評析一節化學實驗優質課

李學玲　付士林　劉成坤

筆者于2015年10月30日～11月2日，參加了在福建省福州舉行的第三屆全國中小學實驗教學說課活動，并榮獲一等獎。

說課的課題是《補鐵劑中鐵的檢測》。現對該探究實驗課簡要評析如下。

一、教學目標

知識與技能：了解檢測補鐵劑中鐵的定性檢驗和定量測定的方法；培養學生滴定實驗操作能力，并將定性實驗和定量實驗進行綜合應用。

過程與方法：通過定性實驗和定量實驗的一般思路探究補鐵劑中的鐵，加深對科學探究一般過程的認識；通過檢測補鐵劑中的鐵，提升學生實驗方案設計、分析和評價的能力。

情感態度與價值觀：使學生體會化學來源于生活，又服務于社會的思想；通過體驗科學探究成功的喜悅，同時培養與他人交流合作的良好品質。

二、教學設計思路

引導學生依據科學探究的八要素（提出問題、猜想假設、設計方案、進行實驗、收集證據、解釋與結論、反思評價、表達與交流）進行實驗探究，檢驗方法——定性檢驗和定量檢驗相結合。實驗設計如圖1所示。

三、教學過程

環節l：情境引入

[教師]（1）PPT出示我國目前患有缺鐵性貧血人員眾多的資料和數據（2）PPT展示圖片：為了防治缺鐵性貧血市售有多種補鐵劑，如某品牌的乳酸亞鐵口服液。

[學生]觀看和體會。

[教師]“你能否運用所學知識來檢測這盒補鐵劑，你應該從哪些方面來檢測呢？”

[學生]思考和討論后，互相補充歸納得出——需要檢測是否存在有效成分，以及有效成分含量是否達標。

[教師]檢測是否存在有效成分需要采取定性檢驗，而檢測有效成分含量是否達標需要采取定量測定，本節課就請同學們運用物質檢測的方法——即定性研究和定量研究相結法合的方法檢測該品牌的乳酸亞鐵口服液是否合格。

設計意圖：本環節聯系生活實際創設情境，提出了具有探究價值的化學問題，激發了學生運用化學實驗解決生活問題的熱情，最重要的是引導學生得出物質檢測的方法，也就是定性研究和定量研究相結合的學科方法，為下面的實驗做好了方法的鋪墊。

環節2：定性檢驗

（1）猜測成份

[教師]首先讓學生閱讀藥品說明書。

[學生]知道了藥品說明書中標識的有效成分是乳酸亞鐵，觀察口服液，卻發現溶液為黃色。

[學生]對口服液中鐵元素的價態進行了思考，并預測為以下三種情況：①補鐵劑中鐵元素可能是Fe²⁺；②補鐵劑中鐵元素可能是Fe³⁺；③補鐵劑中鐵元素可能Fe²⁺、Fe³⁺均有。

（2）設計方案

[教師]引導學生根據提供的儀器和藥品，自主設計實驗進行定性檢驗。

儀器和藥品：試管（若干）、膠頭滴管、補鐵口服液、KSCN溶液、NaOH溶液、稀硝酸、酸性KMnO₄溶液

[學生]思考討論后，主要設計了三種實驗方案①酸性KMnO₄氧化法（口服液+KMn₄溶液）；②KSCN特征反應法（口服液+KSCN溶液+稀硝酸）；③NaOH沉淀法（口服液+NaOH溶液）。

（3）實施方案

[學生]分組實驗，合作探究

（4）得出結論

[學生]甲同學匯報方案①中酸性KMn₄溶液褪色，說明口服液中有Fe²⁺；乙同學匯報方案②中滴加KSCN溶液，口服液中沒有變紅，而繼續滴加稀硝酸時口服液變為紅色，說明口服液中只含有Fe²⁺。但丙同學在匯報方案③實驗時，說有意外的發現：向補鐵劑中滴加NaOH溶液，產生灰綠色沉淀，震蕩后沉淀消失，最后溶液變為澄清。

[教師]針對方案③給予學生知識支持——Fe（OH）₂在溶液中乳酸和氧氣的作用下生成了Fe³⁺，Fe³⁺極易與乳酸根絡合，因此看不到紅褐色Fe（OH），沉淀。

[教師]“經過定性檢驗同學們得出補鐵劑中含有的是乳酸亞鐵，那么乳酸亞鐵的含量是否和藥品說明書中標識的一致呢？請同學們進入定量測定環節。”

設計意圖：教師大膽地將實驗放手給學生，學生調動《化學1（必修）》中所學Fe²⁺、Fe³⁺的知識，自主設計實驗，進行定性檢驗，并如實地記錄了實驗現象，將觀察和思維緊密結合，培養了學生分析問題、解決問題和動手實踐的能力。

環節3：定量測定

（1）設計方案

[教師]出示資料卡片：

材料1.定量檢測中常將待測量轉變為某個可以測定的物理量如溶液的體積（滴定法）、沉淀的質量（沉淀法）、氣體的質量或體積（氣化法）：

材料2.在一定條件下，有色溶液的顏色愈深，濃度愈大，故可以通過眼睛觀察比較待測溶液與標準溶液顏色深淺來確定物質含量，此方法叫做目視比色法。如Fe³⁺中加入SCN生成較穩定的血紅色物質，通過觀察待測溶液與標準比色液的顏色深淺可確定待測液中的Fe³⁺濃度。

設計意圖：由于學生缺乏定量測定的經驗，對于如何檢測一支補鐵劑中鐵元素的含量，學生遇到了思維瓶頸，此時教師出示資料卡片，幫助學生搭建思維平臺。

[學生]閱讀資料卡片，并提取有用信息。

[學生]獨立思考，小組合作交流討論。

[師生]共同歸納得出三種實驗方案：

[師生]進行方案可行性評價，針對沉淀法，有同學指出從上面定性檢驗中知道了在乳酸存在下，會影響Fe（OH），沉淀產生，接著又有同學發言認為沉淀法步驟也太復雜了。而針對目視比色法，有同學指出目視比色法用眼睛觀察誤差比較大，而且還需要配置標準溶液操作起來也比較麻煩。最后，教師引導學生選擇了簡便易行的氧化還原滴定法。

設計意圖：在定量測定方案設計環節，培養了學生利用資料獲取有效信息的能力，提升了學生自主設計實驗，分析、評價、選擇實驗方案的能力。

（2）實施方案

[師生]梳理滴定操作的實驗步驟，分析決定實驗成敗的關鍵是滴定終點的判斷。

[學生]實施方案——用已知濃度的酸性KMnO₄溶液測定一支補鐵劑中鐵的含量。

（3）數據處理

[學生]按照方程式關系進行數據處理

[教師]展示某小組實驗報告（見表1）

[學生]將結果與藥品說明書中的規格（10mL：0.1g）相對照，發現結果略于規格要求。

（4）反思評價

[教師]引導學生以全面觀點看問題，并進行實驗后反思。

[學生]進行誤差分析，找出導致誤差的可能原因：①少量口服液漏出；②滴定終點不宜觀察；③口服液試劑瓶沒進行洗滌；④俯視讀數……。

設計意圖：經過定量測定，實現了滴定法的遷移使用，豐富了學生對滴定法的認識。學生對物質的研究由定性上升到定量，發展了學生在物質檢測領域的學科方法，提升了實驗操作技能，培養了創新精神和實踐能力。實驗后進行反思，培養了學生嚴謹認真的科學態度。

[學生]有學生問：“老師，有沒有新技術可以測口服液中鐵元素含量？”

[教師]聯系目視比色法，引出還可以用手持技術色度計測鐵離子濃度，同時要求學生課下到探究實驗室繼續用手持技術測口服液中鐵元素含量。

設計意圖：向學生介紹現代化學的進展，以及所用到的先進手段，激發學生進行拓展探究的熱情，進而拓寬了學生探究實驗的視野。

環節4：總結提升

[教師]本節課你經歷了怎樣的科學探究過程？你建構了什么樣的學科方法？你體驗了什么樣的學科價值？

[學生]歸納整理，感悟學科思想、方法，形成能力。

設計意圖：通過總結，達到對本課的理論提升。

四、教學反思

1.設計該課題的意義和教學價值

設計本節課的目的，是為了落實《普通高中化學課程標準》提出的：“重視探究學習活動，發展學生的科學探究能力”的精神。其教學價值主要體現在以下幾個方面。

（1）學科知識的建構價值

本課題建立在高中化學基本實驗操作的基礎上，通過本課題的研究，一方面可以讓學生對Fe²⁺、Fe³⁺的檢驗方法進行鞏固和應用；另一方面發展了高中階段所學最重要的定量實驗的潛在價值，即由酸堿中和滴定遷移到氧化還原滴定。

（2）學科方法的發展價值

通過本課題的研究，可以豐富學生對物質檢測方法的認識，建構起定性研究和定量研究相結合的學科方法；可以引導學生親身經歷和體驗科學探究的過程，初步學會運用化學實驗解決生產和生活中的問題，發展學生的化學實驗觀。

（3）學科認知的情感價值

本課題從生活中的補鐵劑到化學上的常見反應，再到如何檢測補鐵劑，讓學生充分體會化學來源于生活，又服務于社會的化學價值觀。

（4）豐富教材內容的實用價值

本課題通過對“補鐵劑”的定性實驗，把已學的氧化還原反應有關概念如物質的氧化性、還原性、Fe²⁺與Fe³⁺的轉化關系等，有機地聯系起來；通過定量實驗的測定，把酸堿中和滴定實驗遷移到氧化還原滴定。這樣的教學設計，豐富了教材聯系實際的內容，拉近了理論與實際的距離，使學生感到化學就在我身邊，學習化學更加親切，體會到學習化學大有用途，對新知識的認識更加深刻。與此同時，還提高了學生的實驗設計、科學探究、實驗操作的能力和學以致用的能力。

2.教學效果

從教學效果看，不僅僅激發了學生的學習興趣、鍛煉了學生的實驗操作技能、鞏固提升了舊知，而且更重要的是引導學生體驗了科學探究的過程，學習了如何運用化學知識分析和解決社會問題，體會了化學科學的社會發展價值，建構了化學的思想方法，發展和提高了學生的化學實驗素養。

此外，為了防止將實驗探究課上成表演課，教師還特別重視對課堂進行適當地引領，在整個探究過程中，都注重了讓學生自主思考，小組之間的交流、討論、總結，及時地發現和糾正學生實驗中存在的問題，適時地引導學生展示思維的“火花”，收到了非常理想的教學效果。