化學教學中尚美文化建設的實踐與研究

紀露希

化學教學中尚美文化建設的實踐與研究

紀露希

（蘇州市第三中學 江蘇蘇州 215001）

基于“鐵及其化合物的應用——鐵系物質中的多彩藝術”的教學案例，對在化學教學實踐過程中關注學科素養(yǎng)，從審美情趣角度來培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)進行闡述。并在實踐過程后進行了反思和思考。

化學教學；審美情趣；核心素養(yǎng)

一、問題提出

學生發(fā)展核心素養(yǎng)，是指學生應具備的,能夠適應終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必需品格和關鍵能力。本文主要從審美情趣方面闡述在化學教學中滲透核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。審美情趣主要是指個體在藝術領域學習，體驗，表達等方面的綜合表現。重點是學習藝術知識，技能與方法；具有發(fā)現，感知，欣賞，評價美的意識和基本能力；具有健康的審美價值取向；懂得珍惜美好事物等。生活中處處存在美，在化學教學中培養(yǎng)學生的審美情趣，就是通過課堂教學提升學生的審美能力，提高學生發(fā)現美，感受美，創(chuàng)造美的能力［1］。

二、教材分析和學情分析

本節(jié)課是蘇教版化學必修一專題3“從礦物到基礎材料”中的一部分內容。在第1單元學習了從鋁土礦到鋁合金的基礎上，本單元安排學習金屬鐵、銅及其化合物，既讓學生體會到了物質的豐富多彩，也為學習元素周期表的知識提供了一定的基礎。同時，鐵是一種變價金屬，鐵及其化合物涉及的反應有不少是氧化還原反應和在水溶液中進行的反應，可以對前面學習的“氧化還原反應”和“離子反應”進行鞏固。

學生在初中曾經對鐵的性質有一些認識，知道鐵的一些物理性質，鐵能與鹽酸反應，鐵能與硫酸銅反應，這些對本節(jié)內容的學習有十分重要的基礎作用，可以引導學生從回憶自己熟悉的知識開始，本節(jié)課嘗試讓學生從藝術的視角更深入地認識這些具有人文魅力的化學知識，讓學生在愉悅的審美過程中懂得化學、熱愛化學。

三、教學目標

了解鐵及其化合物在藝術中的應用。了解氧化鐵顏料的成分和使用注意事項。掌握Fe3+的檢驗方法,Fe2+和Fe3+的相互轉化及在生產生活中的應用。

通過氧化鐵顏料的研究過程,體會物質分類對物質轉化的研究指導。通過Fe2+和Fe3+的相互轉化的探究過程,體會運用氧化還原反應的理論指導物質性質和轉化的學習。從氧化劑、還原劑的選擇過程體會多角度分析問題并形成解決方案的思維方法。

通過了解鐵及其化合物在藝術中的應用，使學生在獲得知識的同時得到美的享受，受到美的熏陶，通過氧化鐵顏料性質的研究過程,使學生初步學會從化學視角觀察生活和社會中的有關問題，在充滿美的化學教學中提高教學效果。通過運用所學知識和所給信息來解決陌生環(huán)境下的問題，體會科學研究的過程。

四、教學過程

1.引入：鐵及其化合物在藝術中的應用

［教師］播放幾張鐵畫的照片和有關鐵畫的視頻介紹，提問：鐵畫主要利用了鐵的什么物理性質？

［學生］在已學習的鐵的物理性質中，通過鐵畫介紹來回答主要利用了鐵的延展性好。

設計意圖：從全新視角介紹鐵在工藝品中的一種應用，鐵畫被譽為“中華一絕”,它既有國畫的神韻,又有雕塑的立體美，通過觀看視頻了解鐵畫，并由此復習鐵的物理性質。

［教師］向學生介紹鐵的化合物在繪畫中的一個應用：氧化鐵顏料。通過展示不同顏色氧化鐵顏料樣品和閱讀材料1提問：不同顏色的氧化鐵顏料組成相同嗎？

［學生］閱讀有關氧化鐵顏料的介紹，了解不同顏色的氧化鐵顏料的化學組成。

閱讀材料1：絢麗多彩的氧化鐵顏料［2］

氧化鐵紅又稱鐵紅,主要成分化學式：Fe2O3，它是氧化鐵系顏料中產量和用量最大的產品。

氧化鐵黃主要成分化學式：Fe2O3·xH2O，外觀為黃色粉末，加熱時脫水易變成氧化鐵紅。

氧化鐵黑主要成分化學式:Fe3O4，具有磁性，遇高溫受熱易被氧化，變成紅色氧化鐵。

氧化鐵綠主要成分化學式：Fe2O3·H2O，化學性質穩(wěn)定,具有耐光性好等良好性能。

氧化鐵藍：主要成分由磁鐵礦組成，深藍色粉末，著色力強，遮蓋力略差。

設計意圖：通過閱讀材料，了解不同顏色氧化鐵顏料化學組成。并由此為載體作為本節(jié)課實驗的原料，通過性質的探究來學習鐵的化合物的性質。

2.環(huán)節(jié)一：氧化鐵顏料的性質分析

【活動一】氧化鐵顏料的耐受性實驗

步驟：任選一種氧化鐵顏料，根據閱讀材料選擇合適的化學試劑和方法溶解。

［教師］提問:根據閱讀材料2，回答氧化鐵顏料可以用什么化學試劑,什么化學方法溶解？

閱讀材料2：氧化鐵顏料特性的介紹

耐堿：無論是堿還是其他種類堿性物質對氧化鐵顏料的性能都是很穩(wěn)定的。

耐酸：對一般弱酸和稀酸類具有一定的抗耐性能，但在加熱時，也能逐漸溶解于強酸中。

耐光：防紫外線，無論是多強的陽光日照下都不會發(fā)生明顯變色的情況。

耐熱：氧化鐵顏料通常在一定的溫度內是穩(wěn)定的，只有超過限定的溫度才會發(fā)生變色。

耐水、耐油、耐溶劑：不溶解于水、其他有機溶劑中。

［學生］閱讀氧化鐵顏料特性介紹，通過在已知信息中，找出關鍵句來解決問題。完成活動一，觀察現象，得到氧化鐵顏料性質穩(wěn)定的結論。

［教師］指導學生完成氧化鐵顏料溶解實驗。并通過真實的實驗現象來解釋考古上的一個實例——荒帷?；尼。菏侵腹湃擞脕硌吃岬囊环N絲織品，很多年之后，人們從挖出來的土中發(fā)現，因為時間久遠，絲織品已經腐爛，但與絲織品接觸的泥土上還能清晰地看到絲織品上的顏料畫出的圖案。這個顏料就是氧化鐵顏料。

設計意圖：通過閱讀材料，學生了解到氧化鐵顏料性質穩(wěn)定，但在一定條件下也可以逐漸溶解，訓練學生通過閱讀信息，分析并解決實際問題的能力。通過學生活動一，練習實驗的基本操作，并通過觀察實驗現象來得到有價值的信息。用學生陌生又感興趣的考古上的“荒帷”來再一次證明氧化鐵顏料的穩(wěn)定。

【活動二】氧化鐵顏料中鐵離子的檢驗

步驟：用膠頭滴管取活動一溶解后的液體2滴于另一支試管中，加水3mL,加入合適的試劑檢驗。

［教師］利用顏料溶解后的溶液，指導學生完成活動二，根據學生實驗現象進行點評。

［學生］完成活動二，通過比較三種檢驗方法進行實驗方案評價。

讀一讀:常用Fe3+檢驗的理論方法

表1 常用Fe3+檢驗方法

設計意圖：使用現代教育信息技術，課堂采用多元化的學習活動，學生將實驗結果拍照上傳，用PAD交互，現象清晰，當堂點評，讓學生通過三種方法對比，得出用KSCN溶液是檢驗Fe3+較靈敏的方法。

3.環(huán)節(jié)二：氧化鐵顏料的再利用

【活動三】氧化鐵顏料中鐵離子轉化為亞鐵離子

提供下列試劑：KSCN溶液，新制氯水，酸性KMnO4溶液，鐵粉，銅片，淀粉KI試紙，H2O2溶液。

步驟：設計Fe3+轉化為Fe2+的實驗方案，進行實驗并記錄實驗現象。

［教師］氯化亞鐵有很廣泛的用途。提問:怎樣利用提供的化學試劑，將活動二氧化鐵顏料溶解后得到的氯化鐵轉化為氯化亞鐵？

［學生］小組討論：利用氧化還原知識，選出合適的試劑進行活動三，將實驗結果拍照上傳。根據實驗現象得到結論。

［教師］展示幾幅鋼筆素描作品，通過介紹藍黑墨水書寫的原理，引出Fe2+易被空氣氧化成Fe3+,提問怎樣利用提供的化學試劑，將氯化亞鐵轉化為氯化鐵？

【活動四】氧化鐵顏料中亞鐵離子轉化為鐵離子

步驟：設計Fe2+轉化為Fe3+的實驗方案，進行實驗并記錄實驗現象。

［學生］通過閱讀材料3，了解藍黑墨水的原理。小組討論：選出合適的試劑進行活動四，將實驗結果拍照上傳。能根據實驗現象得到結論。

閱讀資料 3［3］

表2 藍黑墨水配方表

設計意圖：由于氧化鐵顏料廉價，可以利用它生產其他物質，由此引出三價鐵離子和二價鐵離子的轉化。通過設問為什么鋼筆素描不用藍黑墨水而要用碳素墨水，介紹藍黑墨水的原理是：亞鐵離子被氧化成三價鐵而使筆跡呈現由藍變黑，而為了讓二價鐵穩(wěn)定存在于墨水中，常要加酸作穩(wěn)定劑，而加酸會對紙張造成損害。學生在非常實用的情景中掌握亞鐵離子極易被氧化成三價鐵離子，從而引出活動三和活動四，訓練學生能從多角度解決問題的能力，并能對實驗中出現的異?，F象給予合理的分析。

4.環(huán)節(jié)三：含鐵物質轉化歸納

圖1 含鐵物質的相互轉化

【活動五】寫出本節(jié)課實驗涉及反應的化學方程式并改成離子方程式

設計意圖：把本節(jié)課的實驗內容以流程的形式再次呈現，幫助學生形成知識網絡，加深學生的印象。

［教師］播放《爸爸去哪兒》中游戲環(huán)節(jié)：打鐵花視頻

［學生］觀看打鐵花視頻

設計意圖：本節(jié)課從藝術角度研究鐵及其化合物的性質，讓學生感受美，通過世界文化遺產——打鐵花的介紹，培養(yǎng)學生不僅能從化學中發(fā)現美，更能用化學創(chuàng)造美的意識。

五、教學反思

本節(jié)課是從藝術應用角度來研究鐵及其化合物的性質，在設計時主要突出藝術性和科學性。

藝術性方面：選擇了鐵畫，荒幃，鋼筆素描，打鐵花這幾個例子，一方面這幾個例子涉及了鐵及其化合物的很多物理化學性質，另一方面它們在藝術上成就比較高，學生陌生又感興趣，在濃郁的興趣中展開學習，效果很好。確定以氧化鐵顏料作為載體進行實驗研究，一是因為原料廉價易得，另外，顏色豐富，觀賞性好，緊扣藝術主題。之前，都是以補血劑，脫氧劑為載體研究鐵及其化合物的性質，以氧化鐵顏料為載體屬于比較新穎的視角。實踐證明，學生在這樣輕松愉悅的課堂氣氛中，學習興趣大大提高，創(chuàng)造力也得到了激發(fā)。在化學教學中培養(yǎng)學生的審美情趣，在追求教學形式的豐富性的同時，也要兼顧教學目的，創(chuàng)設有感染性的教學情境始終要圍繞教學目的展開。

在科學性方面：由于設計的4個實驗是連續(xù)的，為了避免前面試劑對后面實驗的影響，每個實驗都嚴格規(guī)定了試劑的用量。由于原料是氧化鐵顏料，不是化學純的化學試劑，雜質含量比較高，所以，實驗過程中也出現了一些實驗現象不理想的情況。另外，實驗做了一些改進，比如：Fe3+檢驗通過將待測液稀釋到無色，強化用KSCN溶液更靈敏。FeCl3溶液與Cu反應，原來用的銅片，面積小，現象不明顯。換成大的銅板后，效果更好?？傊覀儜獙⒖茖W性與藝術性高度地統一起來，既要培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，也要提高他們的審美情趣，在讓學生體驗化學的神奇美的同時，也要幫助學生弄清其中蘊含的科學知識。

［1］ 梅新婭.中學化學教學中美育教育的研究［D］.武漢:華中師范大學，2004

［2］ 林治華.氧化鐵顏料在著色應用方面的特性介紹［J］.上海涂料,2001（3）:22-23

［3］ 董川，溫建輝，張俊.筆墨材料化學［M］.北京：科學出版社,2005：44-45

［4］ 王祖浩主編.普通高中課程標準實驗教科書.化學1［M］.南京:江蘇教育出版社，2009

1008-0546（2017）10-0035-03

G633.8

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10.3969/j.issn.1008-0546.2017.10.012