基于科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知和決策能力的課例研究

都承峰+奚小玲

摘 要：緊密圍繞生活中的“補(bǔ)血?jiǎng)睘橹骶€展開(kāi)教學(xué)，展開(kāi)藥物使用的風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知教學(xué)，使學(xué)生對(duì)鐵鹽與亞鐵鹽的認(rèn)知從感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)，使學(xué)生體會(huì)化學(xué)物質(zhì)應(yīng)用的風(fēng)險(xiǎn)，強(qiáng)化學(xué)生的風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知，培養(yǎng)其科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)和風(fēng)險(xiǎn)決策能力。

關(guān)鍵詞：風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知；決策能力；課例研究

一、 設(shè)計(jì)思路

從生活走進(jìn)化學(xué)、用實(shí)驗(yàn)探究化學(xué)、用化學(xué)視角關(guān)注生產(chǎn)生活。本節(jié)課采用主題式教學(xué)模式，緊密圍繞生活中的“補(bǔ)血?jiǎng)睘橹骶€展開(kāi)教學(xué)，探討其鐵元素的存在形式、性質(zhì)、檢驗(yàn)、轉(zhuǎn)化。設(shè)計(jì)了四個(gè)環(huán)節(jié)，四看琥珀酸亞鐵片說(shuō)明書(shū)，使學(xué)生對(duì)鐵鹽和亞鐵鹽的認(rèn)知從感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)，展開(kāi)藥物使用的風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知教學(xué)，使學(xué)生體會(huì)化學(xué)物質(zhì)應(yīng)用的風(fēng)險(xiǎn)，強(qiáng)化學(xué)生的風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知，培養(yǎng)其科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)和風(fēng)險(xiǎn)決策能力。

二、 教學(xué)實(shí)錄

【環(huán)節(jié)一】感知Fe2+和Fe3+的魔力

【情境引入】表演小魔術(shù)

用一根玻璃棒在一杯茶水中輕輕攪拌，茶水立即變黑（玻璃棒上沾有鐵鹽）。向變黑的茶水中滴加幾滴檸檬汁，茶水立即變回原來(lái)的顏色（檸檬汁含維生素C）。

【師】你們想知道這個(gè)魔術(shù)的玄機(jī)嗎？通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們來(lái)給這個(gè)魔術(shù)解密。

【投影展示】驗(yàn)血報(bào)告單，數(shù)據(jù)顯示患者的血紅蛋白含量明顯偏低。醫(yī)生的診斷——缺鐵性貧血，貧血就要補(bǔ)血。

【師】補(bǔ)血其實(shí)就是要補(bǔ)一種元素，大家知道是什么元素嗎？

【生】補(bǔ)“鐵”元素。

【問(wèn)】如果你是一位醫(yī)生，你會(huì)給這位患者怎樣的建議？

【生】（暢所欲言）用鐵鍋炒菜，吃鐵強(qiáng)化醬油，服用補(bǔ)鐵劑，吃血爾、阿膠等等。

【師】我通過(guò)市場(chǎng)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)補(bǔ)鐵劑可謂琳瑯滿目，品種繁多。形態(tài)上有液態(tài)的、固態(tài)的。目前首選口服補(bǔ)鐵劑為琥珀酸亞鐵，因?yàn)樗章矢?，?duì)胃腸刺激性小，是有效而安全的補(bǔ)血?jiǎng)＃▽?shí)物展示）

【問(wèn)】補(bǔ)鐵劑中鐵元素是什么價(jià)態(tài)？服用藥物前要做的第一件事情是什么？

【生】閱讀說(shuō)明書(shū)。

【師】引導(dǎo)學(xué)生第一次閱讀琥珀酸亞鐵片說(shuō)明書(shū)，談?wù)勀銓?duì)藥品的認(rèn)識(shí)。

【生】含的是Fe2+，要控制用量，有很多注意事項(xiàng)等等。

【師】Fe2+是血紅蛋白的重要組成，缺鐵時(shí)，血紅蛋白攜氧能力下降，造成缺鐵性貧血。

【設(shè)計(jì)意圖】化學(xué)源于生活，教學(xué)緊密聯(lián)系學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，展開(kāi)藥物使用的風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知教學(xué)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到可能潛在的風(fēng)險(xiǎn)，強(qiáng)化學(xué)生的風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的探究品格。

【環(huán)節(jié)二】探究Fe2+和Fe3+的檢驗(yàn)

【交流與討論】如何檢驗(yàn)Fe2+和Fe3+？

【生1】觀察溶液顏色，F(xiàn)e2+是淺綠色的，而Fe3+呈現(xiàn)黃色。（方法1）

【生2】我認(rèn)為可以選擇氫氧化鈉溶液，如果出現(xiàn)紅褐色沉淀的是Fe3+，出現(xiàn)白色沉淀的是Fe2+。（方法2）

【師】實(shí)驗(yàn)是化學(xué)的最高法庭，用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證這位同學(xué)的觀點(diǎn)。

【學(xué)生實(shí)驗(yàn)1】取2支試管，分別加入1mLFeCl3和 FeSO4，再分別加入少量NaOH，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。并將裝有FeSO4試管的生成物全部倒到墊有濾紙的表面皿上。

【生】形成認(rèn)知沖突，F(xiàn)eCl3溶液中加入NaOH溶液看到了紅褐色沉淀是Fe（OH）3，F(xiàn)eSO4溶液中加入NaOH溶液看到的是灰綠色的沉淀。

【師】Fe（OH）2沉淀是灰綠色嗎？我給大家演示一個(gè)實(shí)驗(yàn)。

【演示實(shí)驗(yàn)1】Fe（OH）2的制備。

【師】之所以沒(méi)有看到白色沉淀都是誰(shuí)惹的禍？

【生】氧氣。

【師】在空氣中，F(xiàn)e（OH）2白色沉淀快速變成灰綠色，最終變成紅褐色。這是Fe（OH）2特有的現(xiàn)象，常用于亞鐵離子的檢驗(yàn)。大家觀察一下剛剛倒到濾紙上的Fe（OH）2沉淀顏色的變化。

【生】書(shū)寫相關(guān)的離子方程式或化學(xué)方程式。

【設(shè)計(jì)意圖】設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，形成認(rèn)知沖突，通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)的“異?，F(xiàn)象”來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的決策能力。

【師】課本P75頁(yè)信息提示：還可以選擇硫氰化鉀溶液。指導(dǎo)學(xué)生閱讀。

【學(xué)生實(shí)驗(yàn)2】取2支試管，分別加入1mL的FeCl3和FeSO4，再分別滴加幾滴KSCN，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

【生】匯報(bào)現(xiàn)象，F(xiàn)eCl3液中加入幾滴硫氰化鉀溶液，看到了血紅色溶液，F(xiàn)eSO4溶液中加入幾滴硫氰化鉀溶液，無(wú)現(xiàn)象。

【師】請(qǐng)利用提供的試劑（氯水、雙氧水）驗(yàn)證我們的理論分析。

【學(xué)生實(shí)驗(yàn)3】在剛剛沒(méi)看到現(xiàn)象的試管中加入氯水或是雙氧水，看到了溶液變紅。

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】Fe2+有較強(qiáng)的還原性，可以被氯水、雙氧水、氧氣、酸性高錳酸鉀等氧化。

【師】板書(shū)構(gòu)建“鐵三角”。

【歸納小結(jié)】列表對(duì)比Fe3+、Fe2+的三種檢驗(yàn)方法并進(jìn)行評(píng)價(jià)。

【環(huán)節(jié)三】理解Fe2+和Fe3+的轉(zhuǎn)化

【師】請(qǐng)看說(shuō)明書(shū)的【性狀】欄目，本品為薄膜衣片，除去薄膜衣后顯暗黃色。

【問(wèn)】思考藥片包衣的主要作用是什么？

【生】第2次閱讀說(shuō)明書(shū)，回答：防止Fe2+被空氣中氧氣氧化成Fe3+。

【師】如何檢驗(yàn)琥珀酸亞鐵片中的Fe2+？請(qǐng)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)并書(shū)寫出檢驗(yàn)方案。

【生】匯報(bào)設(shè)計(jì)的方案，師生加以點(diǎn)評(píng)，歸納總結(jié)出下面的方案。

實(shí)驗(yàn)方案：

①用小刀刮去薄膜層（可以不做，說(shuō)明書(shū)中說(shuō)包衣是胃溶性的），將藥研磨；

②取半藥匙粉末于試管中，加鹽酸溶解、振蕩、靜置；

③滴加幾滴KSCN溶液進(jìn)行檢驗(yàn)。

【師】大家預(yù)測(cè)會(huì)有什么現(xiàn)象？

【生】看不到明顯現(xiàn)象，溶液不變紅。endprint

【師】讓學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。要求學(xué)生認(rèn)真仔細(xì)操作，注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

【學(xué)生實(shí)驗(yàn)4】實(shí)驗(yàn)結(jié)果和預(yù)測(cè)的結(jié)果不一致。加KSCN溶液直接變紅，檢驗(yàn)出Fe3+。

【師】藥片說(shuō)明書(shū)上強(qiáng)調(diào)的是含有Fe2+，但是大家檢驗(yàn)出來(lái)的為什么是Fe3+？難道這是一盒黑心藥？請(qǐng)同學(xué)們分析原因。

【生】將藥片碾碎，加鹽酸溶解，這個(gè)過(guò)程，經(jīng)歷的時(shí)間較長(zhǎng)，和空氣接觸較多，F(xiàn)e2+可能被氧氣氧化成Fe3+，所以加入KSCN會(huì)出現(xiàn)血紅色。

【師】回答得很好，F(xiàn)e2+還原性極強(qiáng)，很容易被空氣中的氧氣氧化。如何使紅色溶液褪色？

【生】加還原劑，如鐵粉、銅粉。

【學(xué)生實(shí)驗(yàn)5】向剛剛的紅色溶液中加入1/2匙的鐵粉，快速振蕩，靜置15秒，看溶液顏色變化。

【現(xiàn)象】溶液紅色褪色。

【結(jié)論】Fe3+有較強(qiáng)的氧化性，可以被鐵、銅等還原。

【練一練】寫出Fe3+和Fe反應(yīng)的離子方程式。

【師】板書(shū)構(gòu)建“鐵三角”。

【設(shè)計(jì)意圖】實(shí)驗(yàn)過(guò)程是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)教育的素材：實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象的風(fēng)險(xiǎn)、實(shí)驗(yàn)失敗的風(fēng)險(xiǎn)等。引導(dǎo)學(xué)生分析異?，F(xiàn)象的原因，利用這些“失敗”作為課堂的動(dòng)態(tài)資源，來(lái)強(qiáng)化學(xué)生的決策能力。

【提問(wèn)】如果誤食亞硝酸鈉會(huì)使人中毒，因?yàn)閬喯跛徕c會(huì)使Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，生成高鐵血紅蛋白而喪失與O2的結(jié)合能力。生死時(shí)速，假如你就在患者身邊，你準(zhǔn)備怎么辦？

【演示實(shí)驗(yàn)2】滴有硫氰化鉀的鐵離子溶液與維生素C的反應(yīng)。

【生】第3次閱讀說(shuō)明書(shū)，思考維生素C的作用：維生素C是抗氧化劑，具有還原性，可以將人體無(wú)法吸收的鐵離子變成易被人體吸收的亞鐵離子。當(dāng)然這只是緩解癥狀，患者還需及時(shí)就醫(yī)。

【設(shè)計(jì)意圖】讓學(xué)生將所學(xué)知識(shí)與解決生活中的實(shí)際問(wèn)題結(jié)合起來(lái)，教會(huì)學(xué)生正確處理風(fēng)險(xiǎn)危機(jī)，培養(yǎng)學(xué)生如何根據(jù)具體情況選擇合適方法的決策能力。

【環(huán)節(jié)四】感悟Fe2+和Fe3+的應(yīng)用

【情境1】實(shí)驗(yàn)員小王的困惑，昨日配制的硫酸亞鐵溶液怎么變成了淺黃色呢？該如何處理？

【學(xué)生】討論回答，被氧氣氧化，可以加鐵粉防止氧化。

【情境2】藍(lán)黑墨水的奧秘

資料1：藍(lán)黑墨水主要原料為鞣酸亞鐵和藍(lán)色顏料。剛開(kāi)始書(shū)寫時(shí)顯示的是顏料的藍(lán)色，在空氣中鞣酸亞鐵被氧氣氧化變成黑色不溶性的鞣酸鐵，使字跡變黑，持久不褪。

資料2：茶葉中含有鞣酸。

【生】第4次閱讀說(shuō)明書(shū)，思考為什么“本品不應(yīng)與濃茶同服”？

【師】服用補(bǔ)鐵劑時(shí)，外表的包衣溶解后，F(xiàn)e2+進(jìn)入體內(nèi)就會(huì)部分開(kāi)始被氧化成Fe3+，茶水中含有鞣酸，會(huì)與Fe3+反應(yīng)，迅速生成黑色極難溶的鞣酸鐵（三價(jià)鐵）沉淀，使人體無(wú)法吸收其中的鐵元素，降低吸收效果。

【設(shè)計(jì)意圖】再讀藥物說(shuō)明書(shū)，使學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)到藥物的使用禁忌，如果濫用，不僅沒(méi)有補(bǔ)鐵的效果，甚至?xí)a(chǎn)生很多意想不到的危害，對(duì)人的健康造成“風(fēng)險(xiǎn)”，存在安全隱患。課堂中引導(dǎo)學(xué)生形成風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的習(xí)慣與意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去研究、解決問(wèn)題的綜合水平。

【師】現(xiàn)在你會(huì)對(duì)課堂剛開(kāi)始做的那個(gè)魔術(shù)解密了嗎？

【師】化學(xué)是一門有趣的、有用的、實(shí)用性的科學(xué)，我們要學(xué)好它、用好它，關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)、生活熱點(diǎn)問(wèn)題，并學(xué)會(huì)從化學(xué)的視角去解決一些問(wèn)題，提高科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知和決策能力的素養(yǎng)。

三、 教學(xué)反思

1. 聯(lián)系生活實(shí)際提高學(xué)生對(duì)科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)知能力

基于生活中的問(wèn)題來(lái)導(dǎo)入新課，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的生活題材來(lái)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，通過(guò)設(shè)計(jì)濃茶變色小魔術(shù)、展示真實(shí)的驗(yàn)血報(bào)告單、展示琥珀酸亞鐵片實(shí)物、亞硝酸鈉中毒的急救方法等與生活密切相關(guān)的問(wèn)題情境，進(jìn)行任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)。試圖從生活知識(shí)中提煉出化學(xué)學(xué)科知識(shí)，分析討論鐵鹽與亞鐵鹽的性質(zhì)、檢驗(yàn)、轉(zhuǎn)化等，并從中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)“異?！?、藥物使用風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知的教學(xué)，提高學(xué)生對(duì)科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)知能力，并有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生從多角度對(duì)相關(guān)問(wèn)題作出決策判斷。

2. 利用學(xué)生已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的決策能力

設(shè)計(jì)這節(jié)課的幾個(gè)環(huán)節(jié)，如探究Fe2+和Fe3+的檢驗(yàn)、理解Fe2+和Fe3+的轉(zhuǎn)化，教師不能急于包辦講完，而是先由學(xué)生用他們的已有經(jīng)驗(yàn)得出一些初步的解決方法，給學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)相互交流、集思廣益的氛圍，課堂中引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成有證據(jù)地思考問(wèn)題，理智地處理問(wèn)題，民主地對(duì)待不同的意見(jiàn)，綜合地看待問(wèn)題，從而形成正確的科學(xué)價(jià)值觀以及與風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知所對(duì)應(yīng)的決策能力。

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作者簡(jiǎn)介：

都承峰 奚小玲，現(xiàn)就職于江蘇省常州市第一中學(xué)。endprint