优化高中化学教学设计,培养学生学科核心素养——以“铁及其化合物的性质”教学为例

发表时间:2021/6/2   来源:《教学与研究》2021年2月第5期   作者:张小燕
[导读] 《铁及其化合物的性质》是高中化学必修课程中的重要内容,

        张小燕
        山西省太原市晋源区实验中学 030025
一、案例背景
        《铁及其化合物的性质》是高中化学必修课程中的重要内容,在新人教版高中化学必修一中,作为实验活动的形式出现。这是高中学生都需要学习的重点化学知识,铁元素是一种典型的金属元素,也是非常重要的变价元素,铁及其化合物,与人们的生活、身体健康有着密切的联系,在社会生产中也有着广泛的应用。本节课的主要教学目标是,以生活中的实例以及实验研究啊,认识铁及其化合物的化学兴趣,学会铁离子的检验方法,并且认识到氧化还原反应实现含有不同价态同种元素的物质建相互转化。
二、案例描述
(教学过程)
        在本节课的教学中,本人通过创设问题情境来引导学生回答问题:麦片中添加还原铁粉引起公众惊慌的新闻事件,向学生展示麦片配料表,显示添加了还原铁粉。引导学生根据学习的知识设计实验来判断麦片中是否添加还原铁粉?在这一教学过程中,本人通过组织学生成立小组,开展讨论,在小组中选出代表进行发言,这样不仅能够促使学生参与到活动中,还锻炼了学生的交流能力,为接下来的教学打下来良好的基础。学生观点:根据铁具有铁磁性这一特性,如果有黑色粉末,并且能够被磁石所吸,可以判断出其中含有铁粉。然后引导学生利用实验来验证:把麦脆片打磨并装入保鲜袋,加水溶解进行实验,观察是否有被磁铁吸引的黑色粉末。实验验证结果:麦片中确实含有还原铁粉。
        当学生验证了麦片中含有还原铁粉,需要趁热打铁,进一步引导学生,使学生对于化学性质的知识认知转向到应用认知,向学生抛出问题:为什么要在麦片中添加还原铁粉?引导学生思考因为血红蛋白中含有二价铁,还原铁粉可能会被氧化产生二价铁。然后,向学生讲授还原铁粉又被称为“双吸收剂”相关知识,其意未铁能够被盐酸氧化生成Fe2+,也会被氧气氧化生成Fe3+,引导学生运用所学知识,分析总结帖单质在哪些情况下会被氧化成为Fe2+,在哪些情况下会被氧化成为Fe3+。为了提高实验活动的开放性,提高学生的证据意识以及探究能力,本人将“如何促进还原铁粉被人体吸收”作为活动的主体,引导学生查阅相关资料,了解到还原铁粉容易被氧化生成Fe3+,但是能够被人体直接吸收和利用的只有Fe2+,基于此,引导学生站在氧化还原的角度,探索如何将Fe3+转换为Fe2+。本人通过组织学生以小组的形式开展讨论,自主选择药品,比如铜粉、双氧水等试剂,以Fe3+转换为Fe2+为主题设计实验活动。在实验开始之前,要引导学生对Fe2+、Fe3+两者的区别进行分析,探索如何区分两者,然后要求学生根据教材中KSCN溶液检验Fe3+的知识,即通过滴加KSCN溶液,Fe2+表现为无色,Fe3+表现为血红色,引导学生通过实验来验证。在实验方案方面,需要促使学生进行进一步的扩展和优化,分析研究Fe3O4以及稀H2SO4反应的产物,通过设计实验方案,开展实验活动,记录实验过程、预期现象以及结论。通过检验Fe2+、Fe3+的混合液,来区分单一的Fe2+、Fe3+溶液的检验,锻炼学生的证据意识和探究能力。


        为了使学生具备严谨求真的科学精神,表现Fe2+、Fe3+相互转换在社会中的价值作用,对学生的化学学习综合素养进行巩固和提升,本人要求学生根据实验操作来总结Fe2+、Fe3+两者使如何进行转化的,并使学生以小组代表的形式来分享自己的实验方案和结果,记录与反应相关的离子方程式。使学生说一说铁粉在麦片中的作用,小组1:根据初中知识,铁粉可以作双吸剂,吸收空气中的氧气和水,防止食物被氧化,具有保鲜的作用;小组2:可以补铁,血红蛋白中含有铁元素,铁是构成人体的必不可少的重要元素。还原铁粉吃下去后能和胃酸反应生成二价铁。教师总结:同学们对此也有着忧虑,像这样直接以铁单质的形式出现在食物里,是否对身体有害。对于“还原铁”而言,只要在国家标准内使用就无害,所以不必担心。通过实验活动,加强学生对铁及其化合物的认识,并且培养学生的实践操作能力,使学生将理论知识与实践结合到一起。
(教学片断)
        在《铁及其化合物的性质》的教学活动中,本人通过对教学中的教学难点进行针对讲解,比如在“判断麦片中是否添加还原铁粉”实验中,通过实验来使学生认识到麦片中确实含有还原铁粉,使学生通过实验活动发现铁具有铁磁性这一特殊的物理性质,学会检测铁离子的方法,认识到通过氧化还原反应可以事先含有不同价态同种元素的物质建的相互转换。该实验教学的主要目标在于考核学生对铁的物理性质认识发展水平,促使学生建立对铁性质的系统认识,引导学生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,了解它们在生产、生活中的应用。具体内容包含:了解Fe的物理性质和化学反应,认识Fe3+的氧化性和鉴别,掌握Fe2+与Fe3+的转化规律。使学生根据证据推论出合理的结论,能够设计简单的实验方案,根据现象作出解释,通过学习过的知识来解决生活中简单的化学问题。
三、教学反思
        在化学实验教学中,教师需要充分发挥学生的实践能力,将学生作为实验教学的主体,通过问题导入实验教学,联系实际生活,构建良好的学习情境,将学生参与实验活动的积极性和兴趣调动起来。引导学生根据问题来进行实验活动,结合教材内容设计实验活动。在学生自主实验过程中,为了使班级学生得到整体的发展,可以组织学生成立实验小组,分工合作,使不同学习能力的学生都能够发挥自己的作用,以小组合作的形式开展实验活动,还能够加强学生的合作意识和能力,实现更强的教学效果。高中化学教学的效果,在很大程度上与教学的趣味性相关,化学理论知识往往比较抽象,难以理解,而通过联系实际生活并且开展实验活动,能够实现事半功倍的教学效果。在当前化学教学中,传统的教学理念仍存在重要的影响,学生的成绩被看得很重,学生缺乏自主发展的空间。所以,在实验教学中,教师需要给予学生自由学习的空间,让学生放开手进行操作,验证实验猜想,从而激发学生的潜力,促使学生全面发展。
        化学是一门与生活有着密切联系的学科,对学生的实践能力有一定的要求。对此,教师需要使学生充分参与到实验活动中,培养学生科学探究的意识。在过去学习中,学生具备了一定的化学知识和方法,但是知识点相对比较分散,通过实验活动,能够使学生将这些知识联系到一起,使学生形成对知识的系统化认识,学生的实验操作、观察分析以及表达能力将会都得到进一步发展,在逻辑推理方面也会更加严密和完整,
    
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