“鐵紅的前世今生”的項目式教學實踐

范佳慧

項目式學習強調基于情境，圍繞真實問題的解決，進行目標統整和內容統合，關聯并重構知識，引導學生在經歷完整問題解決的過程中建構大概念，建構學科和跨學科思想方法及認識方式。該文選擇與課程內容有關的情境素材，以探討“鐵紅的前世今生”為生活線，以第5章“金屬的冶煉與利用”、第7章“廣泛應用的酸、堿、鹽”的內容為化學知識線，雙線并舉，構成一堂有趣有料有溫度的化學項目式復習課。

一、教學主題內容及教學現狀分析

該復習課屬于新課標一級主題“物質的性質與應用”，所包含的二級主題為：金屬與金屬礦物、常見的酸堿鹽。

鐵是生產生活中應用最廣泛的金屬，教材通過生活實例、實驗探究等方式介紹了鐵的物理、化學性質，并在第7章“應用廣泛的酸堿鹽”中涉及到氫氧化鐵、氧化鐵、三價鐵鹽、二價鐵鹽的相關轉化。作為初中化學金屬元素的代表，通過鐵的學習，學生能掌握元素化合物學習的一般方法，對金屬特性和通性有更系統的認識，掌握了含鐵物質的相關轉化，同時該部分內容與高中化學鐵及其化合物等知識有著緊密聯系，在初高中的銜接上起到重要作用。

二、教學思想與創新點

在復習課中，學生對知識的新鮮感下降，如果只是簡單地進行知識點重現很難激發學生的學習動力，也不利于學生能力的進一步提升，采用項目式教學讓學生成為項目探究的主體，極大地提高了學生在復習課中的參與度和積極性。依據項目式教學中項目主題選取需具備承載學科思想方法、發展學生的核心素養、具有可操作性等特征，“含鐵物質的轉化及應用”復習課選取了生活中常見的紅色顏料——鐵紅，分為3個項目：搜集鐵紅在歷史上的存在、了解本地企業沙鋼工業制鐵紅及自制鐵紅，使復習課起到回顧與整理、建構與生長的作用。

三、教學目標

1.了解鐵紅在歷史的演變中扮演的重要角色。

2.通過鐵紅工藝流程的介紹和了解，辯證地認識工藝的優缺點，并通過每一步中含鐵物質的轉化，形成含鐵物質相互轉化的思維導圖，結合酸堿鹽的知識，對整個初中階段化學學科的物質轉化有更深地理解。

3.介紹本地企業沙鋼制備鐵紅的方法，培養對地方的認同感及歸屬感。

4.通過自制鐵紅的實驗，提高動手能力，面對實驗過程中出現的問題，會去分析問題、解決問題，發展實驗探究與創新意識，體驗實驗成功的喜悅，初步形成科學探究、嚴謹求實的科學態度。

四、教學流程（見表1）

五、教學實錄

1.搜集鐵紅在歷史上的存在

[情境]丹霞地貌以其色彩絢麗、造型奇特而聞名天下。在小學科學及地理教科書上我們已經領略過關于火燒云般的紅色山峰，而這個紅就來源于氧化鐵，這些氧化鐵是含鐵礦物長期暴露在大氣中風化積累下來的。

[教師設問]勤勞智慧的中國古代勞動人民用這些氧化鐵制成天然的紅色顏料，即鐵紅，應用于多個領域。來說說看你搜集到的關于鐵紅應用的資料。

[學生回答]各抒己見。

[教師總結]宋代王希孟的《千里江山圖》和敦煌壁畫張騫出使西域畫中，使用的紅色顏料都是鐵紅。

[教師引導]如今氧化鐵仍被作為紅色顏料廣泛應用，清同學們思考，如今的鐵紅仍是人工開采的天然原材料嗎？

[學生回答]總結：古人使用人工開采天然氧化鐵，其采集方法存在難度高、效率低、制得的鐵紅純度較低等等缺點，隨著技術的迭代更新，以上方法已被淘汰。

2.工業制鐵紅

[教師引導]那么如今工業上如何制備鐵紅呢？以什么為原料？本地的世界500強鋼鐵企業沙鋼每年也會生產很多鐵紅，請大家觀看視頻，從視頻中找到制取鐵紅的原料，并嘗試寫出工藝流程。

[學生]觀看沙鋼制鐵紅的視頻，并小組討論得出沙鋼制取鐵紅的原料和整個工藝流程。

[教師總結]鋼鐵企業以廢鐵屑為原料，在廢鐵屑中加入廢酸，形成氯化鐵和氯化亞鐵的混合溶液，并在800-850℃的高溫爐內，與氧氣、水共同作用形成鐵紅和氯化氫氣體。

[教師設問]沙鋼的制法中，除了將廢鐵屑、廢酸變廢為寶外，還有什么其他優點嗎？

[學生回答]還有流程簡單，操作簡便，原料便宜，利于獲得，不會產生溫室氣體，循環利用等優點。

[教師總結]沙鋼在制鐵紅方面確實有獨到之處。除了制鐵紅，沙鋼的鋼鐵還廣泛應用于橋梁、建筑、汽車等基礎民生領域，為張家港人民，為全國人民謀福利，為建設鋼鐵強國做出了巨大的貢獻。

3.自制鐵紅

[教師引導]沙鋼制得鐵紅需要高溫爐，顯然我們初中化學實驗室是達不到這個條件的，根據學案上提供的原料：氯化鐵溶液，氫氧化鈉溶液。根據資料：氫氧化鐵受熱易失水。小組討論總結設計你們的實驗方案。

[學生]小組討論得到實驗方案：將氯化鐵溶液和氫氧化鈉溶液混合后出現紅褐色沉淀，過濾出的紅褐色沉淀失水得到鐵紅。

[教師引導]有些注意事項值得關注：（1）氯化鐵溶液、氫氧化鈉溶液都用2個半滴管，氫氧化鈉溶液有腐蝕性，使用時一定要小心；（2）過濾操作注意“一貼二低三靠”；（3）洗滌的日的是對濾渣進行清洗，注意洗滌所用水的量不要太多；（4）加熱使用的設備有鐵圈、泥三角、坩堝，加熱時可用玻璃棒在坩堝中輕輕攪拌，如果存在飛濺現象，要采取間歇性加熱。

[學生活動]根據實驗方案及注意事項進行實驗。

[教師引導]同學們的小組實驗在給定的時間內幾乎都完成的很出色，有些小組得到的鐵紅發黑，其中的原因值得大家后續繼續討論。成功的小組可將制得的鐵紅中加點水，在白紙上寫出你想寫的字。老師也用第一組制得的鐵紅寫了四個字：中考必勝！

[教師引導]現在請同學們繪制關于鐵及其含鐵化合物之間相互轉化的思維導圖，并在箭頭上標明反應條件。

[學生活動]繪制思維導圖，通過小組合作盡可能的呈現鐵及其含鐵化合物之問的所有已知轉化（如圖1所示）。

[教師引導]同學們合作制得的鐵紅可以作為紅色顏料應用，但要注意其易吸水受潮，且易與酸堿性物質發生反應。為了珍惜我們的勞動成果，請大家妥善保存。

[教師總結]最后也希望同學們都做個根正苗紅的好少年，在建設社會主義偉大事業中做出自己的貢獻！

六、教學效果與反思（略）

（收稿日期：2024-02-10）