蔣靜

（蘇州中學(xué)江蘇蘇州215000）

有關(guān)“Fe2＋和Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化”實驗探究課的教學(xué)反思

蔣靜

（蘇州中學(xué)江蘇蘇州215000）

結(jié)合“Fe2＋和Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化”的實驗探究課，從教學(xué)內(nèi)容的選擇、教學(xué)過程的設(shè)計、教學(xué)語言的提煉、教學(xué)效果等各方面介紹了公開教學(xué)的過程及自己的思考與體會。

實驗探究;Fe2＋和Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化；猜想與假設(shè)

高中化學(xué)新課程以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)的能力為目標(biāo)。根據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)，筆者結(jié)合高中化學(xué)必修1（蘇教版）專題三中有關(guān)“Fe2＋和Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化”（以下簡稱為“轉(zhuǎn)化”）這一內(nèi)容，嘗試了一節(jié)探究性實驗教學(xué)公開課，感受頗多，在此與各位同行交流探討。

一、選擇一個合適的探究性實驗作為教學(xué)內(nèi)容，是上好探究課的基本保證

一堂優(yōu)質(zhì)的課離不開教學(xué)內(nèi)容的精心挑選。新課程標(biāo)準(zhǔn)指出，科學(xué)探究的要素可以概括為提出問題、猜想與假設(shè)、進(jìn)行實驗、交流與討論、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評價等。筆者之所以選擇“轉(zhuǎn)化”這一內(nèi)容，因為它在科學(xué)探究的各個要素上都可以找到較好的切入點。

著名心理學(xué)家皮亞杰認(rèn)為，一切有效的工作必須以某種興趣為先決條件。興趣是思維的導(dǎo)火線，是學(xué)習(xí)的內(nèi)動力，它可以使學(xué)生的求知欲由潛伏狀態(tài)轉(zhuǎn)化為激活狀態(tài)。因此問題的提出，最好就是能來源于生活，來源于學(xué)生身邊的小事；“Fe2＋和Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化”這一知識點在日常生活中應(yīng)用十分廣泛，如人體鐵元素的吸收、紅磚和青磚的區(qū)別、印刷線路板的制作等，只有創(chuàng)設(shè)一種生動活潑、引人入勝的問題情境，才能引起學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)上的不平衡，造成學(xué)生心理上的懸念，從而喚起學(xué)生的求知欲，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)、探究來尋求問題的解決。

而要對于提出的問題進(jìn)行猜想與假設(shè)，學(xué)生就必須具備探究的知識基礎(chǔ)。學(xué)生通過專題二中氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)的學(xué)習(xí)，完全具備了探究Fe2＋和Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化的知識基礎(chǔ)，能從鐵元素化合價角度探討Fe2＋和Fe3＋之間能否相互轉(zhuǎn)化，怎樣相互轉(zhuǎn)化；根據(jù)專題一中研究物質(zhì)的實驗方法的學(xué)習(xí)以及有關(guān)鈉、鎂、鋁學(xué)習(xí)過程中演示實驗、學(xué)生實驗等實驗基礎(chǔ)的積累，學(xué)生們已經(jīng)初步掌握了簡單的實驗設(shè)計的方法，并且能通過交流討論來完善實驗設(shè)計，利用實驗事實來驗證猜想與假設(shè)，給出合理的解釋與結(jié)論。

二、教學(xué)過程的設(shè)計要為學(xué)生的思考鋪設(shè)階梯，叩開學(xué)生的思維大門

教師在教學(xué)過程中往往會遇到這樣一個問題，對于設(shè)計的問題，學(xué)生“啟而不發(fā)”。在“轉(zhuǎn)化”課堂教學(xué)試上時，對于問題“Fe2＋和Fe3＋能否相互轉(zhuǎn)化？怎樣相互轉(zhuǎn)化？”，學(xué)生不知如何回答。通過課后調(diào)研發(fā)現(xiàn)，提出的問題范圍太大，沒有為學(xué)生設(shè)置梯度，學(xué)生不知從什么角度回答，影響了學(xué)生的情緒和學(xué)習(xí)的主動性。后來筆者在原來設(shè)問之前補充了幾個問題：鐵單質(zhì)具有哪些化學(xué)性質(zhì)？反應(yīng)產(chǎn)物中鐵的化合價是多少？不同化合價的鐵元素又具有什么不同的性質(zhì)？通過這幾個問題的鋪設(shè)，學(xué)生很快被引導(dǎo)到從化合價高低的角度考慮Fe2＋和Fe3＋之間的轉(zhuǎn)化問題，得出和氧化劑反應(yīng)能把Fe2＋轉(zhuǎn)化成Fe3＋，和還原劑反應(yīng)能把Fe3＋轉(zhuǎn)化成Fe2＋。

而在學(xué)生們通過實驗驗證了氯水中的Cl2能把Fe2＋轉(zhuǎn)化成Fe3＋后，引申到“溴水、碘水能否實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化呢？”由于課堂時間有限，不能全部通過實驗驗證，筆者希望學(xué)生能通過已學(xué)的鹵素單質(zhì)氧化性強弱的角度來分析，但試上時也以失敗告終。筆者發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生對于鹵素單質(zhì)氧化性強弱的記憶比較淡薄，而作為公開課又不可能有時間復(fù)習(xí)這部分知識，如何解決這一矛盾？經(jīng)過教研組老師的討論，發(fā)現(xiàn)只要再補充一問：“有哪些強氧化劑可以把鐵氧化至＋3價，哪些弱氧化劑把鐵氧化至＋2價？”無形中就引導(dǎo)學(xué)生們復(fù)習(xí)整理了鹵素單質(zhì)氧化性，為下面的教學(xué)打下了伏筆。

由此可見，教師問題的設(shè)計應(yīng)有梯度，要根據(jù)學(xué)生的實際水平，確定學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，創(chuàng)設(shè)讓學(xué)生“跳一跳就夠得著”的問題情境，才能更好地啟發(fā)學(xué)生。

三、及時捕捉認(rèn)知沖突，營造探究的教學(xué)氛圍

在探究性實驗教學(xué)過程中，由于學(xué)生的生活背景、學(xué)習(xí)習(xí)慣、思維方式等不盡相同，經(jīng)常會出現(xiàn)超出教師預(yù)設(shè)方案的新問題。在傳統(tǒng)的講授式教學(xué)中，教師往往會馬上點撥學(xué)生調(diào)整“出軌”的思維，讓學(xué)生順著教師的思路完成學(xué)習(xí)。殊不知這樣壓抑了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，泯滅了創(chuàng)造性思維的火花；只有直面學(xué)生提出的新問題，及時捕捉篩選有價值的信息，按照課程的預(yù)設(shè)目標(biāo)，調(diào)整自己的教學(xué)行為，調(diào)控學(xué)生的探究方向，才能達(dá)成課堂預(yù)設(shè)的教學(xué)效果。

在“轉(zhuǎn)化”課堂教學(xué)過程中，筆者設(shè)計了如下探究情境：請學(xué)生在指定提供的硫酸亞鐵溶液、氯化鐵溶液、氯水、碘化鉀溶液、酸性高錳酸鉀溶液、鐵粉等試劑中自由選擇合適的試劑，來實現(xiàn)Fe2＋和Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化的變化。

首先請學(xué)生交流討論哪些物質(zhì)能把Fe2＋轉(zhuǎn)化成Fe3＋，并設(shè)計實驗方案進(jìn)行驗證。學(xué)生根據(jù)已有知識的積累，均能選擇氯水、酸性高錳酸鉀溶液和硫酸亞鐵溶液反應(yīng)實現(xiàn)轉(zhuǎn)化，并設(shè)計出實驗步驟：1.取少量硫酸亞鐵溶液;2.滴入氯水（或酸性高錳酸鉀溶液）然后觀察溶液顏色變化；而在筆者準(zhǔn)備時還有第3步加硫氰化鉀溶液進(jìn)一步驗證生成的Fe3＋，學(xué)生卻沒有想到。筆者并沒有馬上補充這一步驟，而是讓學(xué)生按照自己設(shè)計的步驟實驗。在實驗過程中出現(xiàn)了問題：幾乎觀察不到溶液顏色由淺綠色變成黃色。那如何驗證溶液已經(jīng)發(fā)生反應(yīng)？學(xué)生們積極討論，各抒己見：檢驗生成的Fe3＋或Cl－。而氯水中本身含有Cl－，有干擾，只能檢驗Fe3＋？學(xué)生又提供若干種方法：加可溶性堿，加硫氰化鉀溶液等。經(jīng)過充分討論最后確定最好的檢驗方法：加硫氰化鉀溶液，既靈敏現(xiàn)象又明顯。就由學(xué)生自己完善了實驗的設(shè)計。

在討論Fe3＋轉(zhuǎn)化成Fe2＋時，也出現(xiàn)了新情況，學(xué)生選擇碘化鉀溶液實現(xiàn)Fe3＋轉(zhuǎn)化成Fe2＋時，設(shè)計了往滴加了硫氰化鉀的氯化鐵溶液中滴加碘化鉀的實驗步驟，預(yù)期看見血紅色褪去，溶液變成淺綠色。但實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)試管中始終呈現(xiàn)較深的顏色，絲毫看不出淺綠色，為什么血紅色沒有褪去，為什么看不出Fe2＋的顏色呢？學(xué)生看到的實驗事實與腦中的定向思維產(chǎn)生了認(rèn)識沖突，使學(xué)生處于受激發(fā)狀態(tài)，喚起了強烈的求知欲。有學(xué)生提出，可能是有Fe3＋過量了，于是改進(jìn)設(shè)計：在少量氯化鐵中加過量的碘化鉀溶液。實驗表明血紅色消失了，但溶液仍然不是淺綠色的。又是怎么一回事呢？學(xué)生只盼從“疑無路”的境地，走向“又一村”的妙境。此時筆者提示，可不可能是生成了其他的物質(zhì)影響了生成的Fe2＋的顏色呢？學(xué)生展開激烈的討論，得出結(jié)論：可能是生成了的碘顏色影響了Fe2＋的顏色。那如何驗證猜測的正確性呢？利用學(xué)生的已有知識，提出了用淀粉溶液或四氯化碳來檢驗生成的碘單質(zhì)，最終設(shè)計了完善的實驗方案。

當(dāng)然也有一些問題是沒有時間在課堂上探究解決的，如有學(xué)生發(fā)現(xiàn)在硫酸亞鐵溶液中滴加酸性高錳酸鉀后再滴加硫氰化鉀血紅色比較淺，甚至看不見。那可不可能是硫氰化鉀參與了其他反應(yīng)呢？由于課堂時間有限，筆者就鼓勵學(xué)生課后到圖書館查閱資料，將課堂探究延伸到課外，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生查閱資料、收集證據(jù)、解釋事實、得出結(jié)論的能力。

四、巧妙運用教學(xué)語言，活躍課堂氣氛

教學(xué)語言的運用是一門藝術(shù)，合理運用教學(xué)語言不僅可以活躍課堂氣氛，加深知識的理解，也可以從側(cè)面影響學(xué)生情感態(tài)度和價值觀的樹立。例如“轉(zhuǎn)化”課堂教學(xué)的引入，筆者用的是校歌《誠、思、信、勇》中的一句歌詞——“紅樓書聲瑯瑯、我們奮發(fā)創(chuàng)新”，既取材于學(xué)生耳熟能詳?shù)母枨植皇缕?，還能從側(cè)面激發(fā)學(xué)生的愛校情懷；再如當(dāng)需要學(xué)生用實驗事實來驗證猜想與假設(shè)時，就運用“實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”來過渡，既貼切，又能對學(xué)生進(jìn)行唯物主義觀點的教育；而當(dāng)學(xué)生在發(fā)現(xiàn)實驗現(xiàn)象與猜想不符，進(jìn)入思維死角，而經(jīng)過教師提示，同學(xué)探討后又豁然開朗時，插上一句“真是山窮水盡疑無路，柳暗花明又一村”，頓時課堂氣氛活躍了。

整個教學(xué)過程中這類語言不需要多，只是那么幾句的巧妙運用，往往能起到畫龍點睛的作用。

五、探究給學(xué)生帶來自信，讓教師面臨挑戰(zhàn)

本節(jié)課改變了傳統(tǒng)的傳遞－接受式教學(xué)模式，而是讓學(xué)生在“實驗－反思－再實驗－再反思－總結(jié)歸納”的過程中體驗實驗探究，使學(xué)生處在探索知識的主體地位上，通過動眼、動手、動口、動腦進(jìn)行主動學(xué)習(xí)，整個過程充滿了樂趣，體現(xiàn)了團(tuán)隊協(xié)作精神，培養(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)求實、認(rèn)真細(xì)致的科學(xué)精神。課后學(xué)生均表示歡迎這種學(xué)習(xí)方式。通過自己獨立討論探究出Fe2＋和Fe3＋之間相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律及其條件，記憶更為深刻，學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和積極性得到了提高，更為自信。

在實驗探究課上，學(xué)生的活動多了，教師的講述少了，教師是不是變輕松了？其實不然，探究課反而讓教師面臨更高的挑戰(zhàn)。首先，教師要做好大量的前期工作：對教材進(jìn)行深入的研究，創(chuàng)設(shè)符合教材和學(xué)生實際的探究情境；要對實驗事先進(jìn)行嘗試，確定各種設(shè)計的科學(xué)性、合理性；課堂語言要不斷提煉，爭取簡要精辟……在教學(xué)課堂上，雖然教師的講述少了，可是隨著學(xué)生活動的增多，教師就必須眼觀六路耳聽八方：看學(xué)生實驗操作是否正確，實驗現(xiàn)象是否正常，聽學(xué)生討論的思考角度，學(xué)生回答的思維誤區(qū)；要善于捕捉學(xué)生的思維火花，及時篩選學(xué)生的認(rèn)知沖突，從而更好地做一個引導(dǎo)者、組織者。一堂課下來，反而更為緊張忙碌，這就給教師提出了更高的要求，不僅要有較高的知識智力水平，而且要有較高的研究能力和組織引導(dǎo)能力。

［1］中華人民共和國教育部制定.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗）［M］.北京:人民教育出版社,2011

［2］閻芬,于少華,王磊.中學(xué)化學(xué)教學(xué)中促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識發(fā)展的問題設(shè)置有效性研究——以“基于代表物學(xué)習(xí)鐵及其化合物的性質(zhì)”為例［J］.化學(xué)教育,2015（13）:32-35

［3］劉永梅.“探究鐵及其化合物的氧化性和還原性”課堂實錄［J］.文理導(dǎo)航(中旬）,2015（7）:56

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10.3969/j.issn.1008-0546.2017.09.021