”？2013年初，笔者在常州市北郊中学以高一必修内容“铁及其化合物的性质与应用”为题上了节公开课，对基于“观念建构”的学案设计有了切身的体会和感悟，有了进一步的理解和认识，试从以下两个方面来概述。

一、学案设计

1.设计思想

以学案为载体，创设学案栏目，设计学生活动，强调学生的主体参与和理解，重视学法指导，重视情境设计、问题设计和实验设计等；以问题为主线，将学科观念和知识的迁移应用融在情境和问题之中，将学习评价渗透在学习过程之中；选择愉快学习、问题启发和实验探究等策略，引发学习动机、激发学习兴趣、诱发学习欲望和开发学习情意，引导学生加深对学科知识的理解，有效转变学习方式，提升学习能力和学科素养。

2.学习内容分析

解读“课标”要求，领悟教材编写意图，分析学生需要，从课程→单元→知识点逐级分析，从“三维”的角度拟定学习目标，选择和组织学习内容，对学习结果试分析和评估，整合、优化学习内容和结果。苏教版新教材以“化学是一门中心的、实用的、创造性科学”为主要的价值引导，必修教材《化学1》以元素观、分类观和转化观为核心的观念引领，“铁及其化合物的性质与应用”是一节真实的、有效的引导和帮助学生形成化学学科观念的素材，学生通过了解和认识铁及其化合物在生活生产等方面的广泛应用，了解铁与人类健康的关系，感知知识学习的意义，体会化学学科的价值；学生通过自主、合作探究检验Fe3+和Fe2+的方法和Fe2+和Fe3+的相互转化，认识和理解Fe2+和Fe3+的主要性质，感知物质转化的条件和目的，体悟元素观、微粒观、转化观、分类观和实验观等；学生通过从实验现象到实验结论的分析、讨论、解释和表述，体悟宏观与微观相互联系的化学特征思维方式；学生通过对新闻报道和化学事实的分析，对物质的回收和循环使用等问题的思考和解决，认识到任何化学物质对人类来说都具有两面性，认识到绿色化学的重要意义，认识到人与自然和社会的可持续、和谐发展。

3.学情分析

在初中，学生对铁及其化合物的知识有了一定的了解，如铁的物理性质和用途，铁能与酸和盐反应，铁矿石可用来炼铁等；在高中，学生已经学习了铁与氯气的反应，学习了物质的分类与转化，学习了研究物质的实验方法，具备了氧化还原反应和离子反应的基础知识，具有了学习元素化合物知识的一些方法等；高一学生有较强的好奇心和求知欲，对化学实验充满着期待和向往，以“人”与“铁”的关系为切入点，选择化学在生活生产等方面应用的实例，让学生充分利用实验来探究化学，比较贴近学生实际，符合学生的需求。

4.学习目标

掌握铁及其化合物的主要化学性质，能写出有关的化学反应方程式；掌握Fe2+和Fe3+之间的相互转化；学会用化学方法检验Fe3+和Fe2+；学会从铁及其化合物在生活生产等方面的应用来分析其性质。通过自主、合作学习，体验设计、讨论、比较、分析、完善及应用方案的过程；通过实验探究，体验探究过程，学习探究方法，提高实验探究能力。感受铁及其化合物对生活、生产及人类健康的重要作用，体会化学是一门真实的、有用的科学，体验实验探究的乐趣，激发学习化学的兴趣。

5.学习过程

［观察与思考］铁及其化合物的性质与应用有什么关系？

设计意图：教师以学科价值观为引领，以“鸟巢”为背景呈现课题，展示铁锅、氧化铁、氯化铁和硫酸亚铁等图片，引发学生思考和联想化学在生活生产等方面的应用，在学生依次回答的基础上告诉学生氧化铁也可作外墙涂料、氯化铁和硫酸亚铁也可作净水剂等，引发认知冲突，激发学习兴趣，引导学生分析和破解课题，引导学生从已知联系未知，从生活走进化学，从化学走向社会。

［新闻链接］2012年12月2日人民网报道

设计意图：教师告诉学生我国因缺铁性贫血负担大，全球排第二。让学生估计我国大约有多少人患有不同程度的贫血？告诉学生导致缺铁性贫血的主要原因（略）。启发学生关心社会，关爱他人和自己，增强社会责任感和自我保护意识。

［问题一］人得了缺铁性贫血，怎么办？（人没有得缺铁性贫血，怎么办？）

设计意图：此为引导性问题（较容易），引出“人”与“铁”的关系。教师在学生回答的基础上，展示常见富含铁元素的食物（食补）和常见补血剂（如血尔、红桃K，均含有卟啉铁，药补），让学生认识到“药补不如食补”的化学道理，引导学生从“实物”到铁元素和卟啉铁，渗透元素观。

［问题二］人通过不同途径摄入的铁元素可能为+ 2价，也可能为+3价。如何检验？

设计意图：引导、启发学生从化学视角来思考、分析和解决问题，引导学生从元素到离子到变化，感知微粒观。

［交流与讨论］①如何检验Fe3+？②如何检验Fe2+？

设计意图：此为开放性问题，先让学生思考有几种方法？是物理方法，还是化学方法？后展示预先准备好且编上号的四支试管（分别盛有硫酸铜溶液、硫酸亚铁溶液、三氯化铁溶液和碘水），让学生来判断，在学生有疑难困惑时，再教学生一个魔术（引入硫氰化钾，引入新方法），教师创设情境，引发认知冲突，诱发探究欲望，引导学生从物质的类别（同类物质的性质比较）来思考问题，渗透分类观，体会微粒观。

［实验探究一］探究检验Fe3+和Fe2+的方法

现有A、B两瓶溶液，选择合适方法来检验A、B两瓶溶液中含有几价铁？

［交流与分享］各小组交流、分享实验“收获”。

［归纳小结］1.Fe3+的检验（3种方法，略）2.Fe2+的检验（2种方法，略）

设计意图：让学生体会运用不同的方法（如观察法、沉淀法和显色法等）来检验物质，让学生通过实验来感知利用氢氧化钠溶液可以检验Fe3+和Fe2+，用硫氰化钾溶液来检验Fe3+是一种灵敏的方法，仅用硫氰化钾溶液不能检验Fe2+等，让学生体会实验观和变化观。教师巡视、观察和记录，在实验后及时点评，指出学生在实验中存在的问题，引导学生明确改进的地方和努力的方向。

［问题三］人摄入了三价铁，如何实现Fe3+转化为Fe2+？

设计意图：教师先展示琥珀酸亚铁片和硫酸亚铁片的图片和实物，后展示亚铁血红蛋白携氧示意图（亚铁血红蛋白如吞吐O2的“蜘蛛”），告诉学生补血常识和化学原理，告诉学生高铁血红蛋白无携氧功能（吞而不吐），启发学生思考物质转化的目的。

［交流与讨论］Fe3+如何转化为Fe2+？

设计意图：引导学生从氧化还原反应和离子反应的角度来思考和分析，体会化学学科基本观念和核心概念、具体知识之间的关系，引导学生从理论分析到实验探究。

［实验探究二］探究Fe3+转化为Fe2+的条件

从实验桌上选择合适试剂设计实验，探究Fe3+转化为Fe2+的条件。

［交流与分享］各小组交流、分享实验“收获”。

［归纳小结］Fe3+→Fe2+（还原剂，如Fe和Cu等）

设计意图：在学生进行实验预测和猜想的基础上，让学生开展自主探究和合作探究，让学生体悟“合理的”实验步骤和“规范的”实验操作，让学生通过实验来发现铁粉和铜粉等都可以使Fe3+转化为Fe2+，让学生发现铁粉和铜粉的加入的量不同，反应现象也不同，让学生进一步体会元素观、微粒观、转化观和实验观等。教师在实验后及时点评，侧重于学生实验改进的情况，引导学生明确如何做得更好。

［联系实际］

⑴硫酸亚铁片说明书“药物相互作用”栏目

⑵亚硝酸盐中毒及急救

⑶制作印刷电路板

设计意图：教师利用“微生素C与本品同服，有利于吸收，为什么？”、“安徽阜阳23名大学生食用亚硝酸盐中毒，如何急救？”和“制作印刷电路板的化学原理是什么？”等实际问题引导学生关心社会、联系生活和生产，做到学以致用。认识到化学是一门真实、有用的科学，引导学生学会辩证地思考和分析问题。在学生有质疑、有需求时，教师将预先准备好的ⅤC给学生做实验，让学生在实验中发现知识（ⅤC也可以使Fe3+转化为Fe2+），将知识迁移应用，认识到亚硝酸盐和ⅤC的性质，加深对Fe3+和Fe2+性质的理解。

［社会关注］由于电路板的需求量急剧增大，其生产过程中产生的废液对环境造成严重污染。如何从废液中回收铜？如何使废液循环利用？

设计意图：此为引导过渡性问题，第1个问题让学生回答（应用知识），第2个问题让学生思考，引导学生从化学视角来解决实际问题，启发学生思考Fe2+如何转化为Fe3+，让学生体会将物质转化是为了更好地利用物质。

［问题四］人摄入了二价铁有利于补血，如何防止Fe2+转化为Fe3+？

设计意图：教师引导学生对Fe2+转化为Fe3+的问题从不同角度来思考，在知识迁移应用中和意义分析中激发探究欲望。教师再次展示亚铁血红蛋白携氧原理，引导学生进一步理解物质转化的不同目的，明确物质转化需要在一定的情况和条件下进行，认识到人在解决与化学有关的实际问题时的重要作用。

［交流与讨论］Fe2+如何转化为Fe3+？

设计意图：引导学生进一步从氧化还原反应和离子反应的角度来思考和分析，从理论分析到实验探究，进一步感悟化学基本概念，促进认识转变和发展。

［实验探究三］探究Fe2+转化为Fe3+的条件

从实验桌上选择合适试剂设计实验，探究Fe2+转化为Fe3+的条件。

［交流与分享］各小组交流、分享实验“收获”。

［归纳小结］Fe2+→Fe3+（氧化剂，如Cl2、H2O2等）

设计意图：让学生进一步开展自主探究和合作探究，通过实验发现知识，发展能力和提升素养。教师在实验后及时点评，肯定学生的进步，进一步激发和维持学生学习化学的兴趣。

［联系实际］⑴硫酸亚铁片说明书“性状”栏目

⑵氢氧化亚铁的制备

⑶工业废水的处理

设计意图：教师利用“本品为包衣片？”、“氢氧化亚铁在空气中久置后最终生成什么？”和“电子工业的废水如何循环使用？”等实际问题进一步引导学生从化学视角来分析和解决问题，强化知识迁移应用和学以致用。引导学生分析和解决“实验探究一”中存在和遗留的问题，增强学生学好化学的信心，如用PPT展示氢氧化亚铁到氢氧化铁的变化过程，结合学生实验的实际情况，让每一组同学进行实验前后的比较与分析，从宏观现象（白色→…→灰绿色→…→红褐色）到微观本质，用符号表征化学变化过程（略），又如引导学生认识到用硫氰化钾溶液和氧化剂（先加硫氰化钾，再加氧化剂）可以来检验Fe2+，体会已学知识的应用和新旧知识的内在联系。

［反思提高］

设计意图：引导学生回顾本节课学习的主要内容（板书重点内容），如Fe2+和Fe3+的检验、Fe2+和Fe3+的相互转化、Fe2+和Fe3+的主要性质及性质与应用的关系等，引导学生分析目标达成情况，加强自我反思和评价；倡导学生提出问题，互帮互助和共同进步；将化学基本观念具体表述，以促进学生观念建构和个性发展。

二、教学反思

学案设计是以“学”为中心，以学案为载体，以优化学习结果为目的，教师基于“学生立场”设计方案，试图引导和促进学生学习的过程。学案设计是教学设计的一种表现形式，学案设计无固定的模式，是个性化的创新设计。“观念建构”是一个循序渐近、逐步变化和发展的过程，从“教”的方面来看，是指教师要关注整体，把握本质，不要过分关注细节，要超越具体事实，引领学生从本质上认识和理解所学知识，建构学科观念；从“学”的方面来看，是指学生要主动参与，积极探究，努力发现，深刻领悟，自主建构观念。本节课笔者将知识问题化，问题情境化，观念显性化，让学生在感知“人”与“铁”的关系基础上，自我调节情绪和心理，激发学习动机和兴趣，愉快地学习，效果良好；设计有内在联系和思考价值的问题，让学生在质疑、探究、交流和碰撞中展开思维过程，促进思维发展；突出化学的特征思维方式，让学生多次从宏观与微观的角度来思考问题，从现象到本质来分析和解决问题，有利于学生学会宏观、微观和符号三重表征思维方式；突出核心概念的“桥梁”作用，将化学基本观念融在具体知识的学习过程之中，让学生从氧化还原反应和离子反应（核心概念）的角度来认识和理解具体知识，让学生发现和构建化学基本观念与核心概念和具体知识之间的内在联系，让学生将自己的经验和观念与化学基本观念进行有机整合，有利于学生经验的成长和观念的更新，有利于学生提升学科素养和学习能力。

［1］毕华林，卢巍.化学基本观念的内涵及其教学价值［J］.中学化学教学参考，2011，（6）：3-6

［2］毕华林，辛本春.促进“观念建构”的化学教学策略［J］.中学化学教学参考，2011，（7）：3-5

［3］毕华林，崔素芳.促进“观念建构”的化学教学设计［J］.中学化学教学参考，2011，（8）：3-6

［4］何彩霞.以化学观念为统领设计教学活动［J］.化学教育，2013，（1）：16-18

1008-0546（2013）06-0072-03

G633.8

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10.3969/j.issn.1008-0546.2013.06.031