微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)在高三化學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中的實(shí)踐
——以“探尋補(bǔ)血?jiǎng)┲械蔫F元素”為例

文/陳麗雙

引 言

化學(xué)是一門實(shí)用的基礎(chǔ)學(xué)科，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是傳遞知識(shí)，培養(yǎng)能力，使學(xué)生形成正確價(jià)值觀的重要載體，是化學(xué)教學(xué)中的一種非常重要的教學(xué)手段。學(xué)生通過自己動(dòng)手操作，可以更好地培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、觀察能力、思維能力和探究能力，形成科學(xué)態(tài)度。高三是發(fā)展學(xué)科能力最重要的階段，學(xué)生已經(jīng)完成了中學(xué)各個(gè)模塊的學(xué)習(xí)，掌握了較系統(tǒng)的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。此時(shí)，教師應(yīng)大膽放手，讓學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)去認(rèn)識(shí)和分析現(xiàn)實(shí)問題，這樣不僅有利于提高學(xué)生復(fù)習(xí)效率，促進(jìn)學(xué)生思維能力與探究能力的發(fā)展，還能夠彰顯高中化學(xué)課程的育人價(jià)值[1]。

新的教育改革的一大亮點(diǎn)，就是“把育人為本作為教育工作的根本要求”?！八仞B(yǎng)為本”的高考倡導(dǎo)真實(shí)問題情景的創(chuàng)設(shè)，意在通過設(shè)置有價(jià)值的情景問題，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)思考，讓學(xué)生在原有認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上產(chǎn)生認(rèn)知沖突，進(jìn)而產(chǎn)生學(xué)習(xí)新知識(shí)的動(dòng)力，使原有認(rèn)識(shí)得到升華，產(chǎn)生新認(rèn)識(shí)[2]。微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)就是一種很好的嘗試。本文以“探尋補(bǔ)血?jiǎng)┲械蔫F元素”為例，探討微項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)策略。

一、微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)概述

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是一種動(dòng)態(tài)的學(xué)習(xí)模式。該模式是指以小組為單位，通過學(xué)生主動(dòng)探索現(xiàn)實(shí)世界中的問題，讓學(xué)習(xí)與生活融通，讓學(xué)校與社會(huì)打通，從而提高學(xué)習(xí)的真實(shí)性。為了達(dá)成這一目的，學(xué)生需要完成一個(gè)現(xiàn)實(shí)的任務(wù)，系統(tǒng)化應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，在完成任務(wù)的過程中培養(yǎng)自主創(chuàng)新、實(shí)踐操作、團(tuán)隊(duì)合作、分析反思等綜合素養(yǎng)。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)“在做中學(xué)”，將項(xiàng)目微型化就意味著將微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)應(yīng)用到高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)教學(xué)中。教師通過創(chuàng)設(shè)新的情景，圍繞問題來組織教學(xué)，讓學(xué)生時(shí)刻面臨新的挑戰(zhàn)，增加了學(xué)習(xí)過程與現(xiàn)實(shí)世界的聯(lián)系，給學(xué)生提供了創(chuàng)新的空間，能夠達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的目的[3]。

二、微項(xiàng)目式教學(xué)規(guī)劃

（一）教學(xué)目標(biāo)的確定

本案例根據(jù)“2017年全國(guó)高考化學(xué)學(xué)科考試大綱”對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)部分的考試要求提出了相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)，具體如下：（1）在認(rèn)識(shí)補(bǔ)血?jiǎng)┑倪^程中，了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究過程的一種重要方法；（2）通過定性檢驗(yàn)補(bǔ)血?jiǎng)┲械蔫F元素，復(fù)習(xí)中學(xué)化學(xué)常見離子的檢驗(yàn)方法，并能設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案；（3）通過定量檢測(cè)補(bǔ)血?jiǎng)┲械蔫F元素的含量，分析或處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出合理結(jié)論的研究思路。

（二）微項(xiàng)目式教學(xué)設(shè)計(jì)思路

基于學(xué)生的學(xué)習(xí)認(rèn)知發(fā)展和能力發(fā)展水平及知識(shí)的邏輯順序，本案例以“探尋補(bǔ)血?jiǎng)┲械蔫F元素”的真實(shí)情景來統(tǒng)攝學(xué)習(xí)過程，通過實(shí)驗(yàn)及探究活動(dòng)習(xí)得Fe3+的檢驗(yàn)方法，運(yùn)用化學(xué)用語（如化學(xué)方程式、離子方程式等）正確表示Fe3+與Fe2+之間的相互轉(zhuǎn)化，從反應(yīng)物和生成物的類別及元素化合價(jià)的角度，依據(jù)氧化還原反應(yīng)原理，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，讓學(xué)生在獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的一系列過程中，最終完成實(shí)驗(yàn)。整個(gè)過程既能使學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)印象更加深刻，又能讓學(xué)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(jīng)常涉及，通過高錳酸鉀測(cè)定補(bǔ)血?jiǎng)┲械膩嗚F離子的含量，等同于將試題搬到化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究室，有助于建構(gòu)定量測(cè)定物質(zhì)含量，分析或處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出合理結(jié)論的研究思路，體現(xiàn)基于“素養(yǎng)為本”的教學(xué)設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)復(fù)習(xí)課程的教學(xué)目標(biāo)。

三、微項(xiàng)目實(shí)施過程

本項(xiàng)目共分為三個(gè)環(huán)節(jié)：環(huán)節(jié)一，初識(shí)補(bǔ)血?jiǎng)?；環(huán)節(jié)二，定性認(rèn)識(shí)補(bǔ)血?jiǎng)┲械蔫F；環(huán)節(jié)三，定量認(rèn)識(shí)補(bǔ)血?jiǎng)┲械蔫F。具體實(shí)施過程實(shí)錄如下。

環(huán)節(jié)一：初識(shí)補(bǔ)血?jiǎng)?/p>

問題引入：小明同學(xué)最近經(jīng)常頭暈、耳鳴，面色蒼白，注意力不集中，經(jīng)檢查為缺鐵性貧血，醫(yī)生建議補(bǔ)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(shí)物展示市售的補(bǔ)血?jiǎng)蛩醽嗚F片，引導(dǎo)學(xué)生閱讀硫酸亞鐵片的使用說明書，引出項(xiàng)目：本堂課，你想知道有關(guān)補(bǔ)血?jiǎng)┲械哪男﹩栴}？梳理：學(xué)生想知道的問題各種各樣，如補(bǔ)血?jiǎng)┲惺欠窈衼嗚F離子？補(bǔ)血?jiǎng)┻^量服用會(huì)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(bǔ)血?jiǎng)┲械蔫F元素含量是否合格？?jī)r(jià)格怎么樣？……師生共同探尋有探究意義和價(jià)值的項(xiàng)目。

設(shè)計(jì)意圖：利用現(xiàn)實(shí)生活中的補(bǔ)血?jiǎng)?，?chuàng)設(shè)真實(shí)且有意義的情景，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)可以服務(wù)于生活，服務(wù)于其他學(xué)科，服務(wù)于人類自身，并啟發(fā)學(xué)生提出感興趣的問題，師生共同歸納出有梯度、漸進(jìn)的問題，以便學(xué)生進(jìn)一步探究。

在環(huán)節(jié)一中，補(bǔ)血?jiǎng)┦菍W(xué)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(xué)成分。教師可通過藥品使用說明書，把這一話題導(dǎo)向“鐵及其化合物的相互轉(zhuǎn)化”的復(fù)習(xí)中。如何理解補(bǔ)血?jiǎng)┡c維生素C同時(shí)服用更有利于吸收？這也是學(xué)生極為感興趣的問題，能激發(fā)學(xué)生的求知欲望。

環(huán)節(jié)二：定性認(rèn)識(shí)補(bǔ)血?jiǎng)?/p>

情景：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)定性認(rèn)識(shí)硫酸亞鐵片中的亞鐵 離子。

學(xué)生活動(dòng)：仔細(xì)觀察塑料密封袋中的硫酸亞鐵藥片和白色藥片（已經(jīng)用鹽酸浸泡處理過），猜測(cè)紅色藥片的成分并研碎白色藥片，觀察內(nèi)部顏色。

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

學(xué)生活動(dòng)：討論：紅色物質(zhì)氧化鐵與胃液中的胃酸（稀鹽酸）反應(yīng)。

情景：展示課前準(zhǔn)備的藥片“紅外套”的鹽酸浸泡液

布置任務(wù)：任務(wù)2：觀察并思考，如何通過觀察和實(shí)驗(yàn)判斷浸泡液中存在Fe3+？

學(xué)生活動(dòng)：觀察氯化鐵溶液為黃色并做好記錄。

將學(xué)生分成若干組，進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)探究，取少量的浸泡液，試驗(yàn)一分別滴加氨水和氫氧化鉀溶液，試驗(yàn)二分別加入少許的硫氰化鉀溶液，發(fā)現(xiàn)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?yōu)檠t色。

布置任務(wù)：任務(wù)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(jié)果會(huì)如何呢？

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生通過分組實(shí)驗(yàn)，對(duì)比分析，可知觀察溶液顏色有時(shí)不可靠，黃色溶液還可能是溴水或碘水等。當(dāng)鐵離子的濃度很小時(shí)，與氫氧化鈉等堿反應(yīng)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(yīng)很靈敏，一般采用顯色法檢驗(yàn)鐵離子的存在。

布置任務(wù)：任務(wù)4：如何檢驗(yàn)白色藥片中含有亞鐵離子？

學(xué)生活動(dòng)：粉碎藥品，并加入稀硫酸溶液靜置。小組交流討論，匯總?cè)缦聨讉€(gè)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

教師概括：教師從氧化還原反應(yīng)的角度引導(dǎo)學(xué)生分析設(shè)計(jì)方案的可行性，思考亞鐵離子向鐵離子轉(zhuǎn)化的方法，引導(dǎo)學(xué)生從反應(yīng)物和生成物種類的視角轉(zhuǎn)化為從不同化合價(jià)的視角認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)。

學(xué)生活動(dòng)：分成若干小組，進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，上講臺(tái)匯報(bào)成果。

布置任務(wù)：任務(wù)5：在實(shí)驗(yàn)室配制和保存硫酸亞鐵溶液時(shí)，為什么要加入少許鐵粉？補(bǔ)血?jiǎng)槭裁匆途S生素C同時(shí)服用？

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生應(yīng)用剛才所學(xué)的知識(shí)，交流研討， 得出鐵離子轉(zhuǎn)化為亞鐵離子的方案設(shè)計(jì)：Fe3+→Fe2+（所需試劑有I-、Cu、Fe、VC等）

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生在真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情境中，在一個(gè)個(gè)問題任務(wù)的引導(dǎo)下，學(xué)習(xí)積極性被調(diào)動(dòng)，自主參與實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。在微項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中，無論是化學(xué)試劑的取舍，還是判斷反應(yīng)能否發(fā)生， 以及如何控制反應(yīng)條件等，都蘊(yùn)含著“變化觀念與平衡思想”。學(xué)生通過實(shí)際動(dòng)手操作，能夠建構(gòu)常見物質(zhì)的檢驗(yàn)方法模型，即“選取合適的化學(xué)藥品→排除可能出現(xiàn)干擾情況→確定檢驗(yàn)的先后順序→注意用量”，進(jìn)而培養(yǎng)證據(jù)推理和模型認(rèn)知的核心素養(yǎng)。

環(huán)節(jié)二中，巧用“價(jià)—類二維圖”為理論指導(dǎo)，通過含鐵化合物轉(zhuǎn)化的預(yù)測(cè)分析，使學(xué)生理解和掌握Fe3+和Fe2+的檢驗(yàn)及相互轉(zhuǎn)化，彰顯了化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能與價(jià)值，發(fā)展了學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

環(huán)節(jié)三：定量認(rèn)識(shí)補(bǔ)血?jiǎng)?/p>

布置任務(wù)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行硫酸亞鐵片中亞鐵離子的含量測(cè)定

學(xué)生活動(dòng)：可通過加入足量的氯化鋇溶液，測(cè)定生成沉淀硫酸鋇的質(zhì)量，利用硫酸亞鐵中亞鐵離子與硫酸根離子的物質(zhì)的量之比為1:1，來測(cè)定亞鐵離子的含量；也可以加入足量的碳酸氫鈉溶液，測(cè)定生成沉淀碳酸亞鐵的質(zhì)量（或加入足量的硫化鈉溶液，測(cè)定生成沉淀硫化亞鐵的質(zhì)量）來測(cè)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(yīng)，進(jìn)而測(cè)定亞鐵離子的含量。

小結(jié)：師生一起探討實(shí)驗(yàn)方案，并總結(jié)常見的定量測(cè)定的方法有氣體法、重量法和滴定法，最后一致認(rèn)為用滴定法來探究實(shí)驗(yàn)，測(cè)定亞鐵離子的含量。小組合力，設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)操作步驟，并根據(jù)自己的設(shè)計(jì)進(jìn)行操作，教師巡視并糾正學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中的不規(guī)范操作。

環(huán)節(jié)三使研究從定性角度提升到定量角度，通過梳理定量測(cè)定物質(zhì)含量，分析或處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出合理結(jié)論的研究思路，建構(gòu)解決定量測(cè)定化學(xué)問題的思維框架。

四、微項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)的教學(xué)反思與提升

新課程改革要求教師創(chuàng)設(shè)真實(shí)問題情境，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變，充分認(rèn)識(shí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的獨(dú)特價(jià)值，精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究方案，幫助學(xué)生理解和掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)和技能，并使學(xué)生能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，解決設(shè)計(jì)過程中可能出現(xiàn)的種種問題，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀。本項(xiàng)目以“探尋補(bǔ)血?jiǎng)┲械蔫F元素”的真實(shí)情境來統(tǒng)攝實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)，通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問題情境，引導(dǎo)學(xué)生從物質(zhì)類別和元素價(jià)態(tài)的角度，依據(jù)復(fù)分解反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)原理和物質(zhì)的性質(zhì)與變化，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，旨在提高學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法定性檢測(cè)或定量分析的能力。在項(xiàng)目任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情被激發(fā)出來，充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，在復(fù)習(xí)舊知識(shí)的同時(shí)探求新知識(shí)。由此可見，微項(xiàng)目式復(fù)習(xí)能夠有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的內(nèi)驅(qū)力，讓學(xué)生感覺到學(xué)習(xí)化學(xué)“有趣”和“有用”。

結(jié) 語

在高三實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)的微項(xiàng)目教學(xué)中，學(xué)生能主動(dòng)參與探究活動(dòng)，理論知識(shí)與實(shí)踐應(yīng)用得到有效的整合，學(xué)科能力和科學(xué)素養(yǎng)均得到提升。教師的教學(xué)方式也要發(fā)生變化，不能只是簡(jiǎn)單知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的疊加，要轉(zhuǎn)換為以發(fā)展認(rèn)識(shí)為本，凝練核心知識(shí)，建構(gòu)解決一般問題的模型，豐富學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)的角度。這樣的轉(zhuǎn)變能使學(xué)生“學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)”“學(xué)會(huì)求知”，讓學(xué)生在真實(shí)的情境中學(xué)到有用的化學(xué)知識(shí)和技能。