文/陳麗雙

引 言

化學(xué)是一門實用的基礎(chǔ)學(xué)科，化學(xué)實驗是傳遞知識，培養(yǎng)能力，使學(xué)生形成正確價值觀的重要載體，是化學(xué)教學(xué)中的一種非常重要的教學(xué)手段。學(xué)生通過自己動手操作，可以更好地培養(yǎng)實驗?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)各個模塊的學(xué)習(xí)，掌握了較系統(tǒng)的化學(xué)基礎(chǔ)知識。此時，教師應(yīng)大膽放手，讓學(xué)生利用所學(xué)知識去認識和分析現(xiàn)實問題，這樣不僅有利于提高學(xué)生復(fù)習(xí)效率，促進學(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)課程的育人價值[1]。

新的教育改革的一大亮點，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)真實問題情景的創(chuàng)設(shè)，意在通過設(shè)置有價值的情景問題，促進學(xué)生主動思考，讓學(xué)生在原有認識基礎(chǔ)上產(chǎn)生認知沖突，進而產(chǎn)生學(xué)習(xí)新知識的動力，使原有認識得到升華，產(chǎn)生新認識[2]。微項目式學(xué)習(xí)就是一種很好的嘗試。本文以“探尋補血劑中的鐵元素”為例，探討微項目式實驗教學(xué)的設(shè)計策略。

一、微項目式學(xué)習(xí)概述

項目式學(xué)習(xí)是一種動態(tài)的學(xué)習(xí)模式。該模式是指以小組為單位，通過學(xué)生主動探索現(xiàn)實世界中的問題，讓學(xué)習(xí)與生活融通，讓學(xué)校與社會打通，從而提高學(xué)習(xí)的真實性。為了達成這一目的，學(xué)生需要完成一個現(xiàn)實的任務(wù)，系統(tǒng)化應(yīng)用所學(xué)知識，在完成任務(wù)的過程中培養(yǎng)自主創(chuàng)新、實踐操作、團隊合作、分析反思等綜合素養(yǎng)。項目式學(xué)習(xí)強調(diào)“在做中學(xué)”，將項目微型化就意味著將微項目式學(xué)習(xí)應(yīng)用到高中化學(xué)實驗復(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)生時刻面臨新的挑戰(zhàn)，增加了學(xué)習(xí)過程與現(xiàn)實世界的聯(lián)系，給學(xué)生提供了創(chuàng)新的空間，能夠達到培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的目的[3]。

二、微項目式教學(xué)規(guī)劃

（一）教學(xué)目標的確定

本案例根據(jù)“2017年全國高考化學(xué)學(xué)科考試大綱”對化學(xué)實驗部分的考試要求提出了相應(yīng)的教學(xué)目標，具體如下：（1）在認識補血劑的過程中，了解化學(xué)實驗是科學(xué)研究過程的一種重要方法；（2）通過定性檢驗補血劑中的鐵元素，復(fù)習(xí)中學(xué)化學(xué)常見離子的檢驗方法，并能設(shè)計、評價或改進實驗方案；（3）通過定量檢測補血劑中的鐵元素的含量，分析或處理實驗數(shù)據(jù)，得出合理結(jié)論的研究思路。

（二）微項目式教學(xué)設(shè)計思路

基于學(xué)生的學(xué)習(xí)認知發(fā)展和能力發(fā)展水平及知識的邏輯順序，本案例以“探尋補血劑中的鐵元素”的真實情景來統(tǒng)攝學(xué)習(xí)過程，通過實驗及探究活動習(xí)得Fe3+的檢驗方法，運用化學(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的角度，依據(jù)氧化還原反應(yīng)原理，設(shè)計實驗進行驗證，讓學(xué)生在獨立設(shè)計實驗方案并不斷優(yōu)化設(shè)計方案的一系列過程中，最終完成實驗。整個過程既能使學(xué)生對所學(xué)的知識印象更加深刻，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，通過高錳酸鉀測定補血劑中的亞鐵離子的含量，等同于將試題搬到化學(xué)實驗探究室，有助于建構(gòu)定量測定物質(zhì)含量，分析或處理實驗數(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)計要求，實現(xiàn)復(fù)習(xí)課程的教學(xué)目標。

三、微項目實施過程

本項目共分為三個環(huán)節(jié)：環(huán)節(jié)一，初識補血劑；環(huán)節(jié)二，定性認識補血劑中的鐵；環(huán)節(jié)三，定量認識補血劑中的鐵。具體實施過程實錄如下。

環(huán)節(jié)一：初識補血劑

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：實物展示市售的補血劑——硫酸亞鐵片，引導(dǎo)學(xué)生閱讀硫酸亞鐵片的使用說明書，引出項目：本堂課，你想知道有關(guān)補血劑中的哪些問題？梳理：學(xué)生想知道的問題各種各樣，如補血劑中是否含有亞鐵離子？補血劑過量服用會中毒嗎？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？補血劑中的鐵元素含量是否合格？價格怎么樣？……師生共同探尋有探究意義和價值的項目。

設(shè)計意圖：利用現(xiàn)實生活中的補血劑，創(chuàng)設(shè)真實且有意義的情景，使學(xué)生認識到化學(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、漸進的問題，以便學(xué)生進一步探究。

在環(huán)節(jié)一中，補血劑是學(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。如何理解補血劑與維生素C同時服用更有利于吸收？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：定性認識補血劑

情景：設(shè)計實驗定性認識硫酸亞鐵片中的亞鐵 離子。

學(xué)生活動：仔細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：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，如何通過觀察和實驗判斷浸泡液中存在Fe3+？

學(xué)生活動：觀察氯化鐵溶液為黃色并做好記錄。

將學(xué)生分成若干組，進行分組實驗探究，取少量的浸泡液，試驗一分別滴加氨水和氫氧化鉀溶液，試驗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)果會如何呢？

學(xué)生活動：學(xué)生通過分組實驗，對比分析，可知觀察溶液顏色有時不可靠，黃色溶液還可能是溴水或碘水等。當鐵離子的濃度很小時，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鐵離子的存在。

布置任務(wù)：任務(wù)4：如何檢驗白色藥片中含有亞鐵離子？

學(xué)生活動：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€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，觀察實驗現(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，觀察實驗現(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，觀察實驗現(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，觀察實驗現(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，觀察實驗現(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)化為從不同化合價的視角認識物質(zhì)的性質(zhì)。

學(xué)生活動：分成若干小組，進行分組實驗，上講臺匯報成果。

布置任務(wù)：任務(wù)5：在實驗室配制和保存硫酸亞鐵溶液時，為什么要加入少許鐵粉？補血劑為什么要和維生素C同時服用？

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

設(shè)計意圖：學(xué)生在真實的實驗情境中，在一個個問題任務(wù)的引導(dǎo)下，學(xué)習(xí)積極性被調(diào)動，自主參與實驗方案的設(shè)計，進行實驗探究。在微項目式實驗復(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，都蘊含著“變化觀念與平衡思想”。學(xué)生通過實際動手操作，能夠建構(gòu)常見物質(zhì)的檢驗方法模型，即“選取合適的化學(xué)藥品→排除可能出現(xiàn)干擾情況→確定檢驗的先后順序→注意用量”，進而培養(yǎng)證據(jù)推理和模型認知的核心素養(yǎng)。

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

環(huán)節(jié)三：定量認識補血劑

布置任務(wù)：設(shè)計實驗進行硫酸亞鐵片中亞鐵離子的含量測定

學(xué)生活動：可通過加入足量的氯化鋇溶液，測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，來測定亞鐵離子的含量；也可以加入足量的碳酸氫鈉溶液，測定生成沉淀碳酸亞鐵的質(zhì)量（或加入足量的硫化鈉溶液，測定生成沉淀硫化亞鐵的質(zhì)量）來測定亞鐵離子的含量，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)，進而測定亞鐵離子的含量。

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

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

四、微項目式實驗的教學(xué)反思與提升

新課程改革要求教師創(chuàng)設(shè)真實問題情境，促進學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變，充分認識化學(xué)實驗的獨特價值，精心設(shè)計實驗探究方案，幫助學(xué)生理解和掌握化學(xué)實驗的基本知識和技能，并使學(xué)生能運用所學(xué)知識，進行化學(xué)實驗設(shè)計，解決設(shè)計過程中可能出現(xiàn)的種種問題，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和價值觀。本項目以“探尋補血劑中的鐵元素”的真實情境來統(tǒng)攝實驗復(fù)習(xí)，通過創(chuàng)設(shè)真實的問題情境，引導(dǎo)學(xué)生從物質(zhì)類別和元素價態(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)計實驗方案，進行實驗探究，旨在提高學(xué)生運用實驗方法定性檢測或定量分析的能力。在項目任務(wù)的驅(qū)動下，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情被激發(fā)出來，充分發(fā)揮主觀能動性，在復(fù)習(xí)舊知識的同時探求新知識。由此可見，微項目式復(fù)習(xí)能夠有效調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增強學(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

在高三實驗復(fù)習(xí)的微項目教學(xué)中，學(xué)生能主動參與探究活動，理論知識與實踐應(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，不能只是簡單知識和經(jīng)驗的疊加，要轉(zhuǎn)換為以發(fā)展認識為本，凝練核心知識，建構(gòu)解決一般問題的模型，豐富學(xué)生認識化學(xué)的角度。這樣的轉(zhuǎn)變能使學(xué)生“學(xué)會學(xué)習(xí)”“學(xué)會求知”，讓學(xué)生在真實的情境中學(xué)到有用的化學(xué)知識和技能。