新课程理念下高中化学探究教学的研究

来源:用户上传      作者: 王　超

　　一、教学背景
　　
　　美国的教育家施瓦布指出：“如果要学生学习科学的方法，那么有什么比通过积极地投入到探究的过程中去更好？”这句话对科学教育的探究式学习产生了深远的影响。新一轮基础教育课程改革的重要任务就是要改变传统在课堂中由教师单纯灌输知识、学生被动接受知识的落后的教学方式，让学生掌握在开放的学习环境中获得知识，并将获得的知识加以运用的先进学习方法。尤其是改变学生的课堂学习方式，让学生通过分析比教、探索研究、课堂互动、体验从未知到新知的探索过程。所以在自主探究为主的新课程教学模式下，提出问题―探究问题―解决问题是课程教学的模式的主线。
　　
　　二、教学目标
　　
　　1.通过日常生活中的应用实例和实验探究，了解Fe2+和Fe3+的性质，了解Fe2+和Fe3+的相互转化。
　　2.培养学生的创造性思维以及提出问题、分析问题、解决问题的能力，培养学生的实验操作能力、观察能力。
　　3.通过实验和小组合作活动，提高合作学习的能力，体验科学探究过程，培养科学态度和创造精神。
　　
　　三、教学思路
　　
　　教学内容是不断生成的，科学探究将成为新课程教学的核心。如何结合新课程教材内容，设计科学的探究活动，从而使学生理解知识的同时，体会学习的过程，获得学习的能力，是课堂教学中要解决的问题。本案例从学生现有的知识着手，用实验探究活动组织课堂教学，教学程序是：
　　1.通过缺铁性贫血这个常见病例的治疗药物创设情景，引出补血剂的成分是Fe2+还是Fe2+？从而引出Fe2+和Fe3+的检验方法。――提出问题
　　2.通过两个实验探究得出Fe2+和Fe3+的检验方法，从而为Fe2+与Fe3+之间的相互转化打好基础。――探究问题
　　3.以Fe2+和Fe3+的检验方法实验验证补血剂中的成分。――解决问题
　　
　　四、教学过程
　　
　　创设情景：调查显示，目前全世界约有20亿人贫血，其中90%是缺铁性贫血。补铁药物的治疗目的在于补充血液和组织所缺的铁，使血红蛋白恢复正常。常见的药物有：红桃K、葡萄糖酸亚铁、复方硫酸亚铁、血尔等。
　　药品展示：复方硫酸亚铁（一种常见的补血药剂）。
　　提出问题：要被人体所吸收必须是离子形式，那到底是Fe2+还是Fe3+？
　　实验演示：取两支试管，向其中一支加入2mL0.1mol/LFeCl3的溶液，另一支加入2mL0.1mol/LFeCl2溶液，再向两试管中加KSCN，振荡，观察现象。
　　提出问题：出现什么现象？为什么会这样？
　　学生活动：FeCl3溶液立即变为血红色，FeCl2溶液无明显现象。原因：Fe3++3SCN-=Fe（SCN）3（血红色）。
　　过渡：怎样利用这个实验来检验Fe2+的存在？
　　学生活动：如先加KSCN溶液无色，把Fe2+转化成Fe3+后显血红色，即为Fe2+。
　　提出问题：从氧化还原反应的角度来看如何实现Fe2+→Fe3+？为什么？
　　学生活动：原因：从氧化还原反应的角度看，Fe2+是还原剂，需要加氧化性的物质，比如刚学过的氯水、溴水、碘水。
　　实验演示：
　　1.向一支装有FeCl2的试管加几滴氯水再加KSCN。
　　2.向一支装有FeCl2的试管加几滴溴水再加KSCN。
　　3.向一支装有FeCl2的试管加几滴碘水再加KSCN。
　　实验现象：第一支、第二支试管中有血红色出现。第三支试管中无血红色。
　　提出问题：为什么会出现以上现象？
　　小组讨论：原因：从氧化还原的角度看，Fe2+是还原剂，Cl2和Br2是较强的氧化剂，可将Fe2+氧化为Fe3+；I2的氧化性较弱，不能将Fe2+氧化到Fe3+。
　　提出问题：以上实验说明Fe2+→Fe3+的条件是什么？
　　学生活动：归纳Fe2+→Fe3+的条件：需要加较强氧化性的物质：比如Cl2、Br2、H2O2和KMnO4（H+）。
　　展示：补血剂和说明书？
　　提出问题：为什么补血剂外层要裹上糖衣？
　　学生活动：可能是防止被空气中的氧气氧化。
　　追问：你如何用实验来证明你的想法？
　　实验验证：取久置于空气的FeSO4溶液2ml于试管中，向其中加KSCN，呈血红色，说明假设成立。
　　过渡：如何利用以上实验原理来证明补血剂中的成分，请大家自行设计实验加以证明。
　　实验演示：取少量补血剂于试管当中，加水稀释。向其中加入KSCN，（无血红色）再加入H2O2（血红色）――说明主要成分是Fe2+。
　　提问：Fe2+转化为Fe3+需要加强氧化剂，那么Fe2+转化为Fe3+需要加什么试剂（还原剂）？
　　提供学生以下药品：铁粉、铜粉、0.1mol/LFeCl3溶液、KSCN溶液。请根据以上药品设计实验探究Fe2+转化为Fe3+的条件。
　　演示实验：
　　1.取0.1mol/LFeCl3溶液于试管中，加过量铁粉，振荡，再加KSCN溶液。
　　2.取0.1mol/LFeCl3溶液于试管中，加过量铜粉，振荡，再加KSCN溶液。
　　现象：均无血红色物质生成，原因：
　　2Fe3++Fe2+=3Fe2+
　　应用：FeSO4溶液在空气当中很容易变质，为防止它的变质可在配置溶液时加入少量铁粉。
　　2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
　　应用：展示一块铜线路版，并讲解：我们知道单质铜不能被一般的酸和碱腐蚀，但在工业上铜印刷线路版是用FeCl3溶液溶解的。
　　实验：在铜上用毛笔蘸FeCl3溶液写字：化学。
　　总结：Fe3+→Fe2+

　　Fe2+→Fe3+
　　Fe3+具有氧化性，Fe2+主要显示还原性。
　　
　　五、教学反思
　　
　　1.探究式学习的形成和策略
　　探究式学习是在教学情景中使学生通过一系列体验生活去发现问题、分析问题、提出假设、解决问题的学习过程。探究式教学模式多种多样，但实质和特征基本相同，只是形式上稍有差别。本案例中运用了“实验探究”和“问题探究”两种基本模式。学生的科学探究、实践能力和创新精神不是短时间可以培养的，而是在长期的学习和生活中逐渐形成的。在这节课中，教师首先通过补血剂引入教学情境，通过探究补血剂的成分提高学生的参与积极性。以两个对比实验引出了Fe3+的检验方法，直观明显的实验现象激发了学生的探究热情。通过该实验的检验方法能自然地引入到Fe2+的检验方法，进而为Fe2+→Fe3+的转化打好了基础。在Fe2+→Fe3+转化条件探究中运用对比实验，学生能清楚地了解Fe2+→Fe3+转化条件需要较强的氧化剂。从学生的角度看，Fe2+能转化为Fe3+，又很自然地过渡到Fe3+转化Fe2+的条件。所以设计的思路比较清晰，在Fe3+转化Fe2+的过程中并没有把操作的步骤告诉学生，而是学生提供药品：铁粉、铜粉、0.1mol/LFeCl3溶液、KSCN溶液，请学生根据以上药品设计实验探究Fe3+转化为Fe2+的条件，让学生自行提出假设，并利用所结合的试剂设计实验方案，进行实验操作，观察实验现象，最后得出结论。这样的呈现方式不仅能够使学生掌握Fe3+转化为Fe2+的条件，还训练了学生的问题解决能力、设计实验方案的能力、观察分析能力和归纳概括能力。上述案例教师充分分析了课程改革的新理念，思考了这种理念转变为教师素质的基本要求，这在一定程度上保证了教师摆脱重复机械的教学模式，为课堂教学行为的改变提供了方向。通过课堂教学中的师生互动情境，课例做了详细的介绍，虽没有到现场，听课的读者也能有切身的体验。
　　2.探究式学习中注意预设和形成
　　通过创设情景将学生引入到一个广阔和活跃的探究氛围，教师需要精心组织和调控，要有预设，也尽量要有生成，只有生成而没有预设的课堂教学不仅形散而且神散，而只有预设没有生成的课堂教学则死气沉沉，会扼杀师生的创新精神和探究欲望。另外，学生的知识基础有限，不可能对任何问题都能探究清楚。我们所进行的探究类似于科学研究，因此，教师要对学生的探究活动与内容进行适当的调控和取舍。例如，探究Fe3+转化Fe2+的条件时，KI和H2S这些常见的还原剂最多只能提及，但不要求探究和方程式的出写。
　　3.需要继续探讨的问题
　　从这次探究性活动的反馈信息得知，绝大部分学生能够完成主要的探究活动，掌握探究方法，学会分析推理得出结论，但还是有部分学生对完成探究感到困难。所以还需要进一步增强学生的知识基础，提高其认知能力和探究水平。这三者是影响探究质量，落实教学有效性的关键因素。同时探究问题的开放程度，解决学生探究活动中的两极分化现象，如何组织学生积极开展讨论交流、合作学习、独立思考等问题都值得研究。

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