教学设计
课题 探秘补铁药中的化学——铁盐和亚铁盐
课型 新授课 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□
1.教学内容分析
本课时隶属于人教版必修第一册第三章《金属及其化合物》中的“铁及其化合物”部分,是单元知识的综合应用与认知模型的构建环节。核心内容为Fe 和Fe 的检验、性质及相互转化。 · 核心素养功能价值:以“探究补铁药有效性”的真实项目贯穿始终,引导学生运用“物质类别”和“元素价态”二维模型解决实际问题,深刻体现“宏观辨识与微观探析”、“证据推理与模型认知”、“科学探究与创新意识”及“科学态度与社会责任”等化学核心素养的融合发展。 · 正确价值观念:通过探究维生素C的作用机理和药品保鲜方案的设计,培养学生严谨求实的科学态度、绿色化学的观念和服务社会的责任感。 · 知识关联:本课是对氧化还原反应理论的深度应用与具体化,也是对钠、氯等元素化合物研究方法的迁移与升华,同时为后续学习硫、氮等变价非金属元素奠定了坚实的认知基础(研究思路可迁移)。 知识结构图示: 已学内容:铁单质 (Fe) → 铁的氧化物 → 铁的氢氧化物 ↓ (认知深化与综合应用) 本课核心:铁盐与亚铁盐 (Fe , Fe ) ↓ |【任务一】检验方法 (宏观辨识) |【任务二】氧化性/还原性 (微观探析与证据推理) |【任务三】相互转化规律 (变化观念与模型认知) ↓ (价值实现与素养落地) 实际应用:解决补铁剂变质问题,解释印刷电路板蚀刻原理。
2.学习者分析
· 学习经验与知识储备:学生已掌握氧化还原反应的核心概念,能判断常见的氧化剂和还原剂;已了解Fe(OH) 的不稳定性;具备基本的实验操作技能。 · 学科能力水平与兴趣需求:能进行简单地推理和归纳,但对自主设计完整探究方案、基于证据进行深度逻辑分析感到困难。对生活化的化学问题和角色扮演(科研员)有浓厚兴趣,渴望通过实验揭示原理。 · 发展需求与路径:需要将知识点(氧化还原、离子反应)整合并应用于新情境(Fe /Fe 体系),实现从知识理解到能力迁移的跨越。路径为:在真实问题(补铁剂变质)驱动下,通过“实验探究-证据收集-模型建构-问题解决”实现思维进阶。 · 可能困难: 设计严谨的对照实验来验证维生素C的作用(控制变量思想的应用)。 从具体的多个转化实验中,抽象概括出普适的“铁三角”相互转化模型。
3.学习目标确定
1.通过实验探究铁盐和亚铁盐的化学性质,掌握铁盐和亚铁盐的检验方法,体验实验对认识和研究物质的重要作用,发展证据意识与推理能力。 2.从物质类别和元素价态的视角认识含变价元素物质之间的转化关系,发展转化观,丰富研究物质的思路与方法,建立认知模型并能初步运用,发展模型认知的能力。 3.结合实例,将铁盐和亚铁盐的性质运用于解决生产、生活中简单的化学问题,强化性质决定用途的观念,体会铁元素与生产生活及人类健康的密切联系,体会化学对人类生活的重要意义。
4.学习重点难点
学习重点:Fe 和Fe 的检验方法,Fe 与Fe 的相互转化。 学习难点:Fe 与Fe 混合溶液中Fe 的检验方法
5.学习评价设计
评价维度评价内容评价方式与工具知识获得与能力提升能否准确描述检验 Fe 、Fe 的实验现象并得出正确结论; 能否正确书写关键离子方程式。 1. 《课堂学习评价量表》(含现象记录完整性、结论准确性、方程式书写规范性等); 2. 教师巡视即时提问(针对现象分析、方程式书写逻辑)。思维发展与学习方法设计的 “维生素 C 作用” 验证方案是否科学、严谨(是否体现控制变量思想); 能否从实验中概括出 Fe 与 Fe 的转化规律。 1. 小组实验方案展示与互评; 2. 教师观察记录(关注方案设计思路、规律概括过程); 3.《建议书》中原理阐述部分评价(是否基于实验规律,逻辑是否清晰)。学习态度与价值观念实验操作是否规范、安全(如试剂取用、仪器使用、废弃物处理); 小组合作中是否积极参与、主动贡献观点(如方案讨论、操作配合); 3.《建议书》是否体现社会责任感(如结合铁离子转化知识提出生活中的合理建议,如食品保鲜、补铁剂使用等)。1. 课堂观察记录(教师填写观察量化表,含操作规范、安全意识、合作参与度等); 2. 小组汇报表现评价(关注发言积极性、团队协作配合度); 3. 《建议书》内容审核(重点评估社会价值关联度)。
6.学习活动设计
教师活动学生活动环节一:创设情境——发布科研挑战 (预计5分钟)教师活动1 创设角色:同学们,今天我们化身为一支化学科研团队的成员,接受一家药厂的委托,来解决他们面临的问题。 发布核心任务:(展示一瓶硫酸亚铁口服液及其说明书)药厂发现,他们的补铁口服液在储存一段时间后,效果会变差。同时,说明书上建议“与维生素C同服效果更佳”。我们的核心任务是探究补铁药中不稳定的原因及维生素C的保护机理。 提出本课驱动性问题链: 问题1:如何快速、准确地检测药液是否变质? 问题2:维生素C究竟是如何起到“保护”作用的? 学生活动1 1.观察硫酸亚铁口服液及其说明书,结合生活经验进行猜测。 2.进入“科研员”角色,产生使命感和探究欲望。 3.思考驱动性问题,形成探究预期。活动意图说明: 通过角色扮演和真实的公司委托,快速创设高参与度的学习情境。驱动性问题将本课核心知识转化为待解决的科研任务,激发学生内在动机与探究欲,为后续活动奠定基调。 环节二:任务一——建立药品检测标准 (预计15分钟) 教师活动2 引导学生:“工欲善其事,必先利其器。我们首先需要掌握Fe 和Fe 的检验方法。” 提供“标准样品”(FeSO4、Fe2(SO4) 溶液)和“侦查工具”(KSCN溶液、NaOH溶液、氯水、酸性KMnO4、酸性的H2O2等),组织学生进行分组对比实验。 (已知Fe 能与KSCN反应生成血红色的Fe(SCN) )Fe 溶液中滴加KSCN溶液,无明显现象,如何确认溶液中含有Fe ,请设计实验方案。 指导学生完成《科研日志》第一部分(现象记录与结论)。 提出进阶问题:“若药液FeSO4、Fe2(SO4) 溶液部分变质,如何同时检测出Fe 和Fe ?”引导学生思维深化,设计实验方案: (1)分别检验出溶液中同时含有Fe 和Fe 。 (2) 说明你的检验顺序和理由。 学生活动2 明确建立检验方法是解决问题的第一步。 学生实验:进行分组实验,向两种标准溶液中分别滴加KSCN溶液和NaOH溶液,仔细观察并记录特征现象。 总结并表述:Fe 的专属试剂是KSCN溶液,现象是溶液变血红色;Fe 的检验方案:(1)与NaOH反应产生白色沉淀迅速变为灰绿色最后呈红褐色;(2)滴加KSCN溶液,无明显现象,再滴加少量氧化剂(将Fe 氧化为Fe ) ,溶液变为红色。 思考并讨论混合溶液的检验方案。 探究活动一:学生可能提出两种思路: 思路A:先加KSCN溶液变红,证明有Fe ;再另取样品加氯水后加KSCN,红色更深,证明有Fe 。(教师引导:此方法不严谨,Fe 被氧化会干扰)。 思路B(最优):第一步,取少量样品,滴加KSCN,若立即变红,证明有Fe 。第二步,另取少量样品,滴加酸性KMnO 溶液,若紫红色褪去,证明有Fe 。活动意图说明: 将知识学习(检验方法)转化为解决核心问题(检测变质)的必要技能准备,目标明确。通过对比实验培养观察、比较与归纳能力。进阶问题旨在培养学生解决复杂问题的系统思维。 环节三:任务二——解密VC的保护机理 (预计15分钟) 教师活动3 1.(理论先行)引导学生从Fe 和Fe 的化合价分析,预测其氧化性/还原性及转化条件。 2.(任务升级)提出任务:设计实验实现Fe →Fe 和Fe →Fe 的转化。 3. (提供支架)提供氯水、酸性KMnO 、H2O 溶液、Fe粉、Cu粉等试剂,指导学生选择合适物质完成实验并验证。 4. 引导深度思考:补铁口服液说明书上建议“与维生素C(具有还原性)同服效果更佳”演示实验——向1mlFe2(SO4)3的溶液中滴加KSCN溶液(溶液变为红色),投入维生素C片剂,振荡,红色褪去,启发学生理解Vc作用的双重性(预防氧化与逆转氧化)。 学生活动3 1.从氧化还原角度预测:Fe 有还原性,需氧化剂;Fe 有氧化性,需还原剂。 2.探究活动二:小组合作设计实验方案,如向FeSO4中滴KSCN,再滴加双氧水或氯水验证;向Fe2(SO4)3中加Fe粉或铜粉,反复振荡,观察红色是否褪去。 3. 实施实验,记录现象,分析结论,并尝试书写相关离子方程式。 4. 分析现象,得出结论:Vc通过其还原性,能保护Fe 不被氧化,并能将Fe 还原为Fe 。活动意图说明: 此环节是本节课的思维高峰,是科学探究能力培养的核心。引导学生运用理论指导实践,完成从“识记”到“理解”再到“应用与创新”的跨越。培养“证据推理与模型认知”的核心素养。环节四:任务三——建构模型与输出成果 (预计10分钟) 教师活动4 引导建模:引导学生用离子方程式概括上述所有转化反应,并共同总结出“升(价)靠氧(化剂),降(价)靠还(原剂)”的“铁三角”转化认知模型。 发布终极任务:撰写《致药厂的建议书》。要求:基于全部实验证据和理论模型,提出防止补铁药变质的、具有可操作性的综合方案。 3. 组织小组间进行成果展示与简短交流。学生活动4 1.书写关键离子方程式,并与教师共同提炼、概括转化规律,形成稳定的认知模型。 2.小组合作,撰写《建议书》。内容需包括:变质原因(Fe 被空气中O 氧化)、Vc作用机理(作为还原剂)、提出的解决方案(添加Vc、改进包装为真空或充氮、避光储存等)。 3.小组代表展示建议书核心内容,分享探究成果。 活动意图说明: 实现从具体事实到抽象模型的升华,完成知识的深度建构与结构化。通过输出《建议书》这一创造性成果,实现知识的迁移、应用与价值实现,全面培养学生的模型认知、科学表达及社会责任感。
7.板书设计
(主板) 铁盐和亚铁盐 (Fe Fe ) ↗(还原性) ↖(氧化性) 一、检验方法 二、相互转化 Fe : +KSCN → 血红色 Fe ────→ Fe Fe : +KSCN (无色) (氧化剂:Cl , KMnO /H , H O , O ) +Cl → 血红色 实例:2Fe + Cl = 2Fe + 2Cl +NaOH → 白→灰绿→红褐 Fe ────→ Fe (还原剂:Fe, Cu, Vc, I ) 实例:2Fe + Fe = 3Fe 2Fe + Cu = 2Fe + Cu (副板:关键离子方程式、学生方案要点)
8.作业与拓展学习设计
作业意图:巩固课堂所学,延伸探究兴趣,体现分层与选择性,发挥作业的复习巩固与引导深入学习功能。 基础性作业(全体必做,预计10分钟):完成教材本节后相关练习题,重点巩固Fe 、Fe 的检验方法与主要化学方程式的书写。 拓展性作业(二选一,预计20分钟): 1.【实践探究类】:寻找家中可能含铁的食品或物品(如菠菜、铁强化酱油、某品牌补血剂),尝试设计一个简单的实验(可模拟或查阅资料),探究其中铁元素的价态或稳定性,并记录过程。 2.【创意设计类】:绘制一幅精美的“铁及其化合物‘价-类’二维图”,并在图中清晰标注Fe、Fe 、Fe 之间转化的主要途径、条件和重要应用。 补偿与依据:教师将通过批改作业和分析完成情况,了解目标达成度,对共性问题进行集中讲评,对个别学生进行个性化指导。
9.特色学习资源分析、技术手段应用说明
特色学习资源: 情境创设资源:自制的纸质“药厂委托书”,构成完整的项目式学习情境链。 探究支撑资源:《科研日志》(替代传统学案),引导学生记录过程、梳理思维;“试剂超市”提供选择性,支持个性化探究。 成果输出资源:《致药厂的建议书》模板,引导成果规范化、结构化输出。 技术手段应用: 使用投影仪展示学生的实验现象与《致药厂的建议书》成果。 利用C30软件,对小组的合作、汇报进行即时评价与激励。
10.教学反思与改进
经验总结与评估: 本项目式学习设计通过真实情境和递进任务,有效激发了学生的学习兴趣和主动性,促进了知识的结构化与素养的综合发展。预计难点在于学生设计对照实验的严谨性,需通过搭建思维脚手架予以支持。 改进设想: 准备分层指导策略:为探究能力较强的小组准备“挑战卡”(如探究其他氧化剂/还原剂的效果);为需要帮助的小组准备“辅助提示卡”(如提供实验设计框架图)。 为《建议书》的输出提供更具体的评价量规,使学生明确优秀成果的标准,引导其进行高质量的表达。 后续衔接与促进: 本课建构的“价态-性质-转化”认知模型是研究变价元素的核心思路。在后续学习硫、氮等元素时,应有意识地引导学生回顾和应用本课的研究模型,实现方法的迁移与能力的持续发展。下节课可通过“印刷电路板制作原理分析”来检验和巩固本课学习成果。
4 / 4