巧用實(shí)驗(yàn)探究 彰顯學(xué)科本色

毛鎂月

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，傳統(tǒng)化學(xué)課堂的實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往是由教師演示，學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。這種教學(xué)方式能吸引學(xué)生的注意力，有利于學(xué)生觀察能力的提升，但無(wú)法充分發(fā)揮學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力。為了有效的提高課堂教學(xué)的效率，可將傳統(tǒng)教學(xué)模式加以改進(jìn)，以學(xué)生為主體，教師主導(dǎo)，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性，主動(dòng)發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)，而不是被動(dòng)的填充知識(shí)。

一、教學(xué)設(shè)計(jì)的基本思路

“鐵鹽和亞鐵鹽”是人教版高中化學(xué)第三章第二節(jié)“幾種重要的金屬化合物”中第五課時(shí)的內(nèi)容，在之前學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了鐵的氧化物和氫氧化物，本節(jié)課在此基礎(chǔ)上，以氯化鐵和氯化亞鐵為切入點(diǎn)，通過(guò)對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)以及化學(xué)性質(zhì)的分析，探究亞鐵離子和鐵離子的相互轉(zhuǎn)化的條件。

本節(jié)課通過(guò)魔術(shù)引課，以此來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)中積極參與。根據(jù)學(xué)習(xí)中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，不斷地提問(wèn)、思考、討論、交流，將問(wèn)題各個(gè)擊破，體會(huì)到成功的喜悅感。自己探究所得出的結(jié)論，會(huì)比教師直接教授的印象更深刻。

二、教學(xué)目標(biāo)

理解檢驗(yàn)Fe3+的基本原理；從化合價(jià)的角度認(rèn)識(shí)Fe2+的還原性以及Fe3+的氧化性，歸納Fe2+與Fe3+相互轉(zhuǎn)化的條件；應(yīng)用Fe2+、Fe3+的性質(zhì)分析解決相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題。

通過(guò)教師演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、推理能力；利用探究Fe3+的檢驗(yàn)方法及Fe2+、Fe3+相互轉(zhuǎn)化的條件，使學(xué)生體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程。

通過(guò)對(duì)鐵的化合物性質(zhì)的學(xué)習(xí)，體驗(yàn)科學(xué)探究成功的喜悅，并使學(xué)生初步學(xué)會(huì)從化學(xué)視角觀察生活、生產(chǎn)和社會(huì)中的有關(guān)問(wèn)題。

三、教學(xué)過(guò)程

板塊一：創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)學(xué)生思維

魔術(shù)表演：將一杯普通的茶水倒入酒杯中，無(wú)明顯現(xiàn)象，用吸管攪拌一下，茶水逐漸變?yōu)楹谏?。再用吸管攪拌一下，黑色褪去。魔術(shù)結(jié)束后，告訴學(xué)生，此魔術(shù)利用了亞鐵離子和鐵離子之間的相互轉(zhuǎn)化，通過(guò)這堂課的學(xué)習(xí)，探究轉(zhuǎn)化的具體方案。

板塊二：探究Fe2+→Fe3+轉(zhuǎn)化方法

引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)教師演示實(shí)驗(yàn)與學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)所使用的氯化亞鐵溶液的區(qū)別，并利用講臺(tái)上的試劑，在氯化亞鐵溶液中滴加KSCN溶液，發(fā)現(xiàn)溶液出現(xiàn)血紅色，引發(fā)學(xué)生思考：為什么氯化亞鐵溶液中會(huì)出現(xiàn)Fe3+？

方案一：FeCl2溶液+KSCN溶液+H2O2溶液

方案二：FeCl2溶液+ H2O2溶液+KSCN溶液

板塊三：探究Fe3+→Fe2+轉(zhuǎn)化方法

板塊四：概括總結(jié)知識(shí)點(diǎn)，構(gòu)建“鐵三角”的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

四、教學(xué)反思

1.課前準(zhǔn)備。自主探究式實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)之一在于實(shí)驗(yàn)藥品的選擇，試劑應(yīng)當(dāng)盡可能多，給學(xué)生更多的選擇空間，同時(shí)又要是學(xué)生所熟識(shí)的試劑，這樣才能設(shè)計(jì)出有效的實(shí)驗(yàn)方案。例如鐵離子和亞鐵離子相互轉(zhuǎn)化所需的還原劑與氧化劑的選擇，本堂課選擇過(guò)氧化氫作為氧化劑，一方面過(guò)氧化氫被還原成水，產(chǎn)物無(wú)污染，比硝酸等氧化劑更環(huán)保，更符合綠色化學(xué)的理念；另一方面，過(guò)氧化氫為無(wú)色液體，便于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中顏色的變化。而對(duì)于還原劑，考慮到學(xué)生的接受能力，以及引課魔術(shù)中所用到的藥品，所以選擇了維C，KI溶液和鐵粉。鑒于學(xué)生對(duì)維C和KI的性質(zhì)并不熟悉，故利用維C做演示實(shí)驗(yàn)，在講解了KI中-1價(jià)的碘元素的還原性之后，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

FeCl2溶液的配制是試劑準(zhǔn)備中的另一個(gè)難點(diǎn)。在查閱資料之后，發(fā)現(xiàn)配制FeCl2溶液有以下幾種方法：1、將FeCl2固體溶于鹽酸中；2、在FeCl3溶液中加入合適的還原劑；3、過(guò)量的鐵粉與鹽酸充分反應(yīng)后，過(guò)濾取濾液。

鐵粉與鹽酸反應(yīng)，由于鐵粉過(guò)量，并且產(chǎn)生氫氣，故制得的溶液中不含F(xiàn)e3+，但過(guò)濾操作是在空氣中進(jìn)行的，而且鐵粉顆粒較小，導(dǎo)致過(guò)濾速度較慢，所得的濾液中部分Fe2+被氧化。因此省去過(guò)濾步驟，采用裝瓶后自然沉降的方式，此方法的缺點(diǎn)在于，懸浮在溶液中的鐵粉使得溶液的顏色偏向灰黑色。由于各種條件的限制，無(wú)法在中學(xué)實(shí)驗(yàn)室中制取純凈未被氧化的FeCl2溶液并長(zhǎng)時(shí)間保存，為了彌補(bǔ)試劑準(zhǔn)備方面的缺憾，因此在教學(xué)設(shè)計(jì)方面，學(xué)生實(shí)驗(yàn)用的是方案三中未過(guò)濾的FeCl2溶液，教師演示實(shí)驗(yàn)的FeCl2溶液則是過(guò)濾所得的澄清溶液。引導(dǎo)學(xué)生利用KSCN溶液，發(fā)現(xiàn)兩瓶液體的不同點(diǎn)，由此引出Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+的實(shí)驗(yàn)探究，并讓學(xué)生理解溶液中的鐵粉作用是為了防止Fe2+被氧化，自然而然的找到Fe3+還原成Fe2+所需的還原劑。

2.有效組織課堂。建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)觀認(rèn)為，學(xué)習(xí)是學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)的過(guò)程。學(xué)生不是簡(jiǎn)單被動(dòng)的接受知識(shí)，而是主動(dòng)的建構(gòu)知識(shí)。教學(xué)不能無(wú)視學(xué)生的已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)當(dāng)將學(xué)生已有知識(shí)作為新知識(shí)的生長(zhǎng)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生利用已有知識(shí)建構(gòu)新的知識(shí)體系。探究式學(xué)習(xí)是建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的一種應(yīng)用，通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生不斷的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，形成解決問(wèn)題的技能以及自主學(xué)習(xí)的能力。

每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)要使學(xué)生達(dá)到高一級(jí)的預(yù)期水平，需在兩個(gè)水平之間創(chuàng)設(shè)適當(dāng)難度的問(wèn)題情境，針對(duì)不同水平的學(xué)生，問(wèn)題的難度也不相同。第一次教學(xué)嘗試時(shí)，將所有的氧化劑和還原劑一次性提供給學(xué)生，導(dǎo)致學(xué)生做探究實(shí)驗(yàn)時(shí)花費(fèi)過(guò)多的時(shí)間，影響到其他的教學(xué)環(huán)節(jié)?？紤]到學(xué)生已有知識(shí)水平的局限性，之后的幾次教學(xué)，更注重對(duì)學(xué)生的逐步引導(dǎo)，在理論層面分析后，再利用實(shí)驗(yàn)論證，避免學(xué)生探究時(shí)毫無(wú)頭緒，無(wú)從下手。由此發(fā)現(xiàn)了探究式教學(xué)的另一種模式，針對(duì)化學(xué)基礎(chǔ)較弱的班級(jí)，將實(shí)驗(yàn)式探究，轉(zhuǎn)變?yōu)槔碚撌教骄?，最終再利用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的猜測(cè)。

隨著高中化學(xué)新課程教學(xué)的深入，教師在公開(kāi)課時(shí)更愿意選擇學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)探究的形式，認(rèn)為此種方案更為新穎，能夠做到把課堂真正的交給學(xué)生。探究中會(huì)不斷的發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題，引發(fā)學(xué)生的思考，但是對(duì)學(xué)生的要求偏高，需要學(xué)生有一定的化學(xué)基礎(chǔ)，而且一堂真正的探究課也很難在一個(gè)課時(shí)內(nèi)完成。本堂課注重教師的引導(dǎo)，將學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，縮短了純探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)時(shí)間，又注重突出學(xué)生的參與性。