例談促進學生化學學科核心素養發展的教學策略

郭潤

摘 要：化學學科核心素養引領下的化學教學，彰顯著化學學科的育人價值，促進著學生必備品格和關鍵能力的提升。以“鐵三角”的教學設計為例，分析了促進學生化學學科核心素養的五種教學策略，其分別為整體化策略、情境化策略、活動化策略、自主化策略以及意義化策略，并提供了完整的“鐵三角”的教學設計，以期為基于化學學科核心素養的教學策略提供具體的案例。

關鍵詞：中學化學;化學學科核心素養;教學策略

一、教學策略

高中化學學科核心素養是高中學生核心素養的重要組成部分，是化學學科育人的基本要求，為了更好地促進學生化學學科核心素養的發展，我們在教學中可以使用以下5種策略，其分別為整體化策略、情境化策略、活動化策略、自主化策略以及意義化策略。

（一）整體化策略

整體化策略強調三個方面：第一是聯系，強調的是關聯而不是獨立;第二是組織，強調的是建構而不是復制;第三是整合，強調的是“化學反應”而不是“物理反應”[1]。通過聯系、組織和整合，可以幫助學生更好地完成知識的結構化，結構化程度高的知識才能更好地轉化為素養。為了防止知識的碎片化，我們在教學過程中要幫助學生對知識進行歸納和梳理，在這一過程中可以使用知識樹、概念圖和思維導圖等方法。例如，在“鐵三角”的教學中，教師可以使用概念圖繪制出三種價態的鐵元素的轉化關系，從幫助學生實現相關知識的聯系、組織和整合。

（二）情境化策略

建構主義學習理論認為，知識是學生在特定情境中建構完成的，脫離真實情境的教學，通常只會形成僵化的、惰性的知識，這類知識難以轉化為素養[2]。合適的情境教學可以激發學生的興趣，引發情感的共鳴;可以使枯燥的知識找到切實的生長點，賦予其更深刻的意義;可以使學生在理論與實際的交融中，加深對知識的理解，并提升自身的能力。情境可以使虛擬的，也可以是現實的;可以是源于社會的，也可以是源于自然的，亦或是來源于日常生活的。例如，我們可以通過“硫酸亞鐵片外為什么裹上一層包衣”這一問題情境，學習亞鐵離子與氧化劑的反應;或是我們可以通過“為什么硫酸亞鐵片與維生素C同服有利于吸收”這一情境，學習鐵離子與還原劑的反應。

（三）活動化策略

杜威曾提出“做中學”的教學理論，他強調，學生要有機會通過實踐去證實或證偽自己的想法，從而使這些想法意義明確。化學是一門以實驗為基礎的自然學科，化學學科核心素養的形成離不開化學實驗，因此我要重視化學實驗這一活動的重要價值，精心設計實驗探究活動。例如在“鐵三角”的教學中，我們可以精心安排硫酸亞鐵片的性質實驗，檢驗燕麥中是否鐵粉的驗證實驗以及點紙成金的趣味實驗。

（四）自主化策略

自主化策略是指引導學生以自主的方式進行學習。建構主義學習理論認為，學習是一個具有主動性和建設性的過程，每個人的知識必須由自己主動建構，別人無法代替。因此，我們需要引導學生進行自主學習，最終學會閱讀和學會思考。例如在“鐵三角”的教學中，教師僅僅是提供“硫酸亞鐵片外為什么裹上一層包衣”這一問題情境，接下來的提出猜想、設計實驗方案、開展實驗以及得出實驗結論等一系列過程都由學生自主完成，教師在這一過程只是起到指導和幫助的作用。

（五）意義化策略

奧蘇伯爾曾提出“有意義學習理論”，其意義的最高層次是指精神意義，即知識不僅僅只涉及學生的認知活動，它還能夠促進人的思想和精神的發展，滋養人的內心，促進其必備品格的形成。為了更好地實現學習的意義化，在“鐵三角”的教學中，我們通過硫酸亞鐵藥片的性質實驗和燕麥中添加超細鐵粉的求證，激勵學生能對與化學有關的社會熱點問題作出正確的價值評價，能參與有關化學問題的社會實踐活動。幫助學生感受化學與生活的緊密聯系，培養其對化學學科的熱愛，樹立正確的學習觀，并體驗實驗探究的樂趣，提升合作意識。

二、教學設計

（一）教學目標

1.認識二價鐵和三價鐵的重要化合物的化學性質，并能寫出相關反應方程式。

2.知道Fe3+的檢驗方法。

3.在二價鐵還原性和三價鐵氧化性的學習中，初步體會運用氧化還原反應知識學習變價元素化合物知識的一般方法和步驟。

4.通過硫酸亞鐵藥片說明書的閱讀，培養獲取信息和初步加工信息的能力，初步形成設計簡單實驗的能力。

5.過求證燕麥中是否添加鐵粉這一社會熱點討論，培養學生的證據意識，建立觀點、結論和證據之間的邏輯關系。

6.在硫酸亞鐵性質的學習中體驗提出猜想、設計實驗、實驗探究、得出結論的科學探究過程;認識到科學探究是進行科學解釋和發現、創造和應用的科學實踐活動;能發現和提出具有探究價值的問題;能從問題和假設出發，依據探究目的，設計探究方案，運用化學實驗、調查等方法進行實驗探究。

7.通過硫酸亞鐵藥片的性質實驗和燕麥中添加超細鐵粉的求證，激勵學生能對與化學有關的社會熱點問題作出正確的價值評價，能參與有關化學問題的社會實踐活動。并進一步感受化學與生活的緊密聯系，培養對化學學科的熱愛，樹立正確的學習觀;體驗實驗探究的樂趣，提升合作意識。

（二）教學過程

結合前面的學情分析、重難點分析，本節課的教學總體包括四個思考，以四個值得思考的問題為線索，逐步深化教學內容，引導學生進行思考。

1.創設情境，導入新課

（1）以資料卡片的形式向學生呈現鐵元素對人體的重要性。

鐵是人體內必需的微量元素之一，它在體內的含量雖然甚微，但相比于其它微量元素，其含量卻是最多的。成年人體內約含4克鐵元素，相當于一根小鐵釘的重量，雖僅占人體總重量的6/1 000 000，但其作用不容忽視。

（2）展示血紅蛋白分子結構圖，讓學生了解Fe2+是血紅蛋白分子的重要組成部分，若是人體缺鐵會導致缺鐵性貧血。

（3）展示硫酸亞鐵片藥品，讓學生了解缺鐵性貧血可以使用該藥品進行治療。

2.Fe2+與Fe3+的相互轉化

（1）Fe2+轉化為Fe3+

[情境]展示藥品說明書中的性狀：“本品為包衣片，除去包衣片后呈淡藍綠色”。

[思考]為什么要在硫酸亞鐵晶體外裹上一層包衣呢？

[資料卡片]硫酸亞鐵晶體又名綠礬，化學式為FeSO4·7H2O，為淡藍綠色晶體顆粒或粉末。在干燥的空氣中會風化，在潮濕的空氣中易氧化為棕黃色的堿式硫酸鐵。

[學生猜想] Fe2+易被空氣中的O2氧化，包衣可以阻隔O2。

[學生探究]驗證亞鐵離子（Fe2+）易被空氣中的O2氧化。

實驗藥品：硫酸亞鐵片、1mol/L鹽酸溶液

實驗步驟：

①取硫酸亞鐵片，除去外層的包衣，研碎，轉移到試管中。

②向試管加入適量的稀硫酸，使硫酸亞鐵片溶解，觀察溶液顏色。

③滴加硫氰化鉀溶液，觀察溶液顏色變化。

實驗結論：Fe2+易被空氣中的O2氧化。

[實驗延伸] 具有還原性的Fe2+還可以被哪些常見的試劑氧化呢？請同學們嘗試用KMnO4、H2O2 進行實驗。從而開展學生實驗。

[歸納總結]學生在教師的幫助下進行總結，Fe2+具有還原性，可以被O2、KMnO4、H2O2等氧化劑氧化為Fe3+。

（2）Fe2+轉化為Fe3+

[情境] 展示說明書上的：本品與維生素C同服，有利于吸收。

[思考]為什么硫酸亞鐵片與維生素C同服，有利于吸收？

[資料卡片] ①維生素C，其化學分子式為C6H8O6，其又名抗壞血酸，外觀為白色晶體，無臭，味酸，易溶于水，具有較強的還原性。②一般來說，二價鐵比三價鐵更易于被人體吸收。

[學生猜想] Fe2+易被空氣中的O2氧化為Fe3+，Fe3+不易被人體吸收，而維生素C可以將Fe3+還原為Fe2+。

[學生探究] 驗證Fe3+可被維生素C還原為Fe2+。

實驗藥品：被氧化的硫酸亞鐵片溶液、維生素C。

實驗步驟：將維生素C藥片放入上一組實驗留下的試劑中，即被氧化的且含有KSCN的硫酸亞鐵溶液中，溶解，觀察溶液顏色的變化

實驗結論：Fe3+可被維生素C還原為Fe2+。

[實驗延伸]具有氧還性的Fe3+還可以被哪些常見的試劑還原呢？請同學們嘗試用Fe、I— 進行實驗。

[歸納總結]學生在教師的幫助下進行總結，Fe3+具有還原性，可以被維生素C、Fe、I—等還原劑還原為Fe2+。

3. Fe與Fe2+的相互轉化

[情境]展示社會熱點新聞，“燕麥中發現鐵粉，引起人們廣泛熱議。”

[思考]如何檢驗燕麥中是否含有鐵粉？

[學生討論]學生討論后，發表自己的看法，如使用磁鐵檢驗。

[演示實驗]教師將某品牌燕麥研磨碎后，用水沖泡，裝入密封袋內，用磁體貼緊密封袋，然后晃動密封袋使磁體盡可能多的吸引鐵粉。幾分鐘后，能觀察到密封袋內有較多地黑色粉末物質隨磁鐵的移動而移動。

[思考]除了服用硫酸亞鐵片，在食物中加入鐵粉是否也能達到補鐵效果？

[學生討論] Fe在胃酸里被溶解為Fe2+。

[教師解讀]現今， 有許多種鐵劑可用于食物加鐵， 估計其中有一半為鐵粉。這主要是因為鐵粉的穩定性較高。在美國， 鐵粉在加鐵面粉和面包中用量最大， 其加鐵量分別為37mg/kg和29mg/kg。添加到食物中的鐵在胃酸里被溶解， 然后在小腸中被吸收。

[問題延伸]通過燕麥中添加鐵粉，讓我們回想起Fe可以轉化為Fe2+，請同學們寫出已經學過的Fe轉化為Fe2+的化學反應方程式以及Fe2+轉化為Fe的化學反應方程式。

4 .Fe與Fe3+的相互轉化

[思考]

（1）Fe可以被氧化成Fe2+，Fe2+又可以被氧化成Fe3+，那么Fe能否直接被氧化為Fe3+？

（2）Fe3+可以被還原為Fe2+，Fe2+又可以被還原成Fe3+，那么Fe3+能否直接被還原為Fe？

[演示實驗]“點紙成金”的實驗

實驗材料：將浸泡了飽和氯化鐵溶液濾紙提前晾干，用酒精燈點燃，得到黑色的塊狀固體。用磁鐵檢驗黑色固體的磁性;用音樂盒檢驗黑色固體的導電性;

將黑色固體加入稀硫酸溶液中觀察有無氣泡。

實驗結論：三價鐵可以直接被還原成鐵單質。

[教師總結] 通過“點紙成金”的實驗，我們知道了三價鐵可以直接被還原成鐵單質，在后續的學習中我們會學習到鐵單質直接被氧化為三價鐵。

[課堂總結]

師生一起對鐵三角的相互轉化進行總結。

[課后學習任務]

除了硫酸亞鐵片，還有哪些藥物可以治療缺鐵性貧血？硫酸亞鐵片不可與哪些食物同食，這又是為什么呢？燕麥片中的鐵粉需要符合哪些要求呢？

結束語

基于學科核心素養的教學對教師提出了更高的要求，我們不僅要有促進學生核心素養發展的教學理念，還得進一步把理念轉化為可實際操作的策略，這樣核心素養才能在中學課堂落地生根。

參考文獻

[1]余文森.核心素養導向的課堂教學[M].上海：上海教育出版社有限公司. 2017（7）.

[2]周成海.現代教學理論與有效教學模式[M].長春：東北師范大學出版社， 2014.