促進學生自主建構與發展化學觀念的高三化學教學

鐘俊郎

【摘要】本文以“鐵及其化合物”高三復習課為例，分析如何在高三復習中促進學生自主學習，培養學生的化學觀念，從而為學生的綜合發展提供保障。

【關鍵詞】高三化學;鐵及其化合物;自主學習

在高三復習階段，很多化學教師為了讓學生更加系統地掌握知識，會灌輸式地為學生傳授、梳理知識，并在此基礎上要求學生進行強化習題練習，極大地影響到學生的學習自主性，忽視了學生自主構建知識體系，制約了學生化學觀念發展，影響到學生綜合化發展。所以在實際中，高中化學教師必須積極地改變復習教學策略，鼓勵、指引學生可以積極地獲取知識，以此強化學生復習效果。

一、強化核心觀念，形成科學思維

元素及其化合物知識的核心觀念在于元素觀、分類觀、轉化觀，高中化學教師在引導學生進行鐵及其化合物復習時，可以指引學生構建一個“物質類別—化合價”的二維坐標關系圖，如下圖所示，以此培養學生可以從價態轉化、類別轉化的角度學習同種元素不同物質相互轉化的思維。在引導學生復習元素化合物轉化過程時，要重點突出條件對于反應的影響，并將其與鐵及其化合物知識結合起來，這樣學生才可以全面理解物質相互轉換及具體轉化條件的知識，促進學生化學學科思維觀念形成。

在鐵及其化合物復習中，指引學生從“鐵及其化合物的相互轉化”中提煉出物質轉化觀念，從而理解條件對于化學反應的影響。

1.構建觀念

學生自主列出鐵與硝酸、硫酸等的多種反應現象，如常溫下鐵與濃硫酸會發生鈍化反應;在加熱條件下鐵與濃硫酸會形成二氧化硫氣體，并且有金屬陽離子產生，從反應物鐵的含量推測，可能時三價鐵離子、亞鐵離子、兩者混合物。學生通過對鐵與硝酸、硫酸反應情況進行總結，可以構建出“反應物量、溫度、濃度等對反應產物的影響”知識體系。在此基礎上，引導學生思考鐵與氧氣的反映情況，在純氧中點燃鐵，會生成Fe3O4、潮濕空氣中鐵會在吸氧腐蝕下形成Fe2O3·nH2O，教師引導學生自主查找資料，補充氧氣與鐵的其它反應情況。

2.觀念強化

學生通過小組合作活動，制定鐵及其化合物相互轉化思維圖，并在思維圖中表明條件對各反應的影響，如學生在交流三價鐵離子轉化成氫氧化鐵的過程是，對酸堿度、溫度等進行控制，可以產生氫氧化鐵膠體、氫氧化鐵沉淀兩種情況。

調節硫酸鐵溶液pH值，并將溶解加熱到70-80℃，可以得到聚合硫酸鐵。針對這一現象，教師讓學生分析對溶液的pH值進行控制，會對產品中鐵元素質量分數造成什么影響。學生經過仔細分析，可以得出，pH的控制影響到溶液酸堿性，進而會對三價鐵離子水解平衡帶來影響。

通過這樣的課堂設置，可以引導學生將相應的化學反應原理知識應用在具體的元素化合物中，從基礎的濃度、反應物量、溫度等對化學反應的影響延伸到溶液酸堿性對化學反應的影響，強化了學生對“條件對化學反應影響”的物質轉化觀念。

3.觀念應用

要求學生根據掌握的知識完成“LiFePO4工業生產情境問題”：橄欖石型LiFePO4是一個潛在的鋰離子電池正極材料，其可以通過H3PO4、（NH4）2Fe（SO4）2與LiOH溶液發生共沉淀反應，鈣沉淀需要在80℃真空干燥及高溫成型。在共沉淀反應中，沒有將（NH4）2Fe（SO4）2與LiOH溶液直接混合，其主要原因是什么？在這一問題中，教師可以指引學生從（NH4）2? Fe（SO4）2與LiOH直接混合、不直接混合的差異在什么？工業制備LiFePO4的注意點是什么？二價鐵被氧化與溶液酸堿性是否有關聯？等角度進行考慮，學生經過思考、探究后，就會知道（NH4）2 Fe（SO4）2與LiOH不直接混合是為了防止產生容易被氧化的氫氧化亞鐵。

學生經過之前的自主探究后，具備了“條件對反應的影響”這一物質轉化觀念，在此基礎上，教師指引學生利用這一觀念對具體的化學問題進行思考，這樣就會全面鞏固學生的化學觀念，同時還會強化學生知識體系自我完善，滿足了學生發展需求。

二、聯系生活實際，開展探究活動

在新高考中，對化學實驗的考查力度逐漸加大。因此，在高三化學復習中，教師還應該注意引導學生結合自身的現實生活，合理的設計化學探究實驗，從而促進學生探究能力、實際解決問題能力的提高。在鐵及其化合物復習中，教師可以設計以下兩個探究實驗，讓學生在實驗探究中提高自身的綜合素養。

1.探究鐵元素在鐵的氧化物中的化合價

教師為學生提供部分氧化的食品保鮮劑，并為學生提供試管、燒杯、玻璃棒、酒精燈、滴管、3mol/L的H2SO4、6mol/L的HNO3、3%H2O2、20%KSCN、0.1mol/L的KI、0.01mol/L的酸性高錳酸鉀溶液、蒸餾水等實驗儀器及試劑，讓學生自主開展設計實驗。在本實驗中，關鍵在于證明氧化的食品保鮮劑中是否有亞鐵離子存在，由于實驗探究內容與學生的現實生活有較大聯系，可以在很大程度上提高學生學習熱情，同時這一實驗設計是建立在學生對亞鐵離子、三價鐵離子檢驗知識的基礎上，這兩種離子的同時驗證可以進一步加深學生對鐵及其化合物知識的理解。

2.探究Na2S溶液與FeCl3溶液互滴發生的化學反應

對于Fe3+、S2-等反應物，與溶液本身的酸堿性有極大的關聯，由于Ksp（Fe2S3）=1×10-88，Fe2S3+4H+=2Fe2++S+2H2S，根據實驗探究FeCl3溶液與Na2S溶液互滴時的化學反應，并寫出主要反應離子方程式。在本實驗中，FeCl3溶液加入Na2S溶液產生的現象與Na2S溶液加入到FeCl3溶液的現象是有所不同的，學生在探究這一實驗時，需要在鐵及其化合物知識的基礎上，結合三價鐵離子的氧化性、沉淀反應、促進水解等性質做出假設，然后在通過實驗來分析出現不同現象的主要原因，最后寫出主反應離子方程式。通過這樣一系列的實驗探究活動，學生的探究思維、探究水平會得到極大的提高。同時，本實驗屬于開放性實驗，教師在引導學生探究實驗過程時，需要結合現有的知識結構，進行猜想、驗證、解釋，極大地提高了學生的實驗水平。

三、總結

總而言之，在高三化學復習中，教師必須采用合理的導學策略，激發學生的主動性，引導學生積極思考，讓學生可以自主把握知識間的相互聯系，這不僅可以有效的提高學生復習效率，還能加深學生對知識的理解，有助于學生良好發展。

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