杨创文
广东省佛山市顺德李兆基中学,广东佛山 528300
主题教学生动,活泼,更能体现教师对课程认识的深度,知识的广度。好的主题应当是和课程知识点紧密耦合的,主题完成同时也完成了知识点的教学,同时也推动了主题的深入。在佛山市新课标教研活动之主题教学活动期间,笔者开展了“铁的重要化合物”主题研讨课,并取得很好的教学效果。
本节课“铁的重要化合物”是第二节“几种重要的金属化合物”中的一部分。铁是中学阶段需要重点学习的唯一变价金属元素,其化合物种类较多,实验易于开展且现象丰富,既可以增强学生的学习兴趣,又可以体现化学的思维方法——分类法,价态观和转化观的运用。本节课是培养学生从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题的能力,培养学生科学探究精神,证据推理揭示现象本质等化学学科素养的好载体。
《2017 年新版化学课程标准》在主题2 常见的无机物及其应用“内容要求”中的2.4“金属及其化合物”提到“结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解铁及其重要化合物的主要性质,了解这些物持在生产、生活中的应用”。“教学策略”提出“紧密联系生产和生活实际,创设丰富多样的真实问题情境”。同时“情境素材建议”中提到“补血剂;实验室中硫酸亚铁的保存与使用”。
受此启发,本节课从“补铁剂”进行教学情境创设,结合所学对铁盐进行分类,通过实验掌握Fe3+检验方法。由久置FeSO4溶液与KSCN 反应产生红色实验现象引发认知冲突。对于异常相象,学会设计实验进行初步验证,并能分析、解释有关实验现象。从微粒观、氧化还原观分析实验现象,层层设问,以掌握“Fe2+与Fe3+相互转化关系”。采用点滴板制备Fe(OH)2微型实验,让学生进一步体会Fe2+的还原性,进而有利于开展制备相对较纯的Fe(OH)2实验的设计。在实验探究过程中,进一步落实对学生“宏观辨识与微观探析”“变化观念”、“证据推理”、“科学探究”等核心素养的培养。
在知识上,学生已经有了物质的分类、氧化还原反应原理等相关知识,对于铁及其化合的了初步的认识,特别是学习完了铁的化学性质,掌握了铁与弱氧化剂(S)反应得到+2 价化合物(FeS),铁与强氧化剂(Cl2)反应得到+3 价的化合物(FeCl3);在能力上,初步具备观察、实验、思维能力。但由于学生刚刚开始元素化合物的学习,对氧化还原知识尚不能熟练运用,对常见的氧化剂和还原剂并不熟悉,加上实验能力有限,导致他们在实验探究Fe2+与Fe3+的相互转化时会遇到困难,需要在教师的引导下开展探究活动。
1.通过实验了解Fe3+的检验方法,探究Fe2+与Fe3+转化方法,初步形成物质及其转化思路的认识水平。
2.通过探究Fe2+与Fe3+转化深化对氧化还原的理解及运用,发展学生对物质性质与物质用途的关联。
3.了解补铁剂使用,感受生活中的化学,体会化学与生活的密切联系。初步形成解决实际问题的能力及其对化学价值的认识水平。
4.通过调节溶液酸碱性实现同价态铁元素各类物质的转化,初步学会从微粒观的角度分析化学现象。
1.从氧化还原维度分析Fe2+与Fe3+相互转化关系,掌握不同价态含铁元素微粒的转化
2.从溶液酸碱性维度分析Fe2+与Fe(OH)2、Fe3+与Fe(OH)3相互转化关系,掌握同价态含铁元素微粒的转化
环节1:情境引入
【引入】小视频创设问题情境:贫血是怎么回事?缺铁性贫血要补的是什么形态的铁?
【过渡】FeSO4是常见的补铁剂
【提出新问题】除了FeSO4你还认识哪些铁盐?
展示常见铁盐溶液图片。面对众多铁盐,我们能否将其进行分类研究?
【学生活动】
从溶液颜色进行分类:Fe2+浅绿色、Fe3+黄色
从化合价进行分类:+2 价亚铁盐、+3 价铁盐
学生分组实验1:
分别取2ml 含Fe2+、Fe3+溶液于试管中,观察溶液颜色。
【追问】有没有更具针对性区分这两种溶液的方法呢?
学生分组实验2:分别取2ml 含Fe2+、Fe3+溶液于试管中,分别向试管中滴加2-3 滴KSCN 溶液,观察并汇报实验现象。
板书:一、Fe3+检验
Fe3+遇到KSCN 溶液显红色,Fe2+遇到KSCN 溶液无明显现象
环节2 由实验异常现象引发探究,突破Fe2+与Fe3+相互转化
【演示实验】向久置FeSO4 溶液滴加几滴KSCN,发现溶液颜色变红。
【教学设计意图】层层设问,引导思考,在问题解决过程中形成自己解题的思维模型。
板书:二、Fe2+与Fe3+相互转化
【逆向提问】变质了的FeSO4溶液还能用吗?有没有办法让它复原?
【教学设计意图】学生应用刚建立的思维模型解决相似问题,再次应用,学生体会更深刻。
板书:二、Fe2+与Fe3+相互转化
【能力提升】展示缓释FeSO4片使用说明书,让学生解释:
1.补铁药片包衣膜的作用
2.补铁药片与Vc 同服有利铁的吸收,Vc 的作用?
【学以致用】运用所学解决日常生活中的化学问题
环节3Fe(OH)3、Fe(OH)2制备与性质
【过渡】除了用KSCN可以区分Fe3+和Fe2+外,还有没有其他方法?可能会出现什么现象?写出相关反应方程。
【学生活动】
分组实验3
(1)取6 滴Fe2(SO4)3 于点滴板上,滴加3 滴NaOH 溶液,观察并记录现象。
(2)取6 滴FeSO4 于点滴板上,滴加3 滴NaOH 溶液,观察并记录现象。
【异常现象引发新思考】对于实验2,为什么点滴板上得到的是灰绿色的沉淀,该沉淀是什么?如何证明?
【教学设计意图】异象现象引发认知识新冲突。利用刚学知识解决新问题。
【拓展1】得到纯净的Fe(OH)2要注意哪些问题?请设计实验验证你的猜想。
【拓展2】Fe3O4溶于稀盐酸,请设计实验验证溶液中存在Fe3+和Fe2+
【归纳总结】
板书:
【教学设计意图】通过价类二维图把所学知识系统化,有助于学生形成科学的研究方法。
1.整个教学围绕着“宏观辨析与微观探析”、“证据推理与模型认知”两个核心素养设计,围绕FeSO4展开,教学过程没刻意讲解FeSO4知识,而是结合预设的问题展开,这样做更能激发学生不断探究的意愿。如,导入小视频介绍的FeSO4 用途,结合实验,解决久置的FeSO4溶液存在Fe3+离子原因,提出如何保存FeSO4溶液,通过问题串,学生的积极性很快就被调动起来,体现了“宏观辨析与微观探析”核心素养。在解决问题的过程中自然就掌握了相关知识。所以主题与核心知识的贯穿关键在于问题串的设计。
2.动手实验是培养学生科学精神的重要手段,有目的、有引导地观察实验现象,并思考实验所带来的种种问题,才能培养“证据推理与模型认知”素养,突显教师主导学生主体作用。关于Fe2+与Fe3+相互转化,设计实验和动手实验,帮助学生建构转化模型认知。运用实验,验证设想,成功的体验结人成就感。
巧妙设计实验异常现象激发学生实验探究欲。久置的FeSO4溶液滴加KSCN 出现血红色,新制FeSO4溶液滴加NaOH 得到白色沉淀很快变成灰绿色,最后变成红褐色,利用这些与预想的不一样的实验现象,引发深度思考,及时进行实验验证,实验中体会化学的魅力。
3.知识生活化,把所学转化为解决问题的工具。例如,掌握了Fe2+容易被氧化成Fe3+知识后,就可解决补铁剂在使用和保存中的事项。