基于問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的主題教學(xué)設(shè)計(jì)
——以“鐵的重要化合物”為例

楊創(chuàng)文

廣東省佛山市順德李兆基中學(xué)，廣東佛山 528300

主題教學(xué)生動(dòng)，活潑，更能體現(xiàn)教師對(duì)課程認(rèn)識(shí)的深度，知識(shí)的廣度。好的主題應(yīng)當(dāng)是和課程知識(shí)點(diǎn)緊密耦合的，主題完成同時(shí)也完成了知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)，同時(shí)也推動(dòng)了主題的深入。在佛山市新課標(biāo)教研活動(dòng)之主題教學(xué)活動(dòng)期間，筆者開(kāi)展了“鐵的重要化合物”主題研討課，并取得很好的教學(xué)效果。

一、主題內(nèi)容分析

本節(jié)課“鐵的重要化合物”是第二節(jié)“幾種重要的金屬化合物”中的一部分。鐵是中學(xué)階段需要重點(diǎn)學(xué)習(xí)的唯一變價(jià)金屬元素，其化合物種類較多，實(shí)驗(yàn)易于開(kāi)展且現(xiàn)象豐富，既可以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又可以體現(xiàn)化學(xué)的思維方法——分類法，價(jià)態(tài)觀和轉(zhuǎn)化觀的運(yùn)用。本節(jié)課是培養(yǎng)學(xué)生從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析與解決實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究精神，證據(jù)推理揭示現(xiàn)象本質(zhì)等化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的好載體。

《2017 年新版化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》在主題2 常見(jiàn)的無(wú)機(jī)物及其應(yīng)用“內(nèi)容要求”中的2.4“金屬及其化合物”提到“結(jié)合真實(shí)情境中的應(yīng)用實(shí)例或通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，了解鐵及其重要化合物的主要性質(zhì)，了解這些物持在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用”?！敖虒W(xué)策略”提出“緊密聯(lián)系生產(chǎn)和生活實(shí)際，創(chuàng)設(shè)豐富多樣的真實(shí)問(wèn)題情境”。同時(shí)“情境素材建議”中提到“補(bǔ)血?jiǎng)?；?shí)驗(yàn)室中硫酸亞鐵的保存與使用”。

受此啟發(fā)，本節(jié)課從“補(bǔ)鐵劑”進(jìn)行教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)，結(jié)合所學(xué)對(duì)鐵鹽進(jìn)行分類，通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握Fe3+檢驗(yàn)方法。由久置FeSO4溶液與KSCN 反應(yīng)產(chǎn)生紅色實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象引發(fā)認(rèn)知沖突。對(duì)于異常相象，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行初步驗(yàn)證，并能分析、解釋有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。從微粒觀、氧化還原觀分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，層層設(shè)問(wèn)，以掌握“Fe2+與Fe3+相互轉(zhuǎn)化關(guān)系”。采用點(diǎn)滴板制備Fe(OH)2微型實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)Fe2+的還原性，進(jìn)而有利于開(kāi)展制備相對(duì)較純的Fe(OH)2實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中，進(jìn)一步落實(shí)對(duì)學(xué)生“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“變化觀念”、“證據(jù)推理”、“科學(xué)探究”等核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

二、學(xué)生情況分析

在知識(shí)上，學(xué)生已經(jīng)有了物質(zhì)的分類、氧化還原反應(yīng)原理等相關(guān)知識(shí)，對(duì)于鐵及其化合的了初步的認(rèn)識(shí)，特別是學(xué)習(xí)完了鐵的化學(xué)性質(zhì)，掌握了鐵與弱氧化劑（S）反應(yīng)得到+2 價(jià)化合物(FeS)，鐵與強(qiáng)氧化劑(Cl2)反應(yīng)得到+3 價(jià)的化合物(FeCl3)；在能力上，初步具備觀察、實(shí)驗(yàn)、思維能力。但由于學(xué)生剛剛開(kāi)始元素化合物的學(xué)習(xí)，對(duì)氧化還原知識(shí)尚不能熟練運(yùn)用，對(duì)常見(jiàn)的氧化劑和還原劑并不熟悉，加上實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ邢?，?dǎo)致他們?cè)趯?shí)驗(yàn)探究Fe2+與Fe3+的相互轉(zhuǎn)化時(shí)會(huì)遇到困難，需要在教師的引導(dǎo)下開(kāi)展探究活動(dòng)。

三、教學(xué)目標(biāo)

1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解Fe3+的檢驗(yàn)方法，探究Fe2+與Fe3+轉(zhuǎn)化方法，初步形成物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化思路的認(rèn)識(shí)水平。

2.通過(guò)探究Fe2+與Fe3+轉(zhuǎn)化深化對(duì)氧化還原的理解及運(yùn)用，發(fā)展學(xué)生對(duì)物質(zhì)性質(zhì)與物質(zhì)用途的關(guān)聯(lián)。

3.了解補(bǔ)鐵劑使用，感受生活中的化學(xué)，體會(huì)化學(xué)與生活的密切聯(lián)系。初步形成解決實(shí)際問(wèn)題的能力及其對(duì)化學(xué)價(jià)值的認(rèn)識(shí)水平。

4.通過(guò)調(diào)節(jié)溶液酸堿性實(shí)現(xiàn)同價(jià)態(tài)鐵元素各類物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，初步學(xué)會(huì)從微粒觀的角度分析化學(xué)現(xiàn)象。

四、教學(xué)重難點(diǎn)分析

1.從氧化還原維度分析Fe2+與Fe3+相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，掌握不同價(jià)態(tài)含鐵元素微粒的轉(zhuǎn)化

2.從溶液酸堿性維度分析Fe2+與Fe(OH)2、Fe3+與Fe(OH)3相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，掌握同價(jià)態(tài)含鐵元素微粒的轉(zhuǎn)化

五、教學(xué)流程

環(huán)節(jié)1：情境引入

【引入】小視頻創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境：貧血是怎么回事?缺鐵性貧血要補(bǔ)的是什么形態(tài)的鐵？

【過(guò)渡】FeSO4是常見(jiàn)的補(bǔ)鐵劑

【提出新問(wèn)題】除了FeSO4你還認(rèn)識(shí)哪些鐵鹽？

展示常見(jiàn)鐵鹽溶液圖片。面對(duì)眾多鐵鹽，我們能否將其進(jìn)行分類研究？

【學(xué)生活動(dòng)】

從溶液顏色進(jìn)行分類：Fe2+淺綠色、Fe3+黃色

從化合價(jià)進(jìn)行分類：+2 價(jià)亞鐵鹽、+3 價(jià)鐵鹽

學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)1：

分別取2ml 含F(xiàn)e2+、Fe3+溶液于試管中，觀察溶液顏色。

【追問(wèn)】有沒(méi)有更具針對(duì)性區(qū)分這兩種溶液的方法呢？

學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)2：分別取2ml 含F(xiàn)e2+、Fe3+溶液于試管中，分別向試管中滴加2-3 滴KSCN 溶液，觀察并匯報(bào)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

板書(shū)：一、Fe3+檢驗(yàn)

Fe3+遇到KSCN 溶液顯紅色，F(xiàn)e2+遇到KSCN 溶液無(wú)明顯現(xiàn)象

環(huán)節(jié)2 由實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象引發(fā)探究，突破Fe2+與Fe3+相互轉(zhuǎn)化

【演示實(shí)驗(yàn)】向久置FeSO4 溶液滴加幾滴KSCN，發(fā)現(xiàn)溶液顏色變紅。

【教學(xué)設(shè)計(jì)意圖】層層設(shè)問(wèn)，引導(dǎo)思考，在問(wèn)題解決過(guò)程中形成自己解題的思維模型。

板書(shū)：二、Fe2+與Fe3+相互轉(zhuǎn)化

【逆向提問(wèn)】變質(zhì)了的FeSO4溶液還能用嗎？有沒(méi)有辦法讓它復(fù)原？

【教學(xué)設(shè)計(jì)意圖】學(xué)生應(yīng)用剛建立的思維模型解決相似問(wèn)題，再次應(yīng)用，學(xué)生體會(huì)更深刻。

板書(shū)：二、Fe2+與Fe3+相互轉(zhuǎn)化

【能力提升】展示緩釋FeSO4片使用說(shuō)明書(shū)，讓學(xué)生解釋：

1.補(bǔ)鐵藥片包衣膜的作用

2.補(bǔ)鐵藥片與Vc 同服有利鐵的吸收，Vc 的作用？

【學(xué)以致用】運(yùn)用所學(xué)解決日常生活中的化學(xué)問(wèn)題

環(huán)節(jié)3Fe(OH)3、Fe(OH)2制備與性質(zhì)

【過(guò)渡】除了用KSCN可以區(qū)分Fe3+和Fe2+外，還有沒(méi)有其他方法？可能會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？寫(xiě)出相關(guān)反應(yīng)方程。

【學(xué)生活動(dòng)】

分組實(shí)驗(yàn)3

（1）取6 滴Fe2(SO4)3 于點(diǎn)滴板上，滴加3 滴NaOH 溶液，觀察并記錄現(xiàn)象。

（2）取6 滴FeSO4 于點(diǎn)滴板上，滴加3 滴NaOH 溶液，觀察并記錄現(xiàn)象。

【異?，F(xiàn)象引發(fā)新思考】對(duì)于實(shí)驗(yàn)2，為什么點(diǎn)滴板上得到的是灰綠色的沉淀，該沉淀是什么？如何證明？

【教學(xué)設(shè)計(jì)意圖】異象現(xiàn)象引發(fā)認(rèn)知識(shí)新沖突。利用剛學(xué)知識(shí)解決新問(wèn)題。

【拓展1】得到純凈的Fe(OH)2要注意哪些問(wèn)題？請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的猜想。

【拓展2】Fe3O4溶于稀鹽酸，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證溶液中存在Fe3+和Fe2+

【歸納總結(jié)】

板書(shū)：

【教學(xué)設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)價(jià)類二維圖把所學(xué)知識(shí)系統(tǒng)化，有助于學(xué)生形成科學(xué)的研究方法。

六、教后反思

1.整個(gè)教學(xué)圍繞著“宏觀辨析與微觀探析”、“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”兩個(gè)核心素養(yǎng)設(shè)計(jì)，圍繞FeSO4展開(kāi)，教學(xué)過(guò)程沒(méi)刻意講解FeSO4知識(shí)，而是結(jié)合預(yù)設(shè)的問(wèn)題展開(kāi)，這樣做更能激發(fā)學(xué)生不斷探究的意愿。如，導(dǎo)入小視頻介紹的FeSO4 用途，結(jié)合實(shí)驗(yàn)，解決久置的FeSO4溶液存在Fe3+離子原因，提出如何保存FeSO4溶液,通過(guò)問(wèn)題串，學(xué)生的積極性很快就被調(diào)動(dòng)起來(lái)，體現(xiàn)了“宏觀辨析與微觀探析”核心素養(yǎng)。在解決問(wèn)題的過(guò)程中自然就掌握了相關(guān)知識(shí)。所以主題與核心知識(shí)的貫穿關(guān)鍵在于問(wèn)題串的設(shè)計(jì)。

2.動(dòng)手實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神的重要手段，有目的、有引導(dǎo)地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并思考實(shí)驗(yàn)所帶來(lái)的種種問(wèn)題，才能培養(yǎng)“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”素養(yǎng)，突顯教師主導(dǎo)學(xué)生主體作用。關(guān)于Fe2+與Fe3+相互轉(zhuǎn)化，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生建構(gòu)轉(zhuǎn)化模型認(rèn)知。運(yùn)用實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證設(shè)想，成功的體驗(yàn)結(jié)人成就感。

巧妙設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究欲。久置的FeSO4溶液滴加KSCN 出現(xiàn)血紅色，新制FeSO4溶液滴加NaOH 得到白色沉淀很快變成灰綠色，最后變成紅褐色，利用這些與預(yù)想的不一樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，引發(fā)深度思考，及時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)中體會(huì)化學(xué)的魅力。

3.知識(shí)生活化，把所學(xué)轉(zhuǎn)化為解決問(wèn)題的工具。例如，掌握了Fe2+容易被氧化成Fe3+知識(shí)后，就可解決補(bǔ)鐵劑在使用和保存中的事項(xiàng)。