微項目式學習在高三化學實驗復習中的實踐
——以“探尋補血劑中的鐵元素”為例

文/陳麗雙

引 言

化學是一門實用的基礎學科，化學實驗是傳遞知識，培養能力，使學生形成正確價值觀的重要載體，是化學教學中的一種非常重要的教學手段。學生通過自己動手操作，可以更好地培養實驗能力、觀察能力、思維能力和探究能力，形成科學態度。高三是發展學科能力最重要的階段，學生已經完成了中學各個模塊的學習，掌握了較系統的化學基礎知識。此時，教師應大膽放手，讓學生利用所學知識去認識和分析現實問題，這樣不僅有利于提高學生復習效率，促進學生思維能力與探究能力的發展，還能夠彰顯高中化學課程的育人價值[1]。

新的教育改革的一大亮點，就是“把育人為本作為教育工作的根本要求”。“素養為本”的高考倡導真實問題情景的創設，意在通過設置有價值的情景問題，促進學生主動思考，讓學生在原有認識基礎上產生認知沖突，進而產生學習新知識的動力，使原有認識得到升華，產生新認識[2]。微項目式學習就是一種很好的嘗試。本文以“探尋補血劑中的鐵元素”為例，探討微項目式實驗教學的設計策略。

一、微項目式學習概述

項目式學習是一種動態的學習模式。該模式是指以小組為單位，通過學生主動探索現實世界中的問題，讓學習與生活融通，讓學校與社會打通，從而提高學習的真實性。為了達成這一目的，學生需要完成一個現實的任務，系統化應用所學知識，在完成任務的過程中培養自主創新、實踐操作、團隊合作、分析反思等綜合素養。項目式學習強調“在做中學”，將項目微型化就意味著將微項目式學習應用到高中化學實驗復習教學中。教師通過創設新的情景，圍繞問題來組織教學，讓學生時刻面臨新的挑戰，增加了學習過程與現實世界的聯系，給學生提供了創新的空間，能夠達到培養學生化學學科核心素養的目的[3]。

二、微項目式教學規劃

（一）教學目標的確定

本案例根據“2017年全國高考化學學科考試大綱”對化學實驗部分的考試要求提出了相應的教學目標，具體如下：（1）在認識補血劑的過程中，了解化學實驗是科學研究過程的一種重要方法；（2）通過定性檢驗補血劑中的鐵元素，復習中學化學常見離子的檢驗方法，并能設計、評價或改進實驗方案；（3）通過定量檢測補血劑中的鐵元素的含量，分析或處理實驗數據，得出合理結論的研究思路。

（二）微項目式教學設計思路

基于學生的學習認知發展和能力發展水平及知識的邏輯順序，本案例以“探尋補血劑中的鐵元素”的真實情景來統攝學習過程，通過實驗及探究活動習得Fe3+的檢驗方法，運用化學用語（如化學方程式、離子方程式等）正確表示Fe3+與Fe2+之間的相互轉化，從反應物和生成物的類別及元素化合價的角度，依據氧化還原反應原理，設計實驗進行驗證，讓學生在獨立設計實驗方案并不斷優化設計方案的一系列過程中，最終完成實驗。整個過程既能使學生對所學的知識印象更加深刻，又能讓學生有豐富的收獲。酸性的高錳酸鉀溶液作為重要的氧化還原滴定試劑，在各類試題中經常涉及，通過高錳酸鉀測定補血劑中的亞鐵離子的含量，等同于將試題搬到化學實驗探究室，有助于建構定量測定物質含量，分析或處理實驗數據，得出合理結論的研究思路，體現基于“素養為本”的教學設計要求，實現復習課程的教學目標。

三、微項目實施過程

本項目共分為三個環節：環節一，初識補血劑；環節二，定性認識補血劑中的鐵；環節三，定量認識補血劑中的鐵。具體實施過程實錄如下。

環節一：初識補血劑

問題引入：小明同學最近經常頭暈、耳鳴，面色蒼白，注意力不集中，經檢查為缺鐵性貧血，醫生建議補鐵。那他需要哪種鐵元素呢？多媒體展示血紅蛋白攜氧示意圖，指出高鐵血紅蛋白無攜氧功能。

展示：實物展示市售的補血劑——硫酸亞鐵片，引導學生閱讀硫酸亞鐵片的使用說明書，引出項目：本堂課，你想知道有關補血劑中的哪些問題？梳理：學生想知道的問題各種各樣，如補血劑中是否含有亞鐵離子？補血劑過量服用會中毒嗎？做成糖衣片是為了改善口感嗎？為什么與VC（即維生素C）一起服用更有利于鐵元素的吸收？補血劑中的鐵元素含量是否合格？價格怎么樣？……師生共同探尋有探究意義和價值的項目。

設計意圖：利用現實生活中的補血劑，創設真實且有意義的情景，使學生認識到化學可以服務于生活，服務于其他學科，服務于人類自身，并啟發學生提出感興趣的問題，師生共同歸納出有梯度、漸進的問題，以便學生進一步探究。

在環節一中，補血劑是學生既熟悉又陌生的藥品，熟悉的是它的名稱，陌生的是它的化學成分。教師可通過藥品使用說明書，把這一話題導向“鐵及其化合物的相互轉化”的復習中。如何理解補血劑與維生素C同時服用更有利于吸收？這也是學生極為感興趣的問題，能激發學生的求知欲望。

環節二：定性認識補血劑

情景：設計實驗定性認識硫酸亞鐵片中的亞鐵 離子。

學生活動：仔細觀察塑料密封袋中的硫酸亞鐵藥片和白色藥片（已經用鹽酸浸泡處理過），猜測紅色藥片的成分并研碎白色藥片，觀察內部顏色。

布置任務：任務1：藥片進入人體后，“紅外套”是怎么脫去的呢？嘗試寫出反應的離子方程式。

學生活動：討論：紅色物質氧化鐵與胃液中的胃酸（稀鹽酸）反應。

情景：展示課前準備的藥片“紅外套”的鹽酸浸泡液

布置任務：任務2：觀察并思考，如何通過觀察和實驗判斷浸泡液中存在Fe3+？

學生活動：觀察氯化鐵溶液為黃色并做好記錄。

將學生分成若干組，進行分組實驗探究，取少量的浸泡液，試驗一分別滴加氨水和氫氧化鉀溶液，試驗二分別加入少許的硫氰化鉀溶液，發現加堿生成氫氧化鐵紅褐色沉淀，滴加硫氰化鉀溶液后，溶液迅速變為血紅色。

布置任務：任務3：若將提供的浸泡液稀釋10倍， 再分別加入少許氫氧化鉀溶液和硫氰化鉀溶液，結果會如何呢？

學生活動：學生通過分組實驗，對比分析，可知觀察溶液顏色有時不可靠，黃色溶液還可能是溴水或碘水等。當鐵離子的濃度很小時，與氫氧化鈉等堿反應不能形成紅褐色的氫氧化鐵沉淀，滴加硫氰化鉀溶液顯色反應很靈敏，一般采用顯色法檢驗鐵離子的存在。

布置任務：任務4：如何檢驗白色藥片中含有亞鐵離子？

學生活動：粉碎藥品，并加入稀硫酸溶液靜置。小組交流討論，匯總如下幾個方案。方案1：取2ml浸泡液于試管中，加入少許氯水，靜置，再加入幾滴硫氰化鉀溶液，觀察實驗現象；方案2：取少量浸泡液于試管中，加入幾滴過氧化氫溶液，振蕩，再加入少許硫氰化鉀溶液，觀察實驗現象；方案3：取少量浸泡液于試管中，加入幾滴硫氰化鉀溶液，振蕩，再加入幾滴稀硝酸溶液，觀察實驗現象；方案4：取少量浸泡液于試管中，加入幾滴硫氰化鉀溶液，振蕩，再加入幾滴酸性高錳酸鉀溶液，觀察實驗現象；方案5：取少量浸泡液于試管中，加入幾滴鐵氰化鉀溶液，觀察實驗現象。

教師概括：教師從氧化還原反應的角度引導學生分析設計方案的可行性，思考亞鐵離子向鐵離子轉化的方法，引導學生從反應物和生成物種類的視角轉化為從不同化合價的視角認識物質的性質。

學生活動：分成若干小組，進行分組實驗，上講臺匯報成果。

布置任務：任務5：在實驗室配制和保存硫酸亞鐵溶液時，為什么要加入少許鐵粉？補血劑為什么要和維生素C同時服用？

學生活動：學生應用剛才所學的知識，交流研討， 得出鐵離子轉化為亞鐵離子的方案設計：Fe3+→Fe2+（所需試劑有I-、Cu、Fe、VC等）

設計意圖：學生在真實的實驗情境中，在一個個問題任務的引導下，學習積極性被調動，自主參與實驗方案的設計，進行實驗探究。在微項目式實驗復習中，無論是化學試劑的取舍，還是判斷反應能否發生， 以及如何控制反應條件等，都蘊含著“變化觀念與平衡思想”。學生通過實際動手操作，能夠建構常見物質的檢驗方法模型，即“選取合適的化學藥品→排除可能出現干擾情況→確定檢驗的先后順序→注意用量”，進而培養證據推理和模型認知的核心素養。

環節二中，巧用“價—類二維圖”為理論指導，通過含鐵化合物轉化的預測分析，使學生理解和掌握Fe3+和Fe2+的檢驗及相互轉化，彰顯了化學實驗教學的功能與價值，發展了學生的化學學科核心素養。

環節三：定量認識補血劑

布置任務：設計實驗進行硫酸亞鐵片中亞鐵離子的含量測定

學生活動：可通過加入足量的氯化鋇溶液，測定生成沉淀硫酸鋇的質量，利用硫酸亞鐵中亞鐵離子與硫酸根離子的物質的量之比為1:1，來測定亞鐵離子的含量；也可以加入足量的碳酸氫鈉溶液，測定生成沉淀碳酸亞鐵的質量（或加入足量的硫化鈉溶液，測定生成沉淀硫化亞鐵的質量）來測定亞鐵離子的含量，還可以利用亞鐵離子的還原性，加入某些氧化劑，與之充分反應，進而測定亞鐵離子的含量。

小結：師生一起探討實驗方案，并總結常見的定量測定的方法有氣體法、重量法和滴定法，最后一致認為用滴定法來探究實驗，測定亞鐵離子的含量。小組合力，設計合理的實驗方案和實驗操作步驟，并根據自己的設計進行操作，教師巡視并糾正學生實驗過程中的不規范操作。

環節三使研究從定性角度提升到定量角度，通過梳理定量測定物質含量，分析或處理實驗數據，得出合理結論的研究思路，建構解決定量測定化學問題的思維框架。

四、微項目式實驗的教學反思與提升

新課程改革要求教師創設真實問題情境，促進學習方式轉變，充分認識化學實驗的獨特價值，精心設計實驗探究方案，幫助學生理解和掌握化學實驗的基本知識和技能，并使學生能運用所學知識，進行化學實驗設計，解決設計過程中可能出現的種種問題，培養學生的科學態度和價值觀。本項目以“探尋補血劑中的鐵元素”的真實情境來統攝實驗復習，通過創設真實的問題情境，引導學生從物質類別和元素價態的角度，依據復分解反應、氧化還原反應原理和物質的性質與變化，設計實驗方案，進行實驗探究，旨在提高學生運用實驗方法定性檢測或定量分析的能力。在項目任務的驅動下，學生的學習熱情被激發出來，充分發揮主觀能動性，在復習舊知識的同時探求新知識。由此可見，微項目式復習能夠有效調動學生的學習積極性，增強學生學習化學的內驅力，讓學生感覺到學習化學“有趣”和“有用”。

結 語

在高三實驗復習的微項目教學中，學生能主動參與探究活動，理論知識與實踐應用得到有效的整合，學科能力和科學素養均得到提升。教師的教學方式也要發生變化，不能只是簡單知識和經驗的疊加，要轉換為以發展認識為本，凝練核心知識，建構解決一般問題的模型，豐富學生認識化學的角度。這樣的轉變能使學生“學會學習”“學會求知”，讓學生在真實的情境中學到有用的化學知識和技能。