基于新高考的化学实验教学——以《铁的化合物》为例

发表时间:2021/7/7   来源:《教育学文摘》2021年7期   作者:孙秀凤
[导读] 首先,化学实验在化学课占十分重要的地位。而随着新高考的逐步推行,现下的教学目标是要以培养学生核心素养为主要出发点。
        孙秀凤
        河南省濮阳外国语学校,河南 濮阳 457000
        摘要:首先,化学实验在化学课占十分重要的地位。而随着新高考的逐步推行,现下的教学目标是要以培养学生核心素养为主要出发点。如何在新高考的推行下实现化学实验教学显得十分重要。以铁的化合物为例,本文主要讲述了通过实验探究去培养学生利用所学知识点解决生活中的实际问题的能力,这样也完成了学生化学核心素养的培养。
        实验探究对元素化合物学习的促进作用主要体现在:有助于全面观察与体验物质的性质及其变化,有助于自主建构知识体系,有助于培养学科思维品质。对元素化合物的实验探究,基本流程大致分为6个部分:提出关键问题→拆分关键问题.挖掘问题内容→设计实验方案→实施实验探究→评价与交流。在每次的实验探究过程中,要着重关注一个具体的问题;根据不同的探究目的,可以适当地调整各个环节的具体操作方法。
        关键词:新高考;化学实验教学;铁的化合物
        本文所讲述的铁的化合物是人教版普通高中化学必修1第三章第二节中的知识点[1]。铁的化合物实验不仅可以为氧化还原反应补充材料,还可以体现化学的思维方式,培养学生们元素观,分类观以及转化关等观念得建立。因此学好铁的化合物可以帮助学生更好的去学习其他元素化合物的知识。
        元素化合物知识是中学化学的基础知识,而金属元素及其化合物性质的学习,则是将物质的分类、离子反应和氧化还原反应等概念、原理与物质的化学性质有机结合的一道重要“桥梁”[2]。在教学元素化合物知识的过程中,虽然学生已经学习了一定的理论知识,但将理论与具体物质联系起来还是具有一定的难度的。
        一、将学生核心素养培养和实验教学相结合
        在教材中学完了离子反应氧化还原之后,老师可以先进行元素化合物有关知识的介绍。因为他是中学化学知识的基础,也是同学们在今后的学习生活中,接触、了解以及应用的基本知识。本节课主要以铁元素为重点,用前面所说的分类方法,将铁的化合物进行分类研究。在这其中,二价铁和三价铁相互转化为这节课的重点知识[3]。
        其次,老师要明确本堂课教学的主要内容。教学主要分为两大重点,在知识学习的方面,根据前面所说的分类方法和氧化还原思想,按照氧化物、盐、氢氧化物的类别顺序分别分析研究;在核心素养培养方面,老师可以根据生活场景或者是实验生产场景,以实验为课堂的基调,围绕着实验进行课堂讲述,培养学生的创新意识。让他们学会用推理验证结果和公式。要从宏观方面和微观方面这两个主要重点可以通过三个主题—宏观类比预测物质通性、价轴关系预测氧还性质、性质决定用途,通过问题为引,将情景运用作为载体,以科学探究等方法培养学生的核心素养。
        在课堂上,为了激发学生们对铁及化合物学习的热情和探究的兴趣。老师可以以趣味实验导入课堂。大多数学生能根据化合价预测不同价态下元素的氧还性质,在此设置了铁盐和亚铁盐相互转换的六个离子方程式。一方面为了巩固落实“书写陌生氧化还原反应方程式”这一高考能力,另一方面可以为后续实验探究指明方向。离子方程式书写依然是难点。将铁的化合物,盐和碱等基本概念以图片或者色态等形式进行一体化处理[3]。引导学生们完成物质之间的相互转化。这样通过建模的形式进行实验,也可以吸引同学们的学习兴趣,帮助同学们更好理解化学实验。
        二、引导学生自己进行实验探究
        在课堂教授知识时老师为了让同学们能够独立的进行化学实验探究,可以先将实验的基本步骤提出来:提出假设,制定方案,实验验证,做出解释。先引导同学们做一遍,然后再根据同学们实验中所出现的问题和不足之处进行细致讲解。

例如,同学们在实验过程中容易忽略亚铁盐的不稳定,忘记了它很容易被空气氧化或者是溶液中的氧气氧化。在出现这个问题时老师可以先问同学们可能出现的情景以及解决办法,提出有科学性的假设方案:(1)若完全氧化了之后,只剩下铁离子情况该怎么解决(2)若没有完全氧化剂含有亚铁离子,又含有铁离子又应该怎么解决(3)或者没有被氧化,只含有亚铁离子。在提出假设之后,再让同学们制定可执行方案。而面对这种三种情况,我们应该如何判断呢,这个时候就可以提出关于铁离子和亚铁离子检验的方法。
        老师应该在面对这个问题是给出引导性的解决方法。让学生可以从反应特征,沉淀以及氧化还原反应三个方面进行验证[4]。反应特征:方法简单,针对性强。沉淀:氢氧化亚铁和氢氧化铁的相互转化是本文的知识重点和交叉点。既可以将其氧化还原思想体现在氢氧化物中。又体现了二价铁和三价铁的检验方法。
        学生们在课前预习时就猜到了变色是因为氧气将氢氧化亚铁氧化了。但是还不能够推理出变色的原理。在实验过程中,同学们看到了白色沉淀物,变为了灰绿色,却并没有变为课本上所说的红褐色。老师可以引导同学们猜测可能是由于温度较低而导致的氧气溶解度降低,从而导致化学反应的速度也因为天气太冷受到了削减,导致氢氧化亚铁没有完全氧化。在这个猜测的基础下,可以带领同学们再做一次实验,如果在氧气充足的情况下。看看是否能够得到红褐色沉淀物?假设提出后要进行实验方案的设计:同学们可以将没有完全氧化的灰绿色沉淀物平铺在滤纸上,然后进行进一步的观察。然后就可以看到绿色的沉淀物确实变为了红褐色的沉淀物。由此得出了确实是由于氧化不完全所导致了白色沉淀没有变为红褐色的沉淀物。由于空气中的氧气浓度高,所以白色沉淀物能够得到充分氧化,从而变为红褐色沉淀物,而溶液中的氧气浓度低,所以白色沉淀物不能够得到充分氧化,从而变为绿色沉淀物。所以将绿色沉淀物放在空气中的时候,让沉淀物能够得到充分氧化,从而变成红褐色的。在实验过后,老师还可以引导同学们进行思维发散。如果在硫酸亚铁溶液中直接加入少许过氧化钠粉末,会有什么实验现象,会产生什么样的结果。有少量学生猜测能够直接出现红褐色的沉淀物。在同学们提出假设后,老师可以通过视频或者是实验去进行验证, 检验是否会出现这一现象。从而引导大家去思考,实验结果的产生可能是过氧化钠直接氧化了氢氧化亚铁,也有可能是由于过氧化钠同水反应之后产生的氧气氧化了氢氧化亚铁,还可能是二者共同都产生了作用。改进实验和问题追问,这可以非常好地帮助学生进行了证据推理,对氧气参与反应产生更理性的认知。
        三、实验探究总结
        整个实验探究过程,学生由老师引导不断的提出猜想和设计方案,这使课堂在进行中时常常能迸发出一个又一个奇思妙想,但是通过实验验证后这些想法又殊途同归,在探究过程中,学生通过深度思考不断创生新知使学生们能够更快速地掌握知识,构建合理的科学的知识框架,实验探究不仅培养了学生应用新的知识来解决现实问题的能力,还培养了同学们的实际操作能力,从而实现了化学核心素养的培养。在实验过程中,同学们经过老师的引导,不断的进行自我探究和方案设计。培养了思考和创新的能力,这便是实现了化学核心素养培养这一目标。
        结语:或许在现在的学校中,由于各种因素,因而导致不是每一个化学知识都能够经过实验验证和呈现。我们老师一定要让同学们养成科学实验才是化学知识最有力的佐证工具的观念。让他们能够拥有科学的学习理念学会用实验去佐证自己提出的假设。
        参考文献:
        [1]周先波.新高考背景下应用型高校基础化学实验教学改革研究[J].广东化工,2020,47(18):216-217+212.
        [2]曾春柏.新高考综合改革背景下高中化学探究性实验教学策略研究[J].教学管理与教育研究,2020,5(23):103-104.
        [3]周先波.新高考背景下应用型高校基础化学实验教学改革研究[J].广东化工,2020,47(18):216-217+212.
        [4]党建鹏;张源民.新高考背景下化学实验教学设计与实施[J].读写算,2020,(11):148.
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