基于真實(shí)教學(xué)情境，發(fā)展化學(xué)核心素養(yǎng)

田穎 解亞麗

摘 要：以真實(shí)情境為化學(xué)課堂教學(xué)的載體，能夠促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。以“鐵鹽和亞鐵鹽”教學(xué)內(nèi)容為例，選取了“補(bǔ)鐵劑”為真實(shí)情境，引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究“補(bǔ)鐵劑”的有效成分，并建立含鐵化合物之間相互轉(zhuǎn)化的模型，發(fā)展了學(xué)生核心素養(yǎng)，同時(shí)為高中化學(xué)真實(shí)情境教學(xué)提供了案例參考。

關(guān)鍵詞：化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng);真實(shí)情境;補(bǔ)鐵劑

一、真實(shí)情境是“素養(yǎng)為本”教學(xué)的載體

為了進(jìn)一步落實(shí)“立德樹人”的根本任務(wù)，普通高中以進(jìn)一步提升學(xué)生綜合素質(zhì)，著力發(fā)展核心素養(yǎng)為培養(yǎng)目標(biāo)。真實(shí)且富有價(jià)值的問題情境有利于促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，為學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)提供了真實(shí)的表現(xiàn)機(jī)會(huì)，是“素養(yǎng)為本”教學(xué)的有效載體。《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》倡導(dǎo)創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問題情境，開展“素養(yǎng)為本”的教學(xué)。

關(guān)于“鐵鹽和亞鐵鹽”真實(shí)情境教學(xué)，國內(nèi)已有相關(guān)研究：奚梅梅以“鐵器文物”為真實(shí)情境，組織學(xué)生進(jìn)行了自主探究;張麗華以“打印墨粉”為真實(shí)情境，在探究磁性物質(zhì)組成的過程中學(xué)習(xí)了鐵及其化合物相關(guān)知識(shí);劉妍等以“暖寶寶”為情境，進(jìn)行了教學(xué)設(shè)計(jì)。本文以日常生活中的“補(bǔ)鐵劑”為真實(shí)情境進(jìn)行素養(yǎng)為本的教學(xué)設(shè)計(jì)，旨在豐富“鐵鹽和亞鐵鹽”真實(shí)情境教學(xué)的案例研究。

二、基于真實(shí)情境開發(fā)“鐵鹽和亞鐵鹽”的教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）教學(xué)背景分析

“鐵鹽和亞鐵鹽”是人教版化學(xué)必修1第三章第二節(jié)第2課時(shí)內(nèi)容，位于鈉、鋁、鐵等金屬及其化合物內(nèi)容之后。此前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了物質(zhì)的分類、離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)等，初步掌握了物質(zhì)鑒別、分離、轉(zhuǎn)化等基本方法，對(duì)實(shí)驗(yàn)探究有濃厚的興趣。但元素化合物內(nèi)容的學(xué)習(xí)剛開始，尚不能熟練運(yùn)用氧化還原原理，實(shí)驗(yàn)操作能力也有待加強(qiáng)。

（二）教學(xué)與評(píng)價(jià)目標(biāo)設(shè)計(jì)

基于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的“鐵鹽和亞鐵鹽”教學(xué)與評(píng)價(jià)目標(biāo)體系見下圖。

（三）教學(xué)重、難點(diǎn)

重點(diǎn)：Fe2+與Fe3+的檢驗(yàn)與鑒別方法;Fe2+與Fe3+的相互轉(zhuǎn)化

難點(diǎn)：Fe2+與Fe3+的相互轉(zhuǎn)化

（四）教學(xué)方法與用具

教學(xué)方法：觀察討論法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、實(shí)驗(yàn)探究法

教學(xué)用具：多媒體、琥珀酸亞鐵片（含說明書）、FeCl2溶液、FeCl3溶液、KSCN溶液、H2O2溶液、維生素C片、Fe粉、試管（若干）、滴瓶（含滴管）

（五）教學(xué)過程

環(huán)節(jié)一：創(chuàng)設(shè)情境，提出問題

通過缺鐵性貧血患者的體檢單和相關(guān)資料指出人體長期缺鐵會(huì)引起缺鐵性貧血。目前，缺鐵性貧血已經(jīng)成為僅次于結(jié)核病的發(fā)病率最高、耗資巨大的公共衛(wèi)生問題。為了預(yù)防和治療缺鐵性貧血，市場上涌現(xiàn)出各種各樣的“補(bǔ)鐵劑”，其有效成分是什么？

環(huán)節(jié)二：實(shí)驗(yàn)探究，獲取新知

學(xué)生結(jié)合鐵及其化合物的相關(guān)知識(shí)，猜想“補(bǔ)鐵劑”的有效成分為鐵鹽或亞鐵鹽。教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究“補(bǔ)鐵劑”的有效成分。

【活動(dòng)1】小組討論鑒別Fe2+及Fe3+的方法。

方法1：觀察法——Fe2+淺綠色，F(xiàn)e3+為棕黃色;

方法2：沉淀法——與NaOH溶液反應(yīng)，F(xiàn)e3+產(chǎn)生紅褐色沉淀;Fe2+先產(chǎn)生白色絮狀沉淀，然后迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色。

【實(shí)驗(yàn)1】在兩支試管內(nèi)分別加入5mL FeCl3和FeCl2溶液，再各滴入2滴KSCN溶液。

通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的顯著差異：FeCl2溶液無顯著變化，F(xiàn)eCl3溶液變?yōu)榧t色補(bǔ)充Fe3+的檢驗(yàn)方法，并提示該反應(yīng)常用于制作影視劇中的鮮血。

【活動(dòng)2】利用已經(jīng)掌握的知識(shí)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)補(bǔ)鐵藥片（琥珀酸亞鐵）中的有效成分。（提示：本藥片為胃溶型）

學(xué)生向補(bǔ)鐵藥片的酸溶液中滴加KSCN后，溶液上部變?yōu)榧t色，下部顏色不變;振蕩后溶液都變?yōu)榧t色，由此可推測有效成分為Fe3+。

資料卡片：①藥品使用說明書顯示維生素C與補(bǔ)鐵藥同服有利于吸收。②維生素C具有還原性，是高效抗氧化劑，用來減輕抗壞血酸過氧化物酶基底的氧化應(yīng)力。還有許多重要的生物合成過程中也需要維生素C參與作用。

教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行信息整理與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析：根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理，F(xiàn)e2+中的鐵元素為+2價(jià)（中間價(jià)態(tài)），兼具氧化性和還原性，在實(shí)驗(yàn)過程中Fe2+可能被氧化。那么，為什么維生素C有利于補(bǔ)鐵藥物吸收？

【實(shí)驗(yàn)2】向?qū)嶒?yàn)中的紅色溶液中加入少量維生素C粉末，震蕩并觀察現(xiàn)象：紅色溶液，褪色，沒有生成難溶物質(zhì)。

【得出結(jié)論】維C與補(bǔ)鐵藥物同服能防止Fe2+被氧化，從而增強(qiáng)補(bǔ)鐵效果，所以“補(bǔ)鐵劑”中的有效成分是Fe2+。為了使用方便，制藥廠還將維生素C添加到補(bǔ)鐵藥物中制成了“維鐵緩釋片”。

【設(shè)計(jì)意圖】立足真實(shí)情境，不斷發(fā)現(xiàn)問題，通過任務(wù)驅(qū)動(dòng)開展探究活動(dòng)，解決實(shí)際問題，提高了學(xué)生觀察分析與證據(jù)推理能力，形成宏觀微觀相結(jié)合的化學(xué)學(xué)科思想。

環(huán)節(jié)三：解釋現(xiàn)象，解決問題

為什么【實(shí)驗(yàn)1】中，滴加KSCN溶液后上部溶液變紅？如何防止補(bǔ)鐵藥中的有效成分被氧化從而提高藥效？（展示補(bǔ)鐵藥片的糖衣及塑料鋁膜）

學(xué)生根據(jù)藥片包裝分析討論提高補(bǔ)鐵劑藥效的有效方法，發(fā)掘生活中的化學(xué)知識(shí)。教師根據(jù)學(xué)生的討論情況，引導(dǎo)學(xué)生利用常見的氧化劑和還原劑建立Fe3+與Fe2+相互轉(zhuǎn)化的模型。

【活動(dòng)3】（1）盛有少量FeCl2溶液的試管中，滴入幾滴KSCN溶液，觀察現(xiàn)象，再加入幾滴雙氧水或氯水，繼續(xù)觀察。（2）在盛有少量FeCl3溶液的試管中，滴入幾滴KSCN溶液，再加入少量Fe粉，充分振蕩。（3）用離子方程式表示轉(zhuǎn)化過程。

【設(shè)計(jì)意圖】結(jié)合實(shí)驗(yàn)情境，從氧化還原的角度，認(rèn)識(shí)Fe2+與Fe3+之間的相互轉(zhuǎn)化，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)展證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)，為后續(xù)元素化合物知識(shí)的學(xué)習(xí)提供了方法借鑒。

環(huán)節(jié)四：聯(lián)系生活，學(xué)以致用

補(bǔ)鐵最好的途徑是通過飲食，含鐵較多的食物有豬肝、木耳、魚、菠菜、紅棗等。我們要養(yǎng)成健康的生活習(xí)慣，合理膳食，預(yù)防缺鐵性貧血，確保身心健康。我們更要善于從真實(shí)具體的生活情境中發(fā)現(xiàn)化學(xué)問題，通過多種途徑解決實(shí)際問題。從生活走進(jìn)化學(xué)，從化學(xué)走向社會(huì)。

【設(shè)計(jì)意圖】回歸生活情境，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活中的化學(xué)問題，學(xué)會(huì)利用化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，體會(huì)化學(xué)學(xué)科的價(jià)值，培養(yǎng)“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”。

三、基于真實(shí)情境的“鐵鹽與亞鐵鹽”教學(xué)反思與實(shí)施建議

（一）教學(xué)反思

教材中關(guān)于“鐵鹽與亞鐵鹽”的實(shí)驗(yàn)只有兩個(gè)且與生活實(shí)際聯(lián)系不足。本節(jié)課以“補(bǔ)鐵劑”為真實(shí)情境，學(xué)生親身經(jīng)歷了小組討論、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施等探究過程，獲得Fe3+的檢驗(yàn)、Fe2+與Fe3+的相互轉(zhuǎn)化等核心知識(shí)，提高了面對(duì)復(fù)雜情境下解決問題的能力，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，有利于他們適應(yīng)飛速發(fā)展的信息時(shí)代和復(fù)雜多變的未來社會(huì)。

不足之處在于，雖然學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體自始至終參與了課堂教學(xué)活動(dòng)，但由于課堂時(shí)間、空間、資源所限，學(xué)生未能充分體驗(yàn)查閱資料、檢索文獻(xiàn)、項(xiàng)目式研究學(xué)習(xí)等。

（二）實(shí)施建議

1.提供多種品牌、多種形態(tài)的“補(bǔ)鐵劑”（如：硫酸亞鐵片、琥珀酸亞鐵片、富馬酸亞鐵顆粒、琥珀酸亞鐵口服液、樸血口服液、多糖鐵復(fù)合物膠囊、維鐵緩釋片等）供學(xué)生實(shí)驗(yàn)所用，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，分別探究不同品牌、不同名稱、不同狀態(tài)的補(bǔ)鐵藥物的有效成分，引導(dǎo)學(xué)生從利用化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，體會(huì)化學(xué)學(xué)科價(jià)值。

2.布置作業(yè)：藥物補(bǔ)鐵劑的有效成分研究報(bào)告。

四、結(jié)語

創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問題情境，開展以實(shí)驗(yàn)為主的探究活動(dòng)，重視教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，有助于激發(fā)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中，大部分主題增加了“情境素材建議”內(nèi)容，教師在日常教學(xué)中應(yīng)廣泛聯(lián)系生活實(shí)際，建立和豐富教學(xué)內(nèi)容素材庫并將情境素材開發(fā)成具體生動(dòng)的教學(xué)案例，為發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)貢獻(xiàn)力量。

參考文獻(xiàn)：

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注：本文系石家莊潤德學(xué)校項(xiàng)目信息：指向核心素養(yǎng)的高中化學(xué)真實(shí)情境的選取與運(yùn)用研究（編號(hào)：G2018143）。

作者簡介：田穎（1992—），漢族，出生于河北省博野縣，碩士研究生學(xué)歷，未定級(jí)，研究方向?yàn)橹袑W(xué)化學(xué)課程與教學(xué)。

編輯 溫雪蓮