高三化學(xué)“實(shí)驗(yàn)專(zhuān)題復(fù)習(xí)”的微項(xiàng)目學(xué)習(xí)
——以“從污水溶氧量引發(fā)的探究”為例

楊蘭芳

微項(xiàng)目學(xué)習(xí)是項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的靈活應(yīng)用，是指將教學(xué)內(nèi)容項(xiàng)目化，通過(guò)情境化的微型主題任務(wù)，讓學(xué)習(xí)者在實(shí)踐探究、內(nèi)化理解、應(yīng)用創(chuàng)新中獲得較為完整和具體的知識(shí)與技能，從而提高學(xué)習(xí)者實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的學(xué)習(xí)方法。微項(xiàng)目學(xué)習(xí)的“微”體現(xiàn)在課堂需完成的項(xiàng)目小、完成項(xiàng)目所需的課時(shí)少，一般可在1～2 課時(shí)的時(shí)間內(nèi)解決一個(gè)項(xiàng)目學(xué)習(xí)。高三實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)課的常態(tài)教學(xué)消耗的時(shí)間多且效果不理想，教學(xué)方法多以講授代替動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，背誦代替實(shí)驗(yàn)探究，刷題代替能力培養(yǎng)，這樣的教學(xué)必將造成學(xué)生的知識(shí)固化、思維僵化，實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的培養(yǎng)更是無(wú)法落實(shí)。《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版2020 年修訂）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)為課標(biāo)）對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的課程要求是不僅要掌握高中實(shí)驗(yàn)的必備知識(shí)，而且能依據(jù)探究目的設(shè)計(jì)并優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案、完成實(shí)驗(yàn)操作、加工實(shí)驗(yàn)信息、獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)論、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)想，注重對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵能力、實(shí)驗(yàn)思想以及實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的考查。因此，高三實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)不能停留在講解和刷題上，特別是對(duì)典型難點(diǎn)問(wèn)題，如定量實(shí)驗(yàn)和性質(zhì)探究型綜合實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)，不僅要關(guān)注結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、變化與平衡等學(xué)科核心知識(shí)，還需要注重實(shí)驗(yàn)探究、證據(jù)推理、模型認(rèn)知、多重表征等科學(xué)方法的綜合運(yùn)用。高三實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)課中運(yùn)用微項(xiàng)目學(xué)習(xí)可以很好地落實(shí)課標(biāo)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求。

現(xiàn)以一節(jié)題為“從污水溶氧量引發(fā)的探究”高三定量實(shí)驗(yàn)和性質(zhì)探究型綜合實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)課為例，談?wù)勅绾卧O(shè)計(jì)和組織高三化學(xué)實(shí)驗(yàn)專(zhuān)題復(fù)習(xí)課的微項(xiàng)目學(xué)習(xí)。

一、微項(xiàng)目學(xué)習(xí)主題的分析

（一）核心知識(shí)在實(shí)際教學(xué)中的價(jià)值

核心知識(shí)是在讓學(xué)生必須掌握、理解的知識(shí)中相對(duì)處于核心地位的知識(shí)，是貫穿教材編寫(xiě)或教學(xué)實(shí)施的主線(xiàn)，是聯(lián)系全部教學(xué)活動(dòng)的軸心骨，是教學(xué)活動(dòng)之魂的棲息地?；瘜W(xué)學(xué)科核心知識(shí)包含核心概念、科學(xué)方法、學(xué)科價(jià)值等?！皬奈鬯苎趿恳l(fā)的探究”微項(xiàng)目學(xué)習(xí)包含測(cè)定水中溶氧量、檢驗(yàn)高鐵酸鉀的性質(zhì)兩個(gè)項(xiàng)目，通過(guò)對(duì)課標(biāo)中的課程目標(biāo)與高中實(shí)驗(yàn)知識(shí)結(jié)構(gòu)的梳理，得出這部分教學(xué)內(nèi)容涉及的核心知識(shí)包含：結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、速率與平衡等學(xué)科概念，實(shí)驗(yàn)探究、證據(jù)推理、模型認(rèn)知、多重表征等科學(xué)方法，態(tài)度與責(zé)任等學(xué)科價(jià)值。測(cè)定水中溶氧量的項(xiàng)目中包含：陌生情境下氧化還原反應(yīng)離子方程式書(shū)寫(xiě)的多重表征、氧化還原滴定的實(shí)驗(yàn)探究、化學(xué)計(jì)算等模型運(yùn)用的學(xué)科方法；檢驗(yàn)高鐵酸鉀的性質(zhì)的項(xiàng)目中包含：從“價(jià)—類(lèi)”二維角度分析、預(yù)測(cè)物質(zhì)性質(zhì)和運(yùn)用平衡觀點(diǎn)分析反應(yīng)影響化學(xué)因素等核心概念，運(yùn)用控制變量、模型等科學(xué)方法進(jìn)行定性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象預(yù)測(cè)、實(shí)驗(yàn)誤差分析和定性實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒?gòu)，分析化學(xué)品在生產(chǎn)和使用中對(duì)社會(huì)和環(huán)境可能造成的影響的學(xué)科價(jià)值判斷。

在面對(duì)真實(shí)、復(fù)雜的情境時(shí)需要聚焦核心知識(shí)，運(yùn)用學(xué)科思維方法，開(kāi)展證據(jù)與推理、符號(hào)與表征等具有化學(xué)學(xué)科特質(zhì)的學(xué)習(xí)活動(dòng)，在微項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中促進(jìn)核心知識(shí)的深度理解，幫助學(xué)生從本質(zhì)上認(rèn)識(shí)、理解問(wèn)題，拓寬學(xué)生認(rèn)識(shí)、解決問(wèn)題的角度和思路，構(gòu)建定量分析和定性實(shí)驗(yàn)的認(rèn)知模型，有利于學(xué)生將所學(xué)知識(shí)遷移運(yùn)用到新的情境中，提高學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，同時(shí)實(shí)現(xiàn)復(fù)習(xí)課問(wèn)題解決思路化、知識(shí)結(jié)構(gòu)化的功能。

（二）教學(xué)內(nèi)容對(duì)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的價(jià)值

本課題所包含的核心素養(yǎng)發(fā)展內(nèi)容有：“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”。從學(xué)生的學(xué)科能力發(fā)展來(lái)看，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)室和生活中污水含氧量測(cè)定的學(xué)習(xí)，可鍛煉學(xué)生信息分析、整合、提取能力和基于證據(jù)的分析推理能力，發(fā)展學(xué)生證據(jù)推理意識(shí)，讓學(xué)生體會(huì)“愛(ài)護(hù)環(huán)境人人有責(zé)”的責(zé)任感和使命感，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任。通過(guò)對(duì)凈水劑高鐵酸鉀性質(zhì)檢驗(yàn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能從宏微結(jié)合的角度認(rèn)識(shí)化學(xué)變化，從變化觀和平衡觀預(yù)測(cè)和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，建立定性實(shí)驗(yàn)分析和定量實(shí)驗(yàn)問(wèn)題解決的思維方法、物質(zhì)性質(zhì)分析和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象預(yù)測(cè)的思維方法，發(fā)展了定量和定性實(shí)驗(yàn)的思維模型，最終在復(fù)雜環(huán)境的問(wèn)題解決過(guò)程中實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)變化觀、平衡觀、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)等學(xué)科素養(yǎng)的落實(shí)，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)探究意識(shí)與創(chuàng)新能力的提升。

基于此，選擇測(cè)定水中溶氧量和檢驗(yàn)高鐵酸鉀的性質(zhì)作為微項(xiàng)目學(xué)習(xí)任務(wù)，既能涵蓋核心知識(shí)，提升學(xué)生核心素養(yǎng)，也更貼近社會(huì)和生活，使學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容更感興趣；并且研究過(guò)程所需的時(shí)間也短，具有可操作性，研究?jī)?nèi)容真實(shí)且有意義。

二、微項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo)與評(píng)價(jià)目標(biāo)

（一）教學(xué)目標(biāo)

1.通過(guò)小組合作學(xué)習(xí)、交流討論匯報(bào)，形成基于證據(jù)的分析推理意識(shí)，建立定量實(shí)驗(yàn)的思維模型。

2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)操作探究高鐵酸鉀的化學(xué)性質(zhì)，形成基于“價(jià)—類(lèi)”二維角度預(yù)測(cè)和檢驗(yàn)物質(zhì)性質(zhì)的認(rèn)識(shí)模型，形成并發(fā)展變量控制的實(shí)驗(yàn)思想，建構(gòu)性質(zhì)探究型實(shí)驗(yàn)的思維模型。

3.通過(guò)對(duì)圖表、關(guān)系曲線(xiàn)和文字等資料信息的交流與討論，發(fā)展演繹推理、系統(tǒng)思維等思維能力。通過(guò)水中含氧量測(cè)定實(shí)驗(yàn)的交流、討論，形成綠色應(yīng)用意識(shí)，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。

（二）評(píng)價(jià)目標(biāo)

1.通過(guò)對(duì)水中含氧量測(cè)定資料的交流、匯報(bào)與點(diǎn)評(píng)，診斷和提升學(xué)生的能力水平：新情境下氧化還原反應(yīng)離子方程式的書(shū)寫(xiě)水平，在定量實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用多步反應(yīng)關(guān)系式計(jì)算的水平，用數(shù)據(jù)、圖表、符號(hào)描述實(shí)驗(yàn)證據(jù)并據(jù)此進(jìn)行分析推理形成結(jié)論的水平，定量實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)思路的結(jié)構(gòu)化水平。

2.通過(guò)高鐵酸鉀的化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和探究，診斷和提升學(xué)生的能力水平：物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究設(shè)計(jì)的水平，運(yùn)用控制變量的方法探究并確定反應(yīng)條件的水平，性質(zhì)探究型綜合實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)思路的結(jié)構(gòu)化水平。

3.通過(guò)對(duì)水中含氧量測(cè)定和高鐵酸鉀性質(zhì)與用途介紹資料中相關(guān)問(wèn)題的交流與點(diǎn)評(píng)，診斷與提升學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力水平以及對(duì)化學(xué)價(jià)值的認(rèn)識(shí)水平。

三、微項(xiàng)目任務(wù)、實(shí)施過(guò)程與任務(wù)成果

本項(xiàng)目分解為兩個(gè)任務(wù)——任務(wù)1“測(cè)定水中溶氧量”和任務(wù)2“檢驗(yàn)高鐵酸鉀的性質(zhì)”，用1～2 課時(shí)完成。貫穿兩條線(xiàn)索——顯性線(xiàn)索和隱性線(xiàn)索，顯性線(xiàn)索為任務(wù)1、任務(wù)2 的完成，隱性線(xiàn)索為定量實(shí)驗(yàn)、性質(zhì)探究型實(shí)驗(yàn)思維模型的形成。顯性線(xiàn)索以“任務(wù)、活動(dòng)、成果”貫穿于教學(xué)過(guò)程，形成課堂的外在推動(dòng)力，隱性線(xiàn)索以“情境、問(wèn)題、討論、評(píng)價(jià)”貫穿在教學(xué)中，構(gòu)成課堂的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力，共同推進(jìn)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)程和學(xué)生的發(fā)展。具體的實(shí)施過(guò)程與任務(wù)成果如下：

（一）測(cè)定水中溶氧量（任務(wù)1）

【評(píng)價(jià)任務(wù)1】診斷和提升學(xué)生的能力水平：新情境下氧化還原反應(yīng)離子方程式的書(shū)寫(xiě)水平，在定量實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用多步反應(yīng)關(guān)系式計(jì)算的水平，用數(shù)據(jù)、圖表、符號(hào)描述實(shí)驗(yàn)證據(jù)并據(jù)此進(jìn)行分析推理形成結(jié)論的水平，定量實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)思路的結(jié)構(gòu)化水平，對(duì)化學(xué)價(jià)值的認(rèn)識(shí)水平。

【提供情境】碳9 泄漏的海面清污工作基本完成，但是由于碳9 造成的水體缺氧卻引發(fā)了大量的水產(chǎn)品死亡。專(zhuān)家建議：要恢復(fù)生產(chǎn)，就要嚴(yán)格監(jiān)測(cè)水體中有機(jī)物質(zhì)量與水中溶氧量。

【提出驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題】什么是水中溶氧量？如何測(cè)定？

【布置任務(wù)】列出不同版本教材對(duì)水中溶氧量的介紹，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室里碘量法測(cè)定水中溶氧量的資料完成相關(guān)任務(wù)。

［資料閱讀一］水中溶氧量的指標(biāo)和規(guī)定。水體中通常含有溶解氧，但是當(dāng)大量耗氧有機(jī)物排入水體后，水中的溶解氧就會(huì)急劇減少；含N、P 的物質(zhì)在分解過(guò)程中大量消耗水中溶解的氧，并釋放出養(yǎng)分，從而使藻類(lèi)和其他浮游生物大量繁殖。

［資料閱讀二］（2017 年高考全國(guó)Ⅱ卷28 題改編）碘量法測(cè)定水中溶解氧的實(shí)驗(yàn)步驟及測(cè)定原理：①用溶解氧瓶采集水樣，取水樣時(shí)應(yīng)盡量避免擾動(dòng)水體表面，不要在瓶中留有氣泡；②在取樣現(xiàn)場(chǎng)，將吸管插入液面下，加入Mn(OH)堿性懸濁液（含有KI），反應(yīng)生成MnO(OH)，實(shí)現(xiàn)氧的固定；③將固氧后的水樣酸化，MnO(OH)被I還原為Mn，在暗處?kù)o置5 min；④用標(biāo)準(zhǔn)NaSO溶液滴定生成I（2SO+I=2I+SO）。

【學(xué)生】以小組為單位對(duì)填寫(xiě)的任務(wù)單展開(kāi)討論，之后進(jìn)行小組交流和匯報(bào)。

【教師設(shè)置問(wèn)題1】寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)過(guò)程中相關(guān)反應(yīng)的離子方程式。

學(xué)生板書(shū)，教師評(píng)價(jià)、總結(jié)準(zhǔn)確書(shū)寫(xiě)陌生情境下氧化還原反應(yīng)離子方程式的步驟。

【教師設(shè)置問(wèn)題2】應(yīng)采取哪些措施確保溶氧量測(cè)定的準(zhǔn)確性？

【學(xué)生】回答：用溶解氧瓶采集水樣、避免擾動(dòng)水體表面、不要在瓶中留有氣泡、將吸管插入液面下、在暗處?kù)o置5 min、滴定。

【教師追問(wèn)1】如何避免試劑本身的溶解氧？

【學(xué)生】回答：配制溶液的蒸餾水必須經(jīng)過(guò)煮沸、冷卻后才能使用。

【教師追問(wèn)2】為什么要在暗處?kù)o置5 min？

【學(xué)生】回答：避免碘因光照參與其他反應(yīng)而造成損失。

教師分析學(xué)生的回答并追問(wèn)，引導(dǎo)學(xué)生得出“定量實(shí)驗(yàn)需要準(zhǔn)確測(cè)量”的結(jié)論，使學(xué)生的定量實(shí)驗(yàn)思維外顯。

【結(jié)論2】采取“精”“準(zhǔn)”措施，確保溶氧量測(cè)定的準(zhǔn)確性。

【教師設(shè)置問(wèn)題3】取100.00 mL 水樣，經(jīng)固氧、酸化后，用a mol·LNaSO溶液滴定，以淀粉溶液作指示劑，若消耗NaSO溶液的體積為b mL，則水樣中溶解氧（DO）的含量為多少（mg·L）？

【小結(jié)】采用關(guān)系式法是進(jìn)行多步反應(yīng)計(jì)算的關(guān)鍵。

【教師設(shè)置問(wèn)題4】用碘量法測(cè)定的結(jié)果是否準(zhǔn)確？若水樣中含有大量懸浮物（不參與反應(yīng)，具有吸附性），會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果（偏大、偏小或無(wú)影響）？

【學(xué)生】回答：在實(shí)驗(yàn)室里用碘量法可以準(zhǔn)確測(cè)定水中溶氧量。若水樣中含有大量懸浮物，懸浮物會(huì)吸附水中的I，形成沉淀，從而導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏小。

【小結(jié)】測(cè)定結(jié)果受水樣中所含的微粒性質(zhì)影響而造成測(cè)定結(jié)果不準(zhǔn)確。在實(shí)際測(cè)定過(guò)程中，由于污水中溶有的物質(zhì)復(fù)雜，可能含有氧化性、還原性物質(zhì)，利用碘量法測(cè)定溶氧量就不準(zhǔn)確了（引導(dǎo)學(xué)生形成“在復(fù)雜環(huán)境下應(yīng)從物質(zhì)性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)操作、反應(yīng)環(huán)境等多角度綜合分析測(cè)量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性”的思維方法）。

［設(shè)計(jì)意圖］通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生閱讀資料，鍛煉學(xué)生接受、吸收、整合、處理化學(xué)信息的能力。通過(guò)水中溶氧量測(cè)定，學(xué)習(xí)陌生環(huán)境下化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)、實(shí)驗(yàn)操作的綜合分析、實(shí)驗(yàn)計(jì)算及實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)等核心知識(shí)，體會(huì)定量實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵——“精”“準(zhǔn)”。

【介紹實(shí)驗(yàn)室先進(jìn)快速測(cè)定方法】數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)、便攜式溶氧儀。

［設(shè)計(jì)意圖］通過(guò)介紹實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)生活中準(zhǔn)確、快速測(cè)定溶氧量的方法，讓學(xué)生體會(huì)化學(xué)的有趣和有用，提高學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)綠色化學(xué)思想和社會(huì)責(zé)任感。

【任務(wù)1 成果】①理解實(shí)驗(yàn)室測(cè)定水中溶氧量原理，了解實(shí)際生活中快速測(cè)定水中溶氧量的方法；②建立定量分析型綜合實(shí)驗(yàn)思維模型——“精”益求“準(zhǔn)”。

［設(shè)計(jì)意圖］通過(guò)對(duì)小組學(xué)習(xí)的過(guò)程性評(píng)價(jià)和成果性評(píng)價(jià)，建立定量實(shí)驗(yàn)思維模型。

（二）檢驗(yàn)高鐵酸鉀的性質(zhì)（任務(wù)2）

【評(píng)價(jià)任務(wù)2】診斷和提升學(xué)生的能力水平：物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)探究設(shè)計(jì)的水平，運(yùn)用控制變量方法探究并確定反應(yīng)條件的水平，性質(zhì)探究型綜合實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)思路的結(jié)構(gòu)化水平，分析和解決問(wèn)題的能力水平。

【情境討論】市民張先生承包了一片魚(yú)塘，經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)魚(yú)塘水中溶氧量偏低。如何提高水中溶氧量？（引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)反應(yīng)中氧化還原角度來(lái)思考）

【學(xué)生】回答：物理方法——持續(xù)通入O；或化學(xué)方法——加入KMnO、HO、HClO、Cl、

HNO。

【教師】介紹市面上售賣(mài)比較“火”的某種池塘凈水劑的主要成分為高鐵酸鉀，它可以一次性解決消毒、殺菌、增氧、活水、除臭、凈水等問(wèn)題，它為什么會(huì)這么“神奇”？

【布置任務(wù)】閱讀魯科版《化學(xué)與生活》第13 頁(yè)：高鐵酸鉀的用途和高鐵酸鉀的性質(zhì)。

［資料閱讀三］一種性能優(yōu)良的凈水劑——高鐵酸鹽。高鐵酸鹽（NaFeO或KFeO）中的鐵元素是+6 價(jià)，具有很強(qiáng)的氧化性，能非常有效地殺滅水中的細(xì)菌和病毒，自身被還原成氫氧化鐵。高鐵酸鹽還是一種性能優(yōu)良的無(wú)機(jī)絮凝劑，能高效地除去水中的微細(xì)懸浮物。由于它同時(shí)具有強(qiáng)的氧化作用和絮凝作用，其消毒和凈化效果優(yōu)于含氯消毒劑。更為重要的是，在它對(duì)水消毒和凈化的整個(gè)過(guò)程中，不會(huì)引入對(duì)人體有害的有機(jī)氯等物質(zhì)。高鐵酸鹽除了用于飲用水消毒、凈化外，還用于污水處理。

［資料閱讀四］（2018 年高考北京卷11 題改編）高鐵酸鉀的性質(zhì)：①紫色固體，無(wú)臭無(wú)味。易溶于水，微溶于濃KOH 溶液。②在0 ℃～5 ℃的強(qiáng)堿性溶液中比較穩(wěn)定，在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O。③具有很強(qiáng)的氧化性。資料表明，強(qiáng)酸性溶液中的氧化性FeO＞MnO。

【學(xué)生】以小組為單位對(duì)填寫(xiě)的任務(wù)單展開(kāi)討論，之后進(jìn)行小組匯報(bào)和交流。

【教師設(shè)置問(wèn)題1】如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究高鐵酸鉀在不同環(huán)境中的穩(wěn)定性？

【學(xué)生】觀點(diǎn)：根據(jù)資料信息，分別把高鐵酸鉀加入酸、堿和水中。

【布置任務(wù)】設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、說(shuō)明思路（對(duì)照實(shí)驗(yàn)思想）、預(yù)測(cè)現(xiàn)象、觀察現(xiàn)象、分析產(chǎn)物，最后用離子方程式表達(dá)。

【學(xué)生活動(dòng)】在預(yù)測(cè)現(xiàn)象后，觀看用手機(jī)微距拍攝的實(shí)驗(yàn)視頻，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，推測(cè)產(chǎn)物，分析產(chǎn)生不同現(xiàn)象的原因。

【學(xué)生】觀點(diǎn)：在高鐵酸鉀遇水時(shí)，觀察到的現(xiàn)象是有氣泡產(chǎn)生，預(yù)測(cè)氣體為O，用燃著的木條檢驗(yàn)氣體是否為氧氣。

【教師追問(wèn)1】如何檢驗(yàn)高鐵酸鉀加入水中反應(yīng)后的含鐵產(chǎn)物是什么？

【學(xué)生】觀點(diǎn)：根據(jù)得到的透明紅褐色液體猜測(cè)產(chǎn)物為氫氧化鐵膠體?？捎靡皇梢?jiàn)光來(lái)檢驗(yàn)產(chǎn)物是否為氫氧化鐵膠體。由“產(chǎn)生膠體”判斷高鐵酸鉀與水的反應(yīng)為可逆反應(yīng)。

【教師追問(wèn)2】為什么高鐵酸鉀不與堿反應(yīng)？

【學(xué)生】觀點(diǎn)：從平衡的角度來(lái)解釋?zhuān)哞F酸鉀與水反應(yīng)為可逆反應(yīng)，增大OH離子濃度，平衡左移。

【結(jié)論1】運(yùn)用對(duì)照實(shí)驗(yàn)法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證高鐵酸鉀在水、酸溶液、堿溶液中的不穩(wěn)定性。

【教師設(shè)置問(wèn)題2】為探究高鐵酸鉀的某種性質(zhì)進(jìn)行了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，所得圖像如圖1、圖2所示。通過(guò)分析不同pH、不同溫度條件下，高鐵酸鉀溶液中的高鐵酸根離子在不同時(shí)間的濃度圖像，你能得出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的與結(jié)論是什么？

圖1 不同pH條件下高鐵酸根離子的濃度

圖2 不同溫度下高鐵酸根離子的濃度

【學(xué)生】觀點(diǎn)：目的是為了探究高鐵酸鉀在相同溫度不同pH 溶液中和相同pH 不同溫度溶液中的穩(wěn)定性；結(jié)論是在溶液中pH 越小、溶液溫度越高則高鐵酸鉀越不穩(wěn)定。

【教師歸納、引導(dǎo)】運(yùn)用控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

［設(shè)計(jì)意圖］通過(guò)對(duì)高鐵酸鉀不穩(wěn)定性的驗(yàn)證，使學(xué)生認(rèn)識(shí)高鐵酸鉀在水、堿溶液、酸溶液中的不穩(wěn)定，并對(duì)高鐵酸鉀不穩(wěn)定性的認(rèn)識(shí)從定量上升到定性。

【教師設(shè)置問(wèn)題3】如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究高鐵酸鉀的氧化性？

【學(xué)生】觀點(diǎn)：用還原性物質(zhì)，如淀粉KI、碳（共熱）、SO、NaS、HO等。

【教師分析、引導(dǎo)】利用氧化還原理論，用含低價(jià)元素的還原性物質(zhì)與高鐵酸鉀反應(yīng)（見(jiàn)表1），并用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證反應(yīng)的發(fā)生和得到的產(chǎn)物（此方法證明可用高鐵酸鉀凈化含硫廢水）。

表1 探究高鐵酸鉀氧化性實(shí)驗(yàn)

【學(xué)生活動(dòng)】觀看高鐵酸鉀分別與NaS、KI、HO反應(yīng)的手機(jī)微距拍攝視頻，觀察現(xiàn)象。通過(guò)明顯現(xiàn)象判斷高鐵酸鉀具有氧化性，書(shū)寫(xiě)反應(yīng)的離子方程式。

【教師追問(wèn)】如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明強(qiáng)酸溶液中的氧化性FeO＞MnO？

【師生共同分析】根據(jù)氧化還原反應(yīng)理論中關(guān)于“氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性”的論述，利用高鐵酸鉀與含Mn、MnO的物質(zhì)反應(yīng)來(lái)驗(yàn)證氧化性強(qiáng)弱，建立以強(qiáng)制弱的思想。

［設(shè)計(jì)意圖］通過(guò)高鐵酸鉀強(qiáng)氧化性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)建構(gòu)控制變量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思維模型。

【教師設(shè)置問(wèn)題4】為研究pH 對(duì)高鐵酸鉀去除雜質(zhì)效果的影響進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，所得圖像如圖3 所示。高鐵酸鉀去除Mn的最佳pH 是多少？為什么pH 過(guò)高或者過(guò)低都會(huì)影響效果？

圖3 pH對(duì)高鐵酸鉀去除Mn2+效果的影響

【學(xué)生】觀點(diǎn)：高鐵酸鉀去除Mn的最佳pH是9。pH 過(guò)低，高鐵酸鉀不穩(wěn)定，氧化性不能完全發(fā)揮，去除Mn效果不佳。

【教師引導(dǎo)】鑒于學(xué)生對(duì)pH 過(guò)高時(shí)高鐵酸鉀去除Mn效果不好的分析有不同意見(jiàn)，引導(dǎo)學(xué)生從反應(yīng)前后溶液中微粒種類(lèi)的變化去思考問(wèn)題。

【學(xué)生】觀點(diǎn)：當(dāng)溶液中的氫氧根離子濃度過(guò)高時(shí)，氫氧根離子與高鐵酸根離子反應(yīng)生成的Fe直接生成沉淀，使殘留的Mn偏高，去除Mn的效果就不好。

【教師引導(dǎo)】在實(shí)際反應(yīng)過(guò)程中，應(yīng)綜合考量物質(zhì)的性質(zhì)，動(dòng)態(tài)地分析化學(xué)變化。

【任務(wù)2成果】①高鐵酸鉀的性質(zhì)檢驗(yàn)：不穩(wěn)定性和強(qiáng)氧化性；②建立性質(zhì)探究型綜合實(shí)驗(yàn)思維模型——“簡(jiǎn)”單“明”確；③設(shè)計(jì)定性實(shí)驗(yàn)的方法：控制變量法；④復(fù)雜環(huán)境：綜合考量。

［設(shè)計(jì)意圖］鍛煉學(xué)生熟練運(yùn)用氧化還原理論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并書(shū)寫(xiě)氧化還原反應(yīng)的離子方程式。通過(guò)高鐵酸鉀不穩(wěn)定性以及強(qiáng)氧化性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，讓學(xué)生體會(huì)基于“價(jià)—類(lèi)”二維角度預(yù)測(cè)物質(zhì)性質(zhì)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的探究過(guò)程，并體會(huì)性質(zhì)探究型綜合實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵點(diǎn)——“簡(jiǎn)”“明”。

四、微項(xiàng)目學(xué)習(xí)教學(xué)反思

（一）創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，促進(jìn)學(xué)生思維方法的掌握和思維模型的建立

學(xué)生在此微項(xiàng)目學(xué)習(xí)中，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定水中溶氧量、檢驗(yàn)高鐵酸鉀的性質(zhì)等問(wèn)題的探究，運(yùn)用對(duì)照實(shí)驗(yàn)、控制變量、以強(qiáng)制弱、綜合考量的手段設(shè)計(jì)和分析實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)在定性實(shí)驗(yàn)中從“控制單一變量思維方法”到“復(fù)雜環(huán)境綜合考量實(shí)驗(yàn)思維方法”的轉(zhuǎn)變，體驗(yàn)“基于‘價(jià)—類(lèi)’二維角度設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)→觀察現(xiàn)象→證據(jù)推理→得出結(jié)論”的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，建立定量實(shí)驗(yàn)、定性實(shí)驗(yàn)思維模型。同時(shí)，在學(xué)習(xí)中主動(dòng)傾聽(tīng)他人的想法和意見(jiàn)，匯報(bào)學(xué)習(xí)成果，在“真”體驗(yàn)的過(guò)程中，獲取知識(shí)，提升學(xué)科思維，感受學(xué)科魅力。

（二）根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平和課標(biāo)確定微項(xiàng)目學(xué)習(xí)的主題

微項(xiàng)目學(xué)習(xí)教學(xué)內(nèi)容的確定是一節(jié)課成功的關(guān)鍵，要根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平和課標(biāo)選擇教學(xué)內(nèi)容。首先，教學(xué)內(nèi)容必須與課標(biāo)相對(duì)應(yīng)，課標(biāo)中規(guī)定的學(xué)習(xí)內(nèi)容不僅是學(xué)科核心素養(yǎng)形成的載體，而且參照課標(biāo)要求可以幫助教師更好地把握教學(xué)的深廣度，以確保微項(xiàng)目教學(xué)是符合課程要求的教學(xué)課，而不是一節(jié)開(kāi)闊眼界的興趣課。本節(jié)課包含化學(xué)實(shí)驗(yàn)的必備知識(shí)以及實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)思想，緊扣課標(biāo)中對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰徒鉀Q綜合實(shí)驗(yàn)問(wèn)題能力的要求。其次，主題的選擇要符合學(xué)生的認(rèn)知水平和興趣，根據(jù)學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)和將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，并結(jié)合生活實(shí)際確定研究主題；根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生知識(shí)基礎(chǔ)分解項(xiàng)目，構(gòu)建問(wèn)題框架。同時(shí)，學(xué)生已有的互聯(lián)網(wǎng)知識(shí)和信息技術(shù)運(yùn)用基礎(chǔ)也是微項(xiàng)目學(xué)習(xí)順利開(kāi)展的條件之一。學(xué)生嫻熟地運(yùn)用快速、簡(jiǎn)便的搜索方法和篩選、解讀文獻(xiàn)的方法，可以獲取更多信息，豐富解決問(wèn)題的途徑，使微項(xiàng)目學(xué)習(xí)順利開(kāi)展。

（三）注重“教、學(xué)、評(píng)”一體化，確保教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成

在微項(xiàng)目學(xué)習(xí)過(guò)程中，要緊緊圍繞發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)這一主旨來(lái)設(shè)置教學(xué)目標(biāo)與評(píng)價(jià)目標(biāo)、教學(xué)任務(wù)與評(píng)價(jià)任務(wù)。根據(jù)學(xué)生在小組討論、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)探究等活動(dòng)中的表現(xiàn)，運(yùn)用提問(wèn)、追問(wèn)、點(diǎn)評(píng)等方式，準(zhǔn)確把握學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)質(zhì)量和化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展水平，充分發(fā)揮化學(xué)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的診斷與發(fā)展功能，落實(shí)“教、學(xué)、評(píng)”的一致性和一體化，確保教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。