基于新高考的化学实验教学
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摘 要：化学实验在化学教学中有着很重要的地位，在新高考的形势下，努力培养学生核心素养的当下，如何实施实验教学，显得尤为重要，以“铁的化合物”为例，设计了两条主线、三个主题，通过实验探究培养了学生应用新的知识来解决现实问题的能力，从而实现了核心素养的培养。
关键词：类别通性；价轴关系；问题驱动
最近淄博市淄川区组织了优质课评选活动，本次优质课的课题为“铁的重要化合物”，实验较多。我们知道化学实验在化学教学中的重要地位，那么在新高考的形势下，在努力培養学生核心素养的当下，如何实施实验教学，显得尤为重要。
人教版必修一在学完离子反应氧化还原的基础上，开始介绍元素化合物的知识。它既是中学化学的基础知识，又是学生今后在工作和生产中经常要接触、了解和应用的基本知识。本节课以铁元素为核心，应用前面的分类方法，对铁的化合物分类进行研究，其中二价铁、三价铁的相互转化为本节课重点。
本节课有两条主线贯穿教学，知识主线依据前面的分类方法和氧化还原思想，按照氧化物、盐、氢氧化物的类别顺序进行分析和研究。核心素养主线，依据生活情景和生产情景，以实验探究为教学主旋律，培养学生的创新意识，应用证据推理，宏微结合，培养学生的科学精神。两条主线通过三个主题——宏观类别决定物质通性、价轴关系预测氧还性质、性质决定用途，以问题为驱动，以情景为载体，以探究为形式，培养学生的核心素养。
引课环节，为了激发学生学习铁及其化合物的兴趣和热情，以“魔力保温杯”这样的趣味实验作为导入，带领学生进入学习铁的化合物的探究世界。为了不割裂课堂设计，将铁的氧化物、盐和碱的基本概念及色态，用图片对比的方式做了一体化处理。在此基础上，引导学生完成物质类别之间的相互转化。展示主题——分类观建模结果。
大多数学生能根据化合价预测不同价态下元素的氧还性质，展示主题二价态观建模结果，纵向转变通过氧化还原反应来完成，并引导学生自己得出转化关系。在此设置了铁盐和亚铁盐相互转换的六个离子方程式。一方面为了巩固落实“利用氧化还原反应原理书写未知化学反应方程式”这一高考能力，另一方面可以为后续实验探究指明方向。离子方程式书写依然是难点，学生板演的错误率比较高。
设置真实的问题情景，敞口放置的硫酸亚铁溶液成分是什么？让学生通过实验探究来解决实际问题。
为了引导学生能够独立进行探究实验，先介绍探究实验的基本模式：提出假设—制定方案—实验验证—做出解释。学生根据亚铁盐不稳定，非常容易被空气或溶液中的氧气氧化为铁盐这一背景知识，提出科学假设：（1）情况1：若氧化完全，则只含铁离子。（2）情况2：若氧化不完全，则既含有亚铁离子又含有铁离子。（3）情况3：若没有被氧化，则只含亚铁离子。接着制订可行性方案，这个时候多数学生没有头绪，无所适从。问题驱动新知识的生长，铁离子和亚铁离子的检验应运而生。
如何检验铁离子和亚铁离子？老师给了一个引导性解决方案，大家分别从特征反应、沉淀反应和氧化还原反应三个角度出发加以验证，特征反应：灵敏度高，方法简单，针对性强。沉淀反应：氢氧化亚铁和氢氧化铁之间的相互转化，是本节课知识的交叉点和生长点。它既是前面氧化还原思想在氢氧化物中的集中体现，又是二价铁和三价铁的检验方法之一。在预习过程中，学生可能已经猜想到了变色原因可能是氧气将氢氧化亚铁氧化，但如何根据其他证据推理出变色的原理，传统实验方案显然不行。
总结学生发言，大家只看到了白色沉淀瞬间变为灰绿色，并没有看到最终红褐色的结果，引导大家合理推测：可能由于冬天温度过低，氧气的溶解度降低，另一方面反应速度受温度影响而大幅度减缓，导致氢氧化亚铁的氧化不完全。进而引导学生，假如氧气充足，能否观察到红褐色沉淀？接着给出设计方案：吸取部分灰绿色沉淀平铺在滤纸上，并展示实验结果。通过观察实验结果大家进一步认识到白变灰绿变红褐，确实由氧气的氧化导致，空气中氧气浓度高，氧化很彻底，溶液中氧气浓度低，氧化很缓慢。接下来进一步发散思维，如果往硫酸亚铁溶液中加入少许过氧化钠粉末，会有什么实验现象？少部分学生能够推断出直接出现红褐色沉淀，播放视频，检验是否会出现这一现象。引导大家去思考，可能是过氧化钠直接氧化了氢氧化亚铁，也可能是过氧化钠同水反应之后产生的氧气氧化了氢氧化亚铁，也可能是二者共同作用。改进实验和问题追问，非常好地帮助学生进行了证据推理，对氧气参与反应产生更理性的认知。
整个探究过程，学生不断提出猜想和设计方案，课堂常常迸发出一个又一个奇思妙想，但是通过实验验证后又殊途同归，在探究过程中，学生通过深度思考不断创生新知，实验探究培养了学生应用新的知识来解决现实问题的能力，从而实现了核心素养的培养。
也许因为各种原因，无法让每个问题都以实验的形式进行呈现和说明，但一定要让学生知道实验是学习化学的有力工具，是学习化学的灵魂，即便是以记忆为主的常识性知识，如果辅以实验探究也能碰撞出意想不到的思维火花。
参考文献：
王星乔，滕瑛巧，汪纪苗，等.基于化学核心素养的教学设计[J].聚焦课堂，2017（5）.
编辑 鲁翠红
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