基于真實教學情境，發展化學核心素養

田穎 解亞麗

摘 要：以真實情境為化學課堂教學的載體，能夠促進學生學習方式的轉變，發展化學學科核心素養。以“鐵鹽和亞鐵鹽”教學內容為例，選取了“補鐵劑”為真實情境，引導學生實驗探究“補鐵劑”的有效成分，并建立含鐵化合物之間相互轉化的模型，發展了學生核心素養，同時為高中化學真實情境教學提供了案例參考。

關鍵詞：化學學科核心素養;真實情境;補鐵劑

一、真實情境是“素養為本”教學的載體

為了進一步落實“立德樹人”的根本任務，普通高中以進一步提升學生綜合素質，著力發展核心素養為培養目標。真實且富有價值的問題情境有利于促進學生化學學習方式的轉變，為學生化學學科核心素養提供了真實的表現機會，是“素養為本”教學的有效載體。《普通高中化學課程標準（2017年版）》倡導創設真實的問題情境，開展“素養為本”的教學。

關于“鐵鹽和亞鐵鹽”真實情境教學，國內已有相關研究：奚梅梅以“鐵器文物”為真實情境，組織學生進行了自主探究;張麗華以“打印墨粉”為真實情境，在探究磁性物質組成的過程中學習了鐵及其化合物相關知識;劉妍等以“暖寶寶”為情境，進行了教學設計。本文以日常生活中的“補鐵劑”為真實情境進行素養為本的教學設計，旨在豐富“鐵鹽和亞鐵鹽”真實情境教學的案例研究。

二、基于真實情境開發“鐵鹽和亞鐵鹽”的教學設計

（一）教學背景分析

“鐵鹽和亞鐵鹽”是人教版化學必修1第三章第二節第2課時內容，位于鈉、鋁、鐵等金屬及其化合物內容之后。此前，學生已經學習了物質的分類、離子反應、氧化還原反應等，初步掌握了物質鑒別、分離、轉化等基本方法，對實驗探究有濃厚的興趣。但元素化合物內容的學習剛開始，尚不能熟練運用氧化還原原理，實驗操作能力也有待加強。

（二）教學與評價目標設計

基于化學學科核心素養的“鐵鹽和亞鐵鹽”教學與評價目標體系見下圖。

（三）教學重、難點

重點：Fe2+與Fe3+的檢驗與鑒別方法;Fe2+與Fe3+的相互轉化

難點：Fe2+與Fe3+的相互轉化

（四）教學方法與用具

教學方法：觀察討論法、任務驅動法、實驗探究法

教學用具：多媒體、琥珀酸亞鐵片（含說明書）、FeCl2溶液、FeCl3溶液、KSCN溶液、H2O2溶液、維生素C片、Fe粉、試管（若干）、滴瓶（含滴管）

（五）教學過程

環節一：創設情境，提出問題

通過缺鐵性貧血患者的體檢單和相關資料指出人體長期缺鐵會引起缺鐵性貧血。目前，缺鐵性貧血已經成為僅次于結核病的發病率最高、耗資巨大的公共衛生問題。為了預防和治療缺鐵性貧血，市場上涌現出各種各樣的“補鐵劑”，其有效成分是什么？

環節二：實驗探究，獲取新知

學生結合鐵及其化合物的相關知識，猜想“補鐵劑”的有效成分為鐵鹽或亞鐵鹽。教師引導學生設計實驗探究“補鐵劑”的有效成分。

【活動1】小組討論鑒別Fe2+及Fe3+的方法。

方法1：觀察法——Fe2+淺綠色，Fe3+為棕黃色;

方法2：沉淀法——與NaOH溶液反應，Fe3+產生紅褐色沉淀;Fe2+先產生白色絮狀沉淀，然后迅速變為灰綠色，最后變為紅褐色。

【實驗1】在兩支試管內分別加入5mL FeCl3和FeCl2溶液，再各滴入2滴KSCN溶液。

通過實驗現象的顯著差異：FeCl2溶液無顯著變化，FeCl3溶液變為紅色補充Fe3+的檢驗方法，并提示該反應常用于制作影視劇中的鮮血。

【活動2】利用已經掌握的知識，設計實驗檢驗補鐵藥片（琥珀酸亞鐵）中的有效成分。（提示：本藥片為胃溶型）

學生向補鐵藥片的酸溶液中滴加KSCN后，溶液上部變為紅色，下部顏色不變;振蕩后溶液都變為紅色，由此可推測有效成分為Fe3+。

資料卡片：①藥品使用說明書顯示維生素C與補鐵藥同服有利于吸收。②維生素C具有還原性，是高效抗氧化劑，用來減輕抗壞血酸過氧化物酶基底的氧化應力。還有許多重要的生物合成過程中也需要維生素C參與作用。

教師引導學生進行信息整理與實驗現象分析：根據氧化還原反應原理，Fe2+中的鐵元素為+2價（中間價態），兼具氧化性和還原性，在實驗過程中Fe2+可能被氧化。那么，為什么維生素C有利于補鐵藥物吸收？

【實驗2】向實驗中的紅色溶液中加入少量維生素C粉末，震蕩并觀察現象：紅色溶液，褪色，沒有生成難溶物質。

【得出結論】維C與補鐵藥物同服能防止Fe2+被氧化，從而增強補鐵效果，所以“補鐵劑”中的有效成分是Fe2+。為了使用方便，制藥廠還將維生素C添加到補鐵藥物中制成了“維鐵緩釋片”。

【設計意圖】立足真實情境，不斷發現問題，通過任務驅動開展探究活動，解決實際問題，提高了學生觀察分析與證據推理能力，形成宏觀微觀相結合的化學學科思想。

環節三：解釋現象，解決問題

為什么【實驗1】中，滴加KSCN溶液后上部溶液變紅？如何防止補鐵藥中的有效成分被氧化從而提高藥效？（展示補鐵藥片的糖衣及塑料鋁膜）

學生根據藥片包裝分析討論提高補鐵劑藥效的有效方法，發掘生活中的化學知識。教師根據學生的討論情況，引導學生利用常見的氧化劑和還原劑建立Fe3+與Fe2+相互轉化的模型。

【活動3】（1）盛有少量FeCl2溶液的試管中，滴入幾滴KSCN溶液，觀察現象，再加入幾滴雙氧水或氯水，繼續觀察。（2）在盛有少量FeCl3溶液的試管中，滴入幾滴KSCN溶液，再加入少量Fe粉，充分振蕩。（3）用離子方程式表示轉化過程。

【設計意圖】結合實驗情境，從氧化還原的角度，認識Fe2+與Fe3+之間的相互轉化，引導學生發展證據推理與模型認知素養，為后續元素化合物知識的學習提供了方法借鑒。

環節四：聯系生活，學以致用

補鐵最好的途徑是通過飲食，含鐵較多的食物有豬肝、木耳、魚、菠菜、紅棗等。我們要養成健康的生活習慣，合理膳食，預防缺鐵性貧血，確保身心健康。我們更要善于從真實具體的生活情境中發現化學問題，通過多種途徑解決實際問題。從生活走進化學，從化學走向社會。

【設計意圖】回歸生活情境，引導學生關注生活中的化學問題，學會利用化學知識解決實際問題，體會化學學科的價值，培養“科學態度與社會責任”。

三、基于真實情境的“鐵鹽與亞鐵鹽”教學反思與實施建議

（一）教學反思

教材中關于“鐵鹽與亞鐵鹽”的實驗只有兩個且與生活實際聯系不足。本節課以“補鐵劑”為真實情境，學生親身經歷了小組討論、實驗設計與實施等探究過程，獲得Fe3+的檢驗、Fe2+與Fe3+的相互轉化等核心知識，提高了面對復雜情境下解決問題的能力，提高了學生學習化學的興趣，有利于他們適應飛速發展的信息時代和復雜多變的未來社會。

不足之處在于，雖然學生作為學習的主體自始至終參與了課堂教學活動，但由于課堂時間、空間、資源所限，學生未能充分體驗查閱資料、檢索文獻、項目式研究學習等。

（二）實施建議

1.提供多種品牌、多種形態的“補鐵劑”（如：硫酸亞鐵片、琥珀酸亞鐵片、富馬酸亞鐵顆粒、琥珀酸亞鐵口服液、樸血口服液、多糖鐵復合物膠囊、維鐵緩釋片等）供學生實驗所用，引導學生設計實驗，分別探究不同品牌、不同名稱、不同狀態的補鐵藥物的有效成分，引導學生從利用化學知識解決實際問題，體會化學學科價值。

2.布置作業：藥物補鐵劑的有效成分研究報告。

四、結語

創設真實的問題情境，開展以實驗為主的探究活動，重視教學內容的結構化設計，有助于激發學生的化學學習興趣，促進學生學習方式的轉變，培養他們的創新精神和實踐能力。《普通高中化學課程標準（2017年版）》中，大部分主題增加了“情境素材建議”內容，教師在日常教學中應廣泛聯系生活實際，建立和豐富教學內容素材庫并將情境素材開發成具體生動的教學案例，為發展學生核心素養貢獻力量。

參考文獻：

[1]邵傳強.指向核心素養的高中化學引入真實情境的教學探索[J].中學化學教學參考，2018（5）.

[2]奚梅梅，蘭俊耀，郭玉林，等.“素養為本”的教學探究：以“鐵及其化合物”為例[J].中學化學教學參考，2019（11）：49-52.

[3]張麗華.“素養為本”的元素化合物知識教學：以“鐵及其重要化合物”為例[J].化學教學，2019（8）：57-61.

[4]劉妍，王秀紅，張冬華.基于化學學科核心素養的“鐵鹽和亞鐵鹽”教學設計[J].化學教育，2019（7）：33-37.

[5]黃劍鋒，湯希雁.創設真實情境培養學生化學學科核心素養[J].基礎教育研究，2018（7）：60-62.

注：本文系石家莊潤德學校項目信息：指向核心素養的高中化學真實情境的選取與運用研究（編號：G2018143）。

作者簡介：田穎（1992—），漢族，出生于河北省博野縣，碩士研究生學歷，未定級，研究方向為中學化學課程與教學。

編輯 溫雪蓮