巧用實驗探究 彰顯學科本色

毛鎂月

化學是一門以實驗為基礎的學科，傳統化學課堂的實驗教學往往是由教師演示，學生觀察實驗現象。這種教學方式能吸引學生的注意力，有利于學生觀察能力的提升，但無法充分發揮學生的實驗操作能力。為了有效的提高課堂教學的效率，可將傳統教學模式加以改進，以學生為主體，教師主導，調動學生參與實驗的積極性和主動性，主動發現式學習，而不是被動的填充知識。

一、教學設計的基本思路

“鐵鹽和亞鐵鹽”是人教版高中化學第三章第二節“幾種重要的金屬化合物”中第五課時的內容，在之前學生已經學習了鐵的氧化物和氫氧化物，本節課在此基礎上，以氯化鐵和氯化亞鐵為切入點，通過對物質物理性質以及化學性質的分析，探究亞鐵離子和鐵離子的相互轉化的條件。

本節課通過魔術引課，以此來激發學生的學習動機和學習興趣，促使學生在實驗探究活動中積極參與。根據學習中陸續發現的問題，不斷地提問、思考、討論、交流，將問題各個擊破，體會到成功的喜悅感。自己探究所得出的結論，會比教師直接教授的印象更深刻。

二、教學目標

理解檢驗Fe3+的基本原理；從化合價的角度認識Fe2+的還原性以及Fe3+的氧化性，歸納Fe2+與Fe3+相互轉化的條件；應用Fe2+、Fe3+的性質分析解決相關的實際問題。

通過教師演示實驗和學生實驗操作，培養學生觀察、分析、推理能力；利用探究Fe3+的檢驗方法及Fe2+、Fe3+相互轉化的條件，使學生體驗實驗探究的過程。

通過對鐵的化合物性質的學習，體驗科學探究成功的喜悅，并使學生初步學會從化學視角觀察生活、生產和社會中的有關問題。

三、教學過程

板塊一：創設情境，激發學生學習興趣，引發學生思維

魔術表演：將一杯普通的茶水倒入酒杯中，無明顯現象，用吸管攪拌一下，茶水逐漸變為黑色。再用吸管攪拌一下，黑色褪去。魔術結束后，告訴學生，此魔術利用了亞鐵離子和鐵離子之間的相互轉化，通過這堂課的學習，探究轉化的具體方案。

板塊二：探究Fe2+→Fe3+轉化方法

引導學生發現教師演示實驗與學生分組實驗所使用的氯化亞鐵溶液的區別，并利用講臺上的試劑，在氯化亞鐵溶液中滴加KSCN溶液，發現溶液出現血紅色，引發學生思考：為什么氯化亞鐵溶液中會出現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+轉化方法

板塊四：概括總結知識點，構建“鐵三角”的知識網絡

四、教學反思

1.課前準備。自主探究式實驗的難點之一在于實驗藥品的選擇，試劑應當盡可能多，給學生更多的選擇空間，同時又要是學生所熟識的試劑，這樣才能設計出有效的實驗方案。例如鐵離子和亞鐵離子相互轉化所需的還原劑與氧化劑的選擇，本堂課選擇過氧化氫作為氧化劑，一方面過氧化氫被還原成水，產物無污染，比硝酸等氧化劑更環保，更符合綠色化學的理念；另一方面，過氧化氫為無色液體，便于觀察實驗現象中顏色的變化。而對于還原劑，考慮到學生的接受能力，以及引課魔術中所用到的藥品，所以選擇了維C，KI溶液和鐵粉。鑒于學生對維C和KI的性質并不熟悉，故利用維C做演示實驗，在講解了KI中-1價的碘元素的還原性之后，引導學生進行實驗驗證。

FeCl2溶液的配制是試劑準備中的另一個難點。在查閱資料之后，發現配制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、過量的鐵粉與鹽酸充分反應后，過濾取濾液。

鐵粉與鹽酸反應，由于鐵粉過量，并且產生氫氣，故制得的溶液中不含Fe3+，但過濾操作是在空氣中進行的，而且鐵粉顆粒較小，導致過濾速度較慢，所得的濾液中部分Fe2+被氧化。因此省去過濾步驟，采用裝瓶后自然沉降的方式，此方法的缺點在于，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，無法在中學實驗室中制取純凈未被氧化的FeCl2溶液并長時間保存，為了彌補試劑準備方面的缺憾，因此在教學設計方面，學生實驗用的是方案三中未過濾的FeCl2溶液，教師演示實驗的FeCl2溶液則是過濾所得的澄清溶液。引導學生利用KSCN溶液，發現兩瓶液體的不同點，由此引出Fe2+轉化為Fe3+的實驗探究，并讓學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。建構主義的學習觀認為，學習是學生主動建構知識的過程。學生不是簡單被動的接受知識，而是主動的建構知識。教學不能無視學生的已有知識經驗，應當將學生已有知識作為新知識的生長點，引導學生利用已有知識建構新的知識體系。探究式學習是建構主義學習理論的一種應用，通過創設情境，讓學生不斷的發現問題，解決問題，形成解決問題的技能以及自主學習的能力。

每一個教學環節要使學生達到高一級的預期水平，需在兩個水平之間創設適當難度的問題情境，針對不同水平的學生，問題的難度也不相同。第一次教學嘗試時，將所有的氧化劑和還原劑一次性提供給學生，導致學生做探究實驗時花費過多的時間，影響到其他的教學環節。考慮到學生已有知識水平的局限性，之后的幾次教學，更注重對學生的逐步引導，在理論層面分析后，再利用實驗論證，避免學生探究時毫無頭緒，無從下手。由此發現了探究式教學的另一種模式，針對化學基礎較弱的班級，將實驗式探究，轉變為理論式探究，最終再利用實驗驗證自己的猜測。

隨著高中化學新課程教學的深入，教師在公開課時更愿意選擇學生分組實驗探究的形式，認為此種方案更為新穎，能夠做到把課堂真正的交給學生。探究中會不斷的發現一些問題，引發學生的思考，但是對學生的要求偏高，需要學生有一定的化學基礎，而且一堂真正的探究課也很難在一個課時內完成。本堂課注重教師的引導，將學生分組實驗，教師演示實驗，學生演示實驗相結合，縮短了純探究式實驗教學的教學時間，又注重突出學生的參與性。