教学设计
课题 探究不同价态铁的化合物的转化
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
1. 单元位置 属高中化学"铁及其化合物"单元核心课时,承前(铁单质性质)启后(复杂离子反应、氧化还原应用),是单元知识网络的关键节点。 2. 素养价值 宏观辨识:分析Fe /Fe 转化现象 证据推理:基于实验现象推导转化条件 变化观念:深化氧化还原反应规律理解 3. 价值观念 渗透"实验探究是科学研究核心方法"的科学精神,培养严谨求实的治学态度。 4. 知识关联 已学:金属性质、氧化还原基本规律 ↓ 本课:Fe Fe 转化条件与验证 ↓ 后续:复杂离子反应、电化学应用
2.学习者分析
1. 基础分析 知识储备:已掌握金属性质、氧化还原基本概念,但对“价态转化条件”理解浅。 能力水平:能完成基础实验操作,证据推理与实验设计能力待提升。 兴趣点:对“Fe 显色反应”等直观实验现象兴趣高。 2. 发展需求与路径 需求:需从“被动接受”转向“主动探究”。 路径:通过“实验观察→规律总结→应用迁移”逐步进阶。 3. 潜在困难 难以精准控制氧化剂/还原剂用量; 不易将实验现象与“电子转移”微观本质关联。
3.学习目标确定
1. 知识目标:能说出Fe 、Fe 转化所需氧化剂/还原剂,写出相关反应方程式。 2. 能力目标:独立完成转化实验,基于现象推理转化条件,设计简单验证方案。 3. 素养目标:通过探究深化变化观念,提升证据推理能力,树立严谨的实验态度。 4. 方法目标:掌握“实验探究→规律提炼→应用”的化学研究方法。
4.学习重点难点
一、学习重点 1. 掌握Fe 与Fe 相互转化的条件(如Fe 需氧化剂、Fe 需还原剂)。 2. 学会用KSCN溶液、氯水等试剂验证转化是否发生。 二、学习难点 1. 理解转化过程中“电子转移”的微观本质,建立宏观现象与微观变化的关联。 2. 设计完整探究实验(如控制变量)验证转化条件,提升实验设计与分析能力。
5.学习评价设计
1. 知识获得 内容:Fe /Fe 转化条件、试剂选择 方式:课堂提问(如“哪些试剂可实现Fe →Fe ”)、随堂填空(填写转化关系图) 工具:即时反馈答题纸,快速诊断知识盲区 2. 能力与思维 内容:实验操作、证据推理、方案设计 方式:表现性评价(观察实验操作规范性,记录现象分析逻辑) 工具:实验任务单(含“操作评分项”“推理过程记录栏”),分层赋分(基础操作/进阶设计) 3. 态度与方法 内容:探究积极性、合作效率、反思习惯 方式:小组互评+教师观察(如是否主动提出猜想、是否整理实验笔记) 工具:简易评价表(“主动探究”“合作贡献”等维度打星,附简短激励评语) 4. 价值观念 内容:科学严谨性、求实精神 方式:过程观察(如是否如实记录异常现象、是否主动分析误差) 工具:教师记录表,课后针对性沟通,不中断课堂探究
6.学习活动设计
教师活动学生活动环节一:情境导入,提出探究问题教师活动1 1. 呈现“菠菜与豆腐同食是否影响铁吸收”的生活情境,展示Fe (易吸收)与Fe (难吸收)的资料卡片。 2. 提出驱动性问题:“如何实现Fe 与Fe 的相互转化?需要哪些试剂?” 3. 发放“探究任务单”,明确任务:设计实验方案验证转化条件,示范“控制变量”的实验设计思路。学生活动1 1. 结合生活经验讨论情境,初步关联“价态转化”与实际问题。 2. 小组讨论,基于氧化还原规律推测转化所需试剂(如Fe →Fe 需氧化剂),填写任务单中的“方案猜想”栏。 3. 分享猜想,倾听同伴思路,补充完善自身方案。 活动意图说明: 用生活情境激发兴趣,将抽象知识具象化,关联已学氧化还原知识。 预设障碍:学生可能漏选“合适试剂”(如误用强氧化剂导致干扰),教师通过示范“试剂选择依据”及时引导。 通过“猜想-分享”互动,初步诊断知识储备,为后续实验探究铺垫,培养问题意识。环节二:实验探究,验证转化规律教师活动2 1. 提供实验器材(FeCl 、FeCl 溶液、KSCN溶液、铁粉、氯水等),巡视指导实验操作(如滴加试剂的用量控制)。 2. 针对学生异常现象(如Fe 加KSCN显浅红)提问:“可能原因是什么?如何改进?” 3. 用“实验评价表”即时记录学生操作规范性与现象分析逻辑,标注需重点关注的小组。学生活动2 1. 小组合作完成实验,记录“试剂组合-现象-结论”,验证猜想(如FeCl 加氯水后滴KSCN变红,证明Fe →Fe )。 2. 分析异常现象,讨论改进方案(如先加KSCN排除Fe 干扰),修正结论。 3. 小组代表展示实验成果,说明转化条件(Fe →Fe 需强氧化剂,Fe →Fe 需还原剂)。 活动意图说明 让学生在“动手操作-现象分析-结论修正”中深化知识,提升实验能力与证据推理素养。 预设障碍:学生难以将“KSCN显色”与“价态变化”直接关联,教师通过追问“现象本质是哪种离子的作用”引导微观思考。 评价不中断实验,通过观察记录诊断学习问题,为后续总结迁移提供依据。环节三:迁移应用,深化规律理解教师活动3 1.呈现问题:“实验室保存FeSO 溶液为何加铁粉?如何检验Fe 溶液是否变质?” 2. 组织“思维导图绘制”活动,示范“价态转化”与“实际应用”的关联方法,巡视时针对薄弱小组提供思路提示。 3. 收集学生思维导图,选取典型案例展示,用激励性语言点评,强化“学以致用”的科学观念。学生活动3 1. 独立思考并小组讨论应用问题,结合实验结论推导答案(如加铁粉防止Fe 被氧化)。 2. 绘制“Fe Fe 转化-应用”思维导图,梳理转化条件、试剂及实际用途。 3. 对照展示案例反思自身不足,补充完善思维导图,总结本课核心知识。 活动意图说明 通过实际问题促进知识迁移,让学生体会化学知识的实用价值,培育科学精神。 预设障碍:学生可能难以将“保存方法”与“转化规律”关联,教师通过“逆向提问”(“Fe 易被氧化,如何阻止?”)引导。 借助思维导图评价思维结构化程度,诊断知识整合能力,实现从“知识掌握”到“能力提升”的进阶。
7.板书设计
一、核心知识回顾(1分钟) 铁的常见价态:0价(Fe)、+2价(Fe ,如FeCl 、FeSO )、+3价(Fe ,如FeCl 、Fe (SO ) ) 价态与性质关联:+2价(还原性为主)、+3价(氧化性为主) 二、转化探究(核心板块,15分钟) 1. Fe → Fe (被氧化) 试剂选择:强氧化剂(Cl 、H O 、H 、酸性KMnO ) - 关键实验:FeCl 溶液中滴加氯水 现象:浅绿色溶液→棕黄色 离子方程式:2Fe + Cl = 2Fe + 2Cl 结论:Fe 需强氧化剂才能转化为Fe 2. Fe → Fe (被还原) 试剂选择:还原剂(Fe粉、Cu粉、KI溶液) 关键实验:FeCl 溶液中加入Fe粉 现象:棕黄色溶液→浅绿色,铁粉逐渐溶解 离子方程式:2Fe + Fe = 3Fe 结论:Fe 可被Fe、Cu等常见还原剂还原 3. Fe /Fe → Fe(冶炼视角,简讲) 原理:高温下被强还原剂还原(如Fe O + 3CO ======= 2Fe + 3CO ) 三、检验方法(实用板块,5分钟) 离子 检验试剂 现象 Fe ①KSCN溶液+氯水;②K [Fe(CN) ] ①先无现象,加氯水后变红;②蓝色沉淀 Fe KSCN溶液 立即变红 四、转化关系图(总结,2分钟) 强氧化剂(Cl 、H O ) 还原剂(Fe、Cu) ↗ ↘ Fe Fe ↘ (Zn等活泼金属) ↗ (Fe 盐溶液+Zn) Fe(0价) 五、课堂小结(2分钟) 1. 核心规律:价态变化需“氧化剂/还原剂”驱动,Fe 易被氧化,Fe 易被还原 2. 关键应用:检验Fe 需排除Fe 干扰(先加KSCN无现象,再加氧化剂) 3. 学科思维:“价态分析→性质推断→实验验证”的探究逻辑
8.作业与拓展学习设计
一、基础巩固类作业(面向全体,预计15分钟) 1. 写出下列转化的离子方程式(标注反应类型): (1)FeCl 溶液中通入Cl ;(2)FeCl 溶液中加入铁粉;(3)FeSO 溶液中加入酸性KMnO 溶液(提示:MnO 被还原为Mn )。 2. 实验室检验某未知溶液中是否含Fe ,请设计实验步骤并描述预期现象(需排除Fe 干扰)。 3. 判断下列试剂能否实现对应转化,能则打“√”并说明理由,不能则打“×”: (1)Fe →Fe :稀盐酸( );(2)Fe →Fe :铜片( );(3)Fe→Fe :浓硫酸(常温)。 设计意图与功能 意图:覆盖课堂核心知识(转化方程式、检验方法、试剂选择),强化“价态→性质→转化条件”的逻辑关联。 功能:检测全体学生对基础概念的掌握程度,为后续分层指导提供依据;帮助学生梳理课堂知识框架,避免遗漏关键细节(如Fe 检验的干扰排除)。 针对性:聚焦学生易混淆点(如“稀盐酸能否氧化Fe ”“常温下浓硫酸与Fe的反应状态”),纠正认知偏差。 二、能力提升类作业(面向中等及以上学生,预计20分钟) 1. 工业上用FeCl 溶液腐蚀印刷电路板(含Cu),某同学取腐蚀后的溶液(含Fe 、Fe 、Cu ),设计实验回收Cu并获得FeCl 溶液,请写出实验步骤(可选用的试剂:铁粉、稀盐酸)。 2. 某混合溶液中可能含Fe 、Fe ,请设计实验探究溶液中两种离子的存在情况(要求:写出试剂、步骤、可能的现象及结论)。 3. 已知:Fe 易被空气中的O 氧化为Fe ,且在酸性条件下氧化速率更快。请解释实验室保存FeSO 溶液时,常加入少量铁粉和稀硫酸的原因。 设计意图与功能 意图:将课堂知识与工业应用、实验设计结合,提升学生的逻辑推理和问题解决能力。 功能:衔接检测类与探究类作业,引导学生从“被动书写”转向“主动设计”,培养实验思维;通过“解释保存方法”的问题,深化对Fe 性质(还原性、水解)的综合理解。 针对性:针对学生“重转化、轻应用”的问题,强化“知识→实践”的迁移能力,为拓展探究奠定基础。 三、拓展探究类作业(面向学有余力学生,预计30分钟,可小组合作) 作业内容 1. 家庭小实验:取家中的铁钉(或铁丝),分别浸泡在以下三种液体中(标注为A、B、C组),每天观察铁钉生锈情况(记录铁锈颜色、生成速率),3天后总结实验结论: A组:蒸馏水(敞口);B组:食盐水(敞口);C组:蒸馏水(密封)。 思考:铁锈的主要成分是Fe O ·nH O(含Fe ),结合实验现象,分析“水、氧气、食盐”对Fe(0价)→Fe 转化的影响。 2. 文献调研:查阅资料,了解维生素C(具有还原性)在人体中铁元素吸收过程中的作用,简要撰写150字左右的说明(重点:维生素C如何促进Fe 转化为可吸收的Fe )。 设计意图与功能 意图:打破课堂边界,将探究延伸至生活和跨学科领域(化学与生物、生活常识),培养学生的实践能力和信息获取能力。 功能:通过家庭实验,让学生直观感受“不同条件对转化的影响”,强化控制变量的探究方法;通过文献调研,拓展知识广度,理解化学与人体健康的关联。 针对性:满足学有余力学生的深层探究需求,避免“吃不饱”的问题,同时为课堂分享(如“家庭实验成果交流”)提供素材。 四、作业完成情况分析与教学改进建议 1. 分析维度 基础巩固类:重点统计“离子方程式书写错误率”(如漏写反应条件、电荷不守恒)、“Fe 检验步骤遗漏率”,判断学生对基础知识点的掌握薄弱点。 能力提升类:关注“实验步骤设计的逻辑性”(如回收Cu时是否考虑“过量铁粉的去除”)、“探究实验的严谨性”(如是否考虑“先检验Fe ,避免Fe 被氧化”),评估学生的实验思维水平。 拓展探究类:通过实验记录的完整性、文献说明的准确性,判断学生的实践能力和信息整合能力,筛选优秀案例用于课堂展示。 2. 教学改进与个性化指导 共性问题:若多数学生在“Fe 检验的干扰排除”上出错,后续课堂需补充对比实验(如“先加KSCN 和 先加氧化剂”的现象差异);若离子方程式书写问题多,需强化“价态升降守恒”的配平训练。 个性化指导:对基础薄弱学生,提供“转化关系口诀卡”(如“升失氧、降得还,Fe 升要氧化剂,Fe 降要还原剂”),进行一对一方程式配平辅导;对学有余力学生,推荐进阶阅读(如《化学教育》中“铁的价态转化在环境治理中的应用”),指导完成探究报告。
9.特色学习资源分析、技术手段应用说明
1.特色资源:自制“价态转化实验盒”(含Fe /Fe 溶液、KSCN等试剂),配套生活案例卡(如补铁剂说明书、铁锈去除方法),关联课堂与生活。 2.技术应用:用数字化实验设备(色度传感器)实时监测Fe →Fe 的颜色变化,通过投屏展示数据曲线;用虚拟实验软件模拟“Fe 腐蚀电路板”过程,突破传统实验局限。
10.教学反思与改进
一、教学反思 1. 目标达成:基础目标(转化规律、检验方法)达成度高,90%学生能正确书写核心离子方程式;但能力目标(实验设计)有不足,约30%学生设计Fe /Fe 共存检验时,未先排除Fe 干扰。 2. 学习者表现:学生对生活案例(补铁剂)兴趣浓厚,但抽象思维较弱,对“价态与氧化性/还原性关联”理解不深,导致拓展题错误率较高。 二、改进设想 1. 即时改进:后续课时用“问题链”强化逻辑(如“为何检验Fe 要先加KSCN?”),补充对比实验视频;利用作业错题,开展小组互评纠错。 2. 单元衔接:下节课“铁及其化合物的应用”中,结合本课转化规律,分析工业炼铁、除杂原理,实现知识迁移;引入项目式学习(如“设计FeSO 溶液保存方案”),持续提升探究能力。
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