資源簡(jiǎn)介

基于真實(shí)情境的趣味化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)
——“以鐵鹽及亞鐵鹽”教學(xué)為例
一、教學(xué)背景分析1、教材分析
“鐵鹽和亞鐵鹽”是人教版高中化學(xué)必修一第三章第一節(jié)第二課時(shí)的內(nèi)容，屬于元素化合物的知識(shí)體系，是學(xué)生在學(xué)習(xí)了鈉和氯及其化合物知識(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開展的鐵的重要化合物的學(xué)習(xí)。從學(xué)科價(jià)值來(lái)看，鐵元素是必修一課本中唯一的變價(jià)金屬元素。從化合價(jià)的視角認(rèn)識(shí) Fe3+和 Fe2+的性質(zhì)，可以使學(xué)生在探究的過(guò)程中構(gòu)建同一元素不同價(jià)態(tài)物質(zhì)之間相互轉(zhuǎn)換的思維模型，培養(yǎng)學(xué)生的元素觀、變化觀、分類觀、實(shí)驗(yàn)觀等化學(xué)學(xué)科觀念。從社會(huì)價(jià)值的角度來(lái)看，鐵及其化合物在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用十分廣泛，本節(jié)課的學(xué)習(xí)能培養(yǎng)學(xué)生從化學(xué)的角度解決實(shí)際問題，體會(huì)化學(xué)學(xué)科價(jià)值， 培養(yǎng)學(xué)生“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。
2、學(xué)生情況分析
知識(shí)和能力儲(chǔ)備：通過(guò)第一章的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)對(duì)物質(zhì)的分類、離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)等知識(shí)內(nèi)容有了一定的了解，能夠從物質(zhì)類別的角度去分析物質(zhì)的性質(zhì)。通過(guò)第一課時(shí)的學(xué)習(xí)，知道鐵的氧化物和氫氧化物的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，為學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)紅色土壤中的氧化鐵提供了知識(shí)基礎(chǔ)。在能力方面，學(xué)生基本掌握了簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)操作方法，能夠從直觀地的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
心理特征：學(xué)生對(duì)探究實(shí)驗(yàn)有濃厚的興趣，對(duì)知識(shí)有強(qiáng)烈的求知欲，對(duì)與息息相關(guān)的生活情境比較感興趣。
可能的障礙：鐵元素是必修一課本中第一種變價(jià)金屬元素，學(xué)生對(duì)氧化還原反應(yīng)知識(shí)的運(yùn)用還不夠熟悉，還不能從元素價(jià)態(tài)的角度去分析物質(zhì)的性質(zhì)，需要老師進(jìn)行引導(dǎo)。學(xué)生雖然積累了一定的知識(shí)基礎(chǔ)和生活經(jīng)驗(yàn)，但缺乏將化學(xué)知識(shí)運(yùn)用到生活中的意識(shí)和能力，因此講解知識(shí)時(shí)需要選擇學(xué)生熟悉的真實(shí)情境，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用。
二、教學(xué)目標(biāo)與評(píng)價(jià)目標(biāo)
指向化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的課堂教學(xué)，追求教學(xué)評(píng)一體化設(shè)計(jì)，注重教學(xué)目標(biāo)、評(píng)價(jià)目標(biāo)與學(xué)習(xí)任務(wù)的一致性?！拌F鹽和亞鐵鹽”的核心素養(yǎng)目標(biāo)與評(píng)價(jià)目標(biāo)及其對(duì)應(yīng)的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)見圖 1。
圖 1：“鐵鹽和亞鐵鹽”核心素養(yǎng)目標(biāo)與評(píng)價(jià)體系三、教學(xué)重難點(diǎn)
重點(diǎn)：Fe3+的檢驗(yàn)；Fe3+和 Fe2+的相互轉(zhuǎn)化難點(diǎn)：Fe3+和 Fe2+的相互轉(zhuǎn)化
四、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)
（一）教學(xué)基本流程
圖 2：教學(xué)基本流程圖
（二）教學(xué)過(guò)程
1、創(chuàng)設(shè)情境，提出問題——“丹霞山的土壤巖石為什么是紅色的？”
【展示】丹霞山圖片
【教師】丹霞山是我國(guó)最美的丹霞地貌之一，由于獨(dú)特的紅色巖層，被稱為“中國(guó)紅石公園”，同學(xué)們知道丹霞山的土壤和巖石為什么是紅色的嗎？
【設(shè)計(jì)意圖】利用丹霞山紅色巖石的獨(dú)特風(fēng)景創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，從中提煉出本節(jié)課的探究問題。以此吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)學(xué)生從現(xiàn)實(shí)生活中發(fā)現(xiàn)化學(xué)問題，從生活走進(jìn)化學(xué)。
2、實(shí)驗(yàn)探究，獲取新知——“探究丹霞山的土壤巖石呈現(xiàn)紅色的原因”
【猜想與假設(shè)】學(xué)生結(jié)合鐵及其化合物的相關(guān)知識(shí)，猜想丹霞山的土壤呈現(xiàn)紅色是因?yàn)橥寥乐泻醒趸F。
【展示】一小包紅色土壤。
【教師】想要檢驗(yàn)這紅色土壤中是否含有氧化鐵，我們應(yīng)該先如何處理土壤？
【學(xué)生】用酸溶解，再過(guò)濾得到濾液，再檢驗(yàn)濾液中是否有三價(jià)鐵離子。
【教師】如何檢驗(yàn)三價(jià)鐵離子？
【學(xué)生】小組討論檢驗(yàn)三價(jià)鐵離子的方法。方法 1：觀察法——三價(jià)鐵離子為棕黃色。
方法2：沉淀法——與NaOH 溶液反應(yīng)，F(xiàn)e3+會(huì)與 OH-反應(yīng)生成紅褐色的沉淀Fe(OH)3。
【教師】除了這兩種方法，是否還有其他方法？
【演示實(shí)驗(yàn)】在 2 支試管中分別加入 5mLFeCl3 和 FeCl2 溶液，然后分別滴入 2 滴KSCN 溶液。
【學(xué)生】觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：FeCl3 溶液變紅，F(xiàn)eCl2 溶液無(wú)明顯變化。
【小結(jié)】Fe3+遇 KSCN 溶液變成紅色，發(fā)生反應(yīng) Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3。這種方法也可以用于檢驗(yàn)三價(jià)鐵離子。
【布置任務(wù)】利用已經(jīng)掌握的知識(shí)，檢驗(yàn)桌面上的那瓶土壤溶液是否含有三價(jià)鐵離子。可以使用的實(shí)驗(yàn)物品有：土壤浸出液、NaOH 溶液、KSCN 溶液、pH 試紙、玻璃棒、試管。
【小組實(shí)驗(yàn)一】學(xué)生選擇合適的方法檢驗(yàn)土壤浸出液中是否含有三價(jià)鐵離子，并填寫實(shí)驗(yàn)記錄表格。
檢驗(yàn) Fe3+ ①方案：
②現(xiàn)象：
③結(jié)論：
【教師】我們請(qǐng)同學(xué)來(lái)分享，你用了什么方法進(jìn)行檢驗(yàn)，有什么現(xiàn)象，得出什么實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
【學(xué)生】我們小組用了第 3 個(gè)方法，取 5mLFeCl3 溶液于試管中，滴加幾滴 KSCN 溶液，可以看到溶液變紅，說(shuō)明土壤溶液中有 Fe3+。
【學(xué)生】我們小組用了第 2 個(gè)方法，取 5mLFeCl3 溶液于試管中，滴加了許多 NaOH 溶液，但沒有看到紅褐色沉淀，說(shuō)明溶液中沒有 Fe3+。
【教師】?jī)蓚€(gè)小組使用的是相同的溶液，不同的實(shí)驗(yàn)方法，得到不同的結(jié)論，到底哪一個(gè)才是正確的？
【學(xué)生】第 1 位同學(xué)是正確的。
【教師】那加 NaOH 為什么沒有產(chǎn)生紅褐色沉淀？
【設(shè)計(jì)意圖】讓學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，分享實(shí)驗(yàn)結(jié)果，有利于提高學(xué)生觀察、描述、分析和證據(jù)推理的能力。不同的小組得到不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，形成認(rèn)知沖突，使學(xué)生產(chǎn)生疑問，激發(fā)學(xué)生的求知欲。
【小組討論】加 NaOH 沒有產(chǎn)生紅褐色沉淀的原因是什么。
【學(xué)生】經(jīng)過(guò)討論，學(xué)生猜想到加 NaOH 沒有產(chǎn)生紅褐色沉淀的原因可能是以下兩點(diǎn)。
猜想一：土壤溶液中 Fe3+濃度過(guò)低。
猜想二：土壤溶液中酸過(guò)量導(dǎo)致沒有沉淀。
【教師】如何驗(yàn)證我們的猜想？看看桌子上有什么。
【學(xué)生】有 pH 試紙，可以測(cè)溶液 pH 是否酸性來(lái)排除猜想二。
【小組實(shí)驗(yàn)二】測(cè)試加了 NaOH 的試管中溶液的 pH。
【學(xué)生】溶液為堿性，說(shuō)明堿早已經(jīng)過(guò)量，沒有產(chǎn)生沉淀不是因?yàn)樗徇^(guò)量，而是因?yàn)橥寥廊芤褐?Fe3+濃度過(guò)低。
【小結(jié)】經(jīng)過(guò)兩種實(shí)驗(yàn)方法，得出結(jié)論：土壤溶液中有少量 Fe3+，所以丹霞山的紅色土壤中含有少量氧化鐵。沉淀法和觀察法適用于常量的 Fe3+的檢驗(yàn)，KSCN 法最靈敏，可以檢驗(yàn)出微量的 Fe3+。

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