“鐵紅的前世今生”的項(xiàng)目式教學(xué)實(shí)踐

范佳慧

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)基于情境，圍繞真實(shí)問題的解決，進(jìn)行目標(biāo)統(tǒng)整和內(nèi)容統(tǒng)合，關(guān)聯(lián)并重構(gòu)知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生在經(jīng)歷完整問題解決的過(guò)程中建構(gòu)大概念，建構(gòu)學(xué)科和跨學(xué)科思想方法及認(rèn)識(shí)方式。該文選擇與課程內(nèi)容有關(guān)的情境素材，以探討“鐵紅的前世今生”為生活線，以第5章“金屬的冶煉與利用”、第7章“廣泛應(yīng)用的酸、堿、鹽”的內(nèi)容為化學(xué)知識(shí)線，雙線并舉，構(gòu)成一堂有趣有料有溫度的化學(xué)項(xiàng)目式復(fù)習(xí)課。

一、教學(xué)主題內(nèi)容及教學(xué)現(xiàn)狀分析

該復(fù)習(xí)課屬于新課標(biāo)一級(jí)主題“物質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用”，所包含的二級(jí)主題為：金屬與金屬礦物、常見的酸堿鹽。

鐵是生產(chǎn)生活中應(yīng)用最廣泛的金屬，教材通過(guò)生活實(shí)例、實(shí)驗(yàn)探究等方式介紹了鐵的物理、化學(xué)性質(zhì)，并在第7章“應(yīng)用廣泛的酸堿鹽”中涉及到氫氧化鐵、氧化鐵、三價(jià)鐵鹽、二價(jià)鐵鹽的相關(guān)轉(zhuǎn)化。作為初中化學(xué)金屬元素的代表，通過(guò)鐵的學(xué)習(xí)，學(xué)生能掌握元素化合物學(xué)習(xí)的一般方法，對(duì)金屬特性和通性有更系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，掌握了含鐵物質(zhì)的相關(guān)轉(zhuǎn)化，同時(shí)該部分內(nèi)容與高中化學(xué)鐵及其化合物等知識(shí)有著緊密聯(lián)系，在初高中的銜接上起到重要作用。

二、教學(xué)思想與創(chuàng)新點(diǎn)

在復(fù)習(xí)課中，學(xué)生對(duì)知識(shí)的新鮮感下降，如果只是簡(jiǎn)單地進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)重現(xiàn)很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，也不利于學(xué)生能力的進(jìn)一步提升，采用項(xiàng)目式教學(xué)讓學(xué)生成為項(xiàng)目探究的主體，極大地提高了學(xué)生在復(fù)習(xí)課中的參與度和積極性。依據(jù)項(xiàng)目式教學(xué)中項(xiàng)目主題選取需具備承載學(xué)科思想方法、發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)、具有可操作性等特征，“含鐵物質(zhì)的轉(zhuǎn)化及應(yīng)用”復(fù)習(xí)課選取了生活中常見的紅色顏料——鐵紅，分為3個(gè)項(xiàng)目：搜集鐵紅在歷史上的存在、了解本地企業(yè)沙鋼工業(yè)制鐵紅及自制鐵紅，使復(fù)習(xí)課起到回顧與整理、建構(gòu)與生長(zhǎng)的作用。

三、教學(xué)目標(biāo)

1.了解鐵紅在歷史的演變中扮演的重要角色。

2.通過(guò)鐵紅工藝流程的介紹和了解，辯證地認(rèn)識(shí)工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，并通過(guò)每一步中含鐵物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，形成含鐵物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化的思維導(dǎo)圖，結(jié)合酸堿鹽的知識(shí)，對(duì)整個(gè)初中階段化學(xué)學(xué)科的物質(zhì)轉(zhuǎn)化有更深地理解。

3.介紹本地企業(yè)沙鋼制備鐵紅的方法，培養(yǎng)對(duì)地方的認(rèn)同感及歸屬感。

4.通過(guò)自制鐵紅的實(shí)驗(yàn)，提高動(dòng)手能力，面對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問題，會(huì)去分析問題、解決問題，發(fā)展實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)成功的喜悅，初步形成科學(xué)探究、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。

四、教學(xué)流程（見表1）

五、教學(xué)實(shí)錄

1.搜集鐵紅在歷史上的存在

[情境]丹霞地貌以其色彩絢麗、造型奇特而聞名天下。在小學(xué)科學(xué)及地理教科書上我們已經(jīng)領(lǐng)略過(guò)關(guān)于火燒云般的紅色山峰，而這個(gè)紅就來(lái)源于氧化鐵，這些氧化鐵是含鐵礦物長(zhǎng)期暴露在大氣中風(fēng)化積累下來(lái)的。

[教師設(shè)問]勤勞智慧的中國(guó)古代勞動(dòng)人民用這些氧化鐵制成天然的紅色顏料，即鐵紅，應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。來(lái)說(shuō)說(shuō)看你搜集到的關(guān)于鐵紅應(yīng)用的資料。

[學(xué)生回答]各抒己見。

[教師總結(jié)]宋代王希孟的《千里江山圖》和敦煌壁畫張騫出使西域畫中，使用的紅色顏料都是鐵紅。

[教師引導(dǎo)]如今氧化鐵仍被作為紅色顏料廣泛應(yīng)用，清同學(xué)們思考，如今的鐵紅仍是人工開采的天然原材料嗎？

[學(xué)生回答]總結(jié)：古人使用人工開采天然氧化鐵，其采集方法存在難度高、效率低、制得的鐵紅純度較低等等缺點(diǎn)，隨著技術(shù)的迭代更新，以上方法已被淘汰。

2.工業(yè)制鐵紅

[教師引導(dǎo)]那么如今工業(yè)上如何制備鐵紅呢？以什么為原料？本地的世界500強(qiáng)鋼鐵企業(yè)沙鋼每年也會(huì)生產(chǎn)很多鐵紅，請(qǐng)大家觀看視頻，從視頻中找到制取鐵紅的原料，并嘗試寫出工藝流程。

[學(xué)生]觀看沙鋼制鐵紅的視頻，并小組討論得出沙鋼制取鐵紅的原料和整個(gè)工藝流程。

[教師總結(jié)]鋼鐵企業(yè)以廢鐵屑為原料，在廢鐵屑中加入廢酸，形成氯化鐵和氯化亞鐵的混合溶液，并在800-850℃的高溫爐內(nèi)，與氧氣、水共同作用形成鐵紅和氯化氫氣體。

[教師設(shè)問]沙鋼的制法中，除了將廢鐵屑、廢酸變廢為寶外，還有什么其他優(yōu)點(diǎn)嗎？

[學(xué)生回答]還有流程簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，原料便宜，利于獲得，不會(huì)產(chǎn)生溫室氣體，循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)。

[教師總結(jié)]沙鋼在制鐵紅方面確實(shí)有獨(dú)到之處。除了制鐵紅，沙鋼的鋼鐵還廣泛應(yīng)用于橋梁、建筑、汽車等基礎(chǔ)民生領(lǐng)域，為張家港人民，為全國(guó)人民謀福利，為建設(shè)鋼鐵強(qiáng)國(guó)做出了巨大的貢獻(xiàn)。

3.自制鐵紅

[教師引導(dǎo)]沙鋼制得鐵紅需要高溫爐，顯然我們初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)室是達(dá)不到這個(gè)條件的，根據(jù)學(xué)案上提供的原料：氯化鐵溶液，氫氧化鈉溶液。根據(jù)資料：氫氧化鐵受熱易失水。小組討論總結(jié)設(shè)計(jì)你們的實(shí)驗(yàn)方案。

[學(xué)生]小組討論得到實(shí)驗(yàn)方案：將氯化鐵溶液和氫氧化鈉溶液混合后出現(xiàn)紅褐色沉淀，過(guò)濾出的紅褐色沉淀失水得到鐵紅。

[教師引導(dǎo)]有些注意事項(xiàng)值得關(guān)注：（1）氯化鐵溶液、氫氧化鈉溶液都用2個(gè)半滴管，氫氧化鈉溶液有腐蝕性，使用時(shí)一定要小心；（2）過(guò)濾操作注意“一貼二低三靠”；（3）洗滌的日的是對(duì)濾渣進(jìn)行清洗，注意洗滌所用水的量不要太多；（4）加熱使用的設(shè)備有鐵圈、泥三角、坩堝，加熱時(shí)可用玻璃棒在坩堝中輕輕攪拌，如果存在飛濺現(xiàn)象，要采取間歇性加熱。

[學(xué)生活動(dòng)]根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案及注意事項(xiàng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

[教師引導(dǎo)]同學(xué)們的小組實(shí)驗(yàn)在給定的時(shí)間內(nèi)幾乎都完成的很出色，有些小組得到的鐵紅發(fā)黑，其中的原因值得大家后續(xù)繼續(xù)討論。成功的小組可將制得的鐵紅中加點(diǎn)水，在白紙上寫出你想寫的字。老師也用第一組制得的鐵紅寫了四個(gè)字：中考必勝！

[教師引導(dǎo)]現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們繪制關(guān)于鐵及其含鐵化合物之間相互轉(zhuǎn)化的思維導(dǎo)圖，并在箭頭上標(biāo)明反應(yīng)條件。

[學(xué)生活動(dòng)]繪制思維導(dǎo)圖，通過(guò)小組合作盡可能的呈現(xiàn)鐵及其含鐵化合物之問的所有已知轉(zhuǎn)化（如圖1所示）。

[教師引導(dǎo)]同學(xué)們合作制得的鐵紅可以作為紅色顏料應(yīng)用，但要注意其易吸水受潮，且易與酸堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。為了珍惜我們的勞動(dòng)成果，請(qǐng)大家妥善保存。

[教師總結(jié)]最后也希望同學(xué)們都做個(gè)根正苗紅的好少年，在建設(shè)社會(huì)主義偉大事業(yè)中做出自己的貢獻(xiàn)！

六、教學(xué)效果與反思（略）

（收稿日期：2024-02-10）