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教学反思

2015-05-04张英锋

中小学教学研究 2015年4期
关键词:氧化剂方程式试管

张英锋

教学反思,又称“反思性教学”,是指教师在教学实践中,批判地考察自我的主体行为表现及其行为依据,通过观察、回顾、诊断等方式,或给予肯定、支持与强化,或给予否定、思索与修正,将“教学”与“学习”结合起来,从而努力提升教学效率。反思性教学会促使教师形成自我反思的意识和自我监控的能力,它对教师提高理论素养、提高教育教学能力、提高专业化水平具有不可替代作用。美国学者波斯纳在1989年提出个体成长的公式:经验+反思=成长。他认为,没有反思的经验是狭隘的经验,至多只能形成肤浅的知识,只有经过反思,教师的经验方能上升到一定的高度,并对后继行为产生影响。上述公式体现了教师成长过程应该是一个总结经验、捕捉问题、反思实践的过程。

一、教学案例

《铁化合物与亚铁化合物间的相互转化及其应用》的教学设计

教学目标:

知识与技能:①初步掌握铁化合物与亚铁化合物间相互转换的规律;②培养学生实验探究能力、观察能力和透过现象看本质的能力

过程与方法:通过学生体验讨论、实验探究得出结论以及在此基础上进行知识迁移,联系日常生活实际运用化学知识来解决问题的过程,培养学生研究运用化学知识解决化学实际问题的方法。

情感态度与价值观:①渗透哲学观点——内外因的辨证关系及全面的观察和分析事物;②进行STSE(科学、技术、社会、环境)教育

教学重点:①Fe2+与Fe3+的相互转化;②通过“提出问题—探索解决问题的方法—实验探究—得出结论”的教学设计,提高学生分析问题和解决问题能力

实验仪器:试管架、试管、胶头滴管、毛笔

实验药品:FeSO4溶液、FeCl3溶液、KSCN溶液、双氧水、铁粉、稀硫酸、维生素C、速力菲

教学过程:

[提问]Fe分别和S、O2、Cl2反应的化学方程式Fe+S[△]FeS 3Fe+2O2[点燃]Fe3O4 2Fe+3Cl2[点燃]2FeCl3

然后由此分析:Fe不管氧化成+2价还是+3价,都需要加入氧化剂。提问并总结常见的氧化剂及对应的还原产物如下:

[常见氧化剂\&还原产物\&非金属\&F2、O2、Cl2、Br2、I2、S\&负价(Na2O2中氧为-1价)\&氧化性酸\&浓H2SO4\&一般为SO2\&浓HNO3\&一般为NO2\&稀HNO3\&一般为NO\&HClO、ClO-\&一般为Cl-\&Fe3+\&一般为Fe2+\&初中三类置换反应\&H+(非氧化性酸)、水\&H2\&CuSO4+Fe\&Cu\&CuO与C、H2、CO(不是置换)共热\&\&还有KMnO4、MnO2、Na2O2、KNO3(固)、KClO3、等\&]

根据Fe分别和S、O2、Cl2的反应,生成物中铁既有+2价又有+3价,这说明S、O2、Cl2的氧化性是依次增强的。那么亚铁化合物氧化成铁化合物须加入强氧化剂还是弱氧化剂呢?(唤醒学生已有认知结构,为学习新知识做铺垫,并承上启下,学生自然会得出结论应加入强氧化剂)

(一)Fe2+→Fe3+加强氧化剂

1.非金属单质:Cl2、Br2、O2

[实验描述]学生观察并描述溶液颜色:将一定量FeSO4稀溶液盛放在试管中,让学生垂直试管观察溶液的颜色,几乎为无色。然后让学生顺着试管的方向观察盛FeSO4溶液的颜色,非常明显会观察到浅绿色。

[学生实验]往FeSO4溶液中滴加KSCN溶液,溶液不显红色,滴加氯水并振荡试管,溶液呈血红色,说明已有Fe2+氧化成Fe3+。反应方程式为(并结合化合价升降讲解方程式的配平):6FeSO4+3Cl2=2Fe2(SO4)3+2FeCl3 离子方程式:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-

[讲解]FeSO4在溴水的氧化作用下,同样可以氧化成Fe3+:2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-

2.强氧化性酸:浓H2SO4、浓HNO3、稀HNO3

[提问]同学们想,若向稀FeSO4溶液中滴加浓HNO3,那么溶液混合后HNO3还浓不浓呢(不浓)?

[学生实验]向稀FeSO4溶液中滴加两滴KSCN溶液,再滴加中等浓度的HNO3溶液,并振荡试管,呈血红色,并在试管口有红棕色气体生成。说明生成Fe3+和NO气体。

化学方程式:3FeSO4+4HNO3(稀)=Fe2(SO4)3+Fe(NO3)3+NO↑+2H2O

离子方程式:3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O

[引言]浓H2SO4同样可以将Fe2+氧化成Fe3+,但是向FeSO4溶液中滴加浓H2SO4会稀释,所以常用FeO与浓H2SO4反应:2FeO+4H2SO4(浓)=Fe2(SO4)3+SO2↑+4H2O

3.其他强氧化剂:KMnO4、K2Cr2O7、H2O2、Na2O2等

[学生实验]取少量的酸性KMnO4稀溶液于试管中,滴加FeSO4溶液,KMnO4溶液紫色褪去,说明MnO4-被还原;再往试管中滴加KSCN溶液,呈血红色,说明有Fe3+生成。

反应方程式:10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4=5Fe2(SO4)3+2MnSO4+ K2SO4+8H2O

离子方程式:2Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O

[提问]同学们想,Fe2+转化为Fe3+需要加入强氧化剂,那么Fe3+转化为Fe2+须加入什么试剂?(还原剂)

(二)Fe3+→Fe2+加还原剂

[投影]提问并总结常见的还原剂及对应的还原产物。

[常见还原剂\&氧化产物\&金属单质\&正价(注意Fe、Cu的变价)\&某些非金属单质(C、P、S等)\&正价(变价复杂)\&负价非金属离子(S2-、I-、Br-、Cl-)\&一般为0价\&+4价的S(SO2、H2SO3、亚硫酸盐)\&+6价S\&Fe2+\&Fe3+\&还有H2、NH3……\&]

1.金属单质:Fe、Cu

[学生实验]向稀FeCl3溶液中滴加KSCN溶液呈血红色,加入铁粉振荡后红色褪去,说明Fe3+被还原:2Fe3++Fe=3Fe2+

[提问]FeSO4溶液中为什么加入Fe粉(防止Fe2+被氧化成Fe3+)?然后通过提问金属活动性顺序表,来讲解Cu排在H的后面,一般条件下不与非氧化性酸反应,那么能不能与Fe3+反应,下面我们来看实验:

[演示实验]往盛有Cu片的试管中加入FeCl3溶液并振荡,溶液由棕黄色变成浅绿色(这是黄色与蓝色的混合色),说明Fe3+被还原成Fe2+,Cu被氧化成Cu2+:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+

2.负价非金属:KI、H2S

[演示实验]往FeCl3溶液中滴入几滴KI溶液,溶液变成浅紫色(取此溶液少许加入盛有淀粉溶液的试管中,淀粉溶液变蓝色,说明有碘生成)与FeCl3溶液对比。2Fe3++2I-=2Fe2++I2

大家再看:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-说明氧化性Cl2>Fe3+>I2

[提问]已知:S2-还原性比I-强,那么往FeCl3溶液中通入H2S将会发生什么反应?(请同学到黑板上写出反应离子方程式):2Fe3++H2S=2Fe2++2H++S↓

3.其他还原剂:SO2、H2SO3、Na2SO4等也可以将Fe3+还原成Fe2+

Fe2+和Fe3+的相互转化:Fe2+[强氧化剂还原剂]Fe3+

常见强氧化剂:Cl2、Br2、O2、HNO3、浓H2SO4、KMnO4、K2Cr2O7、H2O2、Na2O2;

常见还原剂:Fe、Cu、I-、H2S、H2SO3、Na2SO3、Sn2+。

[体会]铁既可以被氧化成+3价,也可以被氧化成+2价,这是铁本身的结构所决定的,所以内因是关键因素。那么铁最终被氧化成+3价还是+2价,这取决于氧化剂氧化性的强弱以及氧化剂的量,所以客观环境也起着重要作用。同样学习也是如此,自己的主观努力是最为关键的,这起一个主导作用,同时学习环境、学习氛围对大家的成长也起着不可低估的作用,所以大家要创造一个良好的学习环境,携手并进、共创和谐未来。

(三)Fe2+与Fe3+相互转化的应用

[演示实验]在铜片上用毛笔蘸FeCl3写字。

并讲解:我们知道单质铜不能被一般的酸、碱等腐蚀,但在工业上铜印刷线路版是用溶液把铜溶解的,你能解释原因吗?请写出这个反应的离子方程式。

[讨论归纳]具有氧化性,Fe3+氧化了单质铜。2Fe3++Cu=2Fe2++2Cu2+

[情境]我国是世界上缺铁性贫血发生率较高的国家之一,发生率达到15%~20%。世界卫生组织的调查表明,大约有50%的女童、20%的成年女性、40%的孕妇会发生缺铁性贫血。

现有市售补铁药速力菲,

[ [正式品名]琥珀酸亚铁薄膜衣片[商品名]

速力菲[英文名]Ferrous Succinate

[别 名]琥珀酸低铁;琥珀酸亚铁

[性 状]本品为薄膜衣片,除去薄膜衣后显暗黄色。

[药理作用]铁为机体不可缺少的元素,是构成血红蛋白、肌红蛋白及多种组织酶的重要成分,从而使它们具有携氧和用氧的功能。铁的缺乏可引起缺铁性贫血。琥珀酸亚铁吸收率较高,无铁锈味。

[适 应 症]缺铁性贫血的预防及治疗用。

本品是一种含铁(Fe2+)34.0%~36.0%的无水碱式盐。结构式、分子式、分子量尚不明确。\&]

[提问]能否检验速力菲(主要成分为琥珀酸亚铁)中含Fe2+?若能请设计实验方案,若不能请说明理由。

[学生设计实验方案]①用小刀去薄膜衣,将药碾碎;②加水溶解、过滤、取滤液;③加酸溶解,用H2O2、KSCN检验。

[评价方案]方案增加了药品与空气接触的机会,易氧化变质。

[改进方案]根据速力菲为无水碱式盐考虑到加稀硫酸直接溶解,方案改进为:①加稀硫酸溶解;②加KSCN溶液(无血红色);③加双氧水呈现血红色;

[实验探究]检验速力菲(主要成分为琥珀酸亚铁)中含Fe2+。

[知识拓展1]速力菲中Fe2+的存在形式检验

[迁移深化]速力菲使用说明书“药物相互作用”中明确说明:维生素C与本品同服有利于吸收。为什么?

[学生推测]维生素C可能具有还原性

[实验探究]①往FeCl3溶液中加KSCN溶液,呈现血红色;②加入维生素C后溶液褪色;③加双氧水溶液又变成血红色

[知识拓展2]维生素C的还原性

[知识拓展3]苹果“生锈”与铁锈的成分一样吗?展示久置的削皮后的苹果。

二、关于本教学案例的反思

(一)反思教师功底,提升专业素养

显然,化学教师扎实的教学基本功是搞好教学的基础,只有通过反思,教师不断更新教学观念,改善教学行为,提升教学水平,同时形成自己对教学现象、教学问题的独立思考和创造性见解,从而使自己朝着研究型老师方向发展。不仅要对观念、兴趣、动机、情绪等心理因素进行反思,而且要对教学材料、教学媒体等教学技术进行思考、质疑,更重要的是要从课堂教学目的、内容、组织、方法、教学策略、师生互动等方面评价自己教学的有效性。

比如本案例中学生观察也铁离子溶液浅绿色的方法:将一定量FeSO4稀溶液盛放在试管中,让学生垂直试管观察溶液的颜色,几乎为无色。然后让学生顺着试管的方向观察盛FeSO4溶液的颜色,非常明显会观察到浅绿色。这个结论是富于哲理的:一方面说明同一个事物,由于观察的角度不同,可能得出完全不同的结论。简单的自然现象是这样,复杂的社会现象更可能是这样。这对我们的启示是:对客观事物的观察必须全面。片面的实践只能检验事物的一部分真理而不能检验事物的全部真理。我们必须学会从不同的角度来全面观察事物,以避免片面性。另一方面说明同一个事物,不同观察角度得出的不同现象,其根据是不同的,但是都是有根据的。

(二)总结精彩片断,反思最佳教法

就如何稀FeSO4溶液容易被氧化而应该如何保存,我设计了这样的过程片断,请在讲Fe2+→Fe3+加强氧化剂中的:1.非金属单质:Cl2、Br2、O2

组织学生讨论:用FeSO4溶液和NaOH溶液制取Fe(OH)2时,为什么滴管伸入到液面以下?为什么制备FeSO4溶液用煮沸过的蒸馏水?为什么用新煮沸过的NaOH溶液(是为了防止空气中的O2将Fe2+氧化成Fe3+)?由此可知Fe2+既不能在碱性条件下稳定存在,也不能在空气中稳定存在的,并且O2氧化FeSO4溶液中Fe2+分中性和酸性两种情况:4Fe2++O2+4H+ =4Fe3++2H2O(酸性条件下),12Fe2++3O2+6H2O=8Fe3++4Fe(OH)3↓(中性条件下),并由此总结制备的稀FeSO4溶液盛放在锥形瓶中,并加入一定量的铁粉。

(三)强化问题意识,培养学生反思习惯

在教学中,要把问题看作学生学习的动力、起点和贯穿学习过程的主线,以问题来促进反思,通过反思来生成更多的新问题,使学习过程变成不断提出问题、不断反思和不断解决新问题的过程。

比如讲到:从Fe2+与Fe3+相互转化的应用谈到我国是世界上缺铁性贫血发生率较高的国家之一,发生率达到15%~20%。世界卫生组织的调查表明,大约有50%的女童、20%的成年女性、40%的孕妇会发生缺铁性贫血。根据[学生改进设计实验方案]①加稀硫酸溶解;②加KSCN溶液(无血红色);③加双氧水呈现血红色;迁移深化到速力菲使用说明书“药物相互作用”中明确说明:维生素C与本品同服有利于吸收。为什么?从而引发[实验探究]①往FeCl3溶液中加KSCN溶液,呈现血红色;②加入维生素C后溶液褪色;③加双氧水溶液又变成血红色。[知识拓展2]维生素C的还原性。

通过以上问题由表及里,由浅入深,引导学生在问题中反思,在反思中总结,不仅在解决问题中学习了新知识,而且学会了解决问题的思维方法,培养了学生的反思能力。

(四)反思教学得失,倡导理论提高

教学总是一门充满遗憾的艺术,反思教学中的成功和失败,是教师提高教学水平的有效手段。波斯纳认为,教师的成长=经验+反思。反思教学内容一般包括三个方面:一是备课时遇到什么困难,是否调整教材,其目的在于显现教师的内隐理论;二是课堂中是否发现了预料之外的问题,是怎样处理的,其目的是关注学生的学习问题;三是下课后感到有哪些满意的地方,有哪些困惑,其目的是通过自我评价,提升教师教学理念。

(五)教师教学观和学生学习观的转变

具有现代化教学观念的教师,应从传统意义上的知识的传授者转变为学习的组织者和协调者,即对学生的学习活动进行指导、计划、组织和协调,注重培养学生自我学习及获取信息和知识的能力。过去培养学生自我学习的能力强调利用好两个工具,即字典和图书馆。今后要增加并强调互联网这个工具,强调通过互联网学习。教师要注重自身素质的提高,注重利用新技术开发课程课件,一本教案用多年的教师肯定要被信息社会淘汰。传统体制下,教师的水平由学校评判。互联网时代,裁判主体变成了整个学习社会的学生。评价方法从领导或同行参观一堂作秀似的公开课,变成学生对该教师的网上课程的评价和选课率的高低。

学生应在教师的指导下,将信息网络及技术变成自觉学习、自我发现、自主探索的工具。这里就有一个观念问题,不能仅认为只有进入课堂才是学习,只有教师讲的才是知识,只有考分才说明能力,要全面、正确地理解知识和学习,理解教育信息化。具有现代化学习观念的学生,应从传统的被动地接受知识、理解知识、掌握知识转变为主动地获取知识、处理知识、运用知识,要有能力利用信息网络进行对知识的探索,具备较强的自我学习能力。

总之,一方面,我们要提升教师的功底,提高教师的反思能力,另一方面,也要培养学生的反思能力,养成良好的反思习惯,真正让教学双方都从反思中获益,为提高化学教学质量服务。我们相信:在实施新课改背景下,对于教学反思的研究,虽是个新课题,但已日益受到各级教学管理人员和广大教师的关注。比如,怎样提高对它的认识使反思不致流于形式?教学反思究竟有哪些特征?如何探究发展教学反思的策略?等等,都需要进一步深入地探索。可以肯定的是,教学反思是使教师从“教书匠”成长为反思型、研究型教师的有效途径,对于创造性地实施新课程具有重要的现实意义。(责任编辑:张华伟)

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