素养导向的高中化学教学评一体化实践研究——以苏教版《化学2》“探究铁及其化合物的转化”的教学为例

阮丽娟 林 珩 郑 珊

（1.漳州第一中学，福建 漳州 363000；2.闽南师范大学化学化工与环境学院，福建 漳州 363000；3.闽南师范大学数学与统计学院，福建 漳州 363000）

2014 年教育部印发《关于全面深化课程改革，落实立德树人根本任务的意见》，提出“核心素养”培养体系。国务院办公厅《关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见》中指出：在深化课堂教学改革中，要积极探索基于情境、问题导向的课堂教学，倡导在课堂教学中充分利用互动式、启发式、探究式、体验式等教学方式培养适应终身发展和社会发展需要的正确价值观念、必备品格和关键能力。［1］《普通高中化学课程标准（2017 年版）》倡导“教、学、评”一体化，明确指出要树立“素养为本”的化学学习评价观，充分发挥过程性评价的诊断和发展功能，促进学生化学学科核心素养的全面发展。［2］笔者节选苏教版《化学2》专题9 第二单元《探究铁及其化合物的转化》的部分内容，以“贫血补铁”的生活素材为教学主线，努力创设基于生活实际的教学情境，以问题和探究活动驱动教、学、评一体化，落实学生化学学科核心素养的培育。

一、教学目标、学习目标和评价目标

教学目标具有导教、导学、导评的功能。从培育化学学科核心素养的视角出发，制订适切的教学目标和学习目标，并以目标为导向设计与之相应的教学评价，以评促学，评价贯穿教学的始终，整体指向目标的达成。根据《普通高中化学课程标准（2017 年版）》的内容要求、教材和学情，制定了以下促进核心素养落地的教学目标、学习目标与评价目标，见表1 所示。

表1 教学目标、学习目标与评价目标［3］

二、教学思路

基于“教、学、评一体化”的理念，依据“价值引领、素养导向、能力为重、知识为基”的学习目标，确定了本课时的课堂教学思路，如图1 所示。

图1 教学思路示意图

三、教学流程

（一）视频激趣，引入教学

【学习任务1】观看视频，展开思考，引入补铁。

【评价任务1】诊断并发展学生潜在的学习动机水平（孤立水平、系统水平）。

［播放］视频：缺铁性贫血症及其形成原因。

［导课］得了缺铁性贫血，怎么办？如何科学补铁呢？要解决这个问题，就要开始我们的学习之旅——探究铁及其化合物的转化。

（二）科学探究，深入教学

【学习任务2】探究补铁片中铁的化合价及铁盐和亚铁盐的相互转化，探究补铁。

【评价任务2】诊断并发展学生的实验探究水平以及证据收集和证据推理能力，知识结构化水平。

［提出问题］什么途径补铁呢？

［学生阐述］补血途径1——药物补铁。

［提出问题］市场上的补铁药剂种类繁多，这是在药店买到的一种补铁片。请同学们思考该补铁片中的铁元素化合价是几价？含有铁元素的物质有哪些？它们分别属于哪些类别？

［提出猜想］可能有铁单质、Fe2+、Fe3+等。

［教师引导］我们可以将这些物质按照物质分类以及不同价态表示出来，就形成铁家族的价类二维图，这也是我们学习元素的一种重要的方法。

［师生］共同构建铁家族的价类二维图（如图2）。

图2 铁元素价类二维图

【设计意图】初步建立铁元素价类二维图，提供研究物质转化的分析模型。诊断并发展学生知识结构化水平和模型建构水平。

【学习任务2-1】根据已学知识设计简单实验判断补铁片中是否有铁单质？

【评价任务2-1】诊断学生的实验探究水平。

［学生活动］学生设计方案汇总（表2）

［分组实验］将补铁片研成粉末并用磁铁吸引，发现补铁片中没有铁单质存在。

【学习任务2-2】利用价类二维图探讨如何实现Fe2+向Fe3+的转化。

【评价任务2-2】诊断并发展学生的证据收集和证据推理能力。

［系列问题1］补铁片中没有零价铁，那它到底含有的是二价铁还是三价铁？或者两者都有？要如何检验Fe2+、Fe3+？

［交流与表达］检验方法：①可以从溶液的颜色，FeSO4溶液为浅绿色，FeCl3溶液为黄色。②可以用碱沉淀它们，观察颜色。

［演示实验］往氯化铁溶液和硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液。

［系列问题2］为什么Fe（OH）2沉淀会转化成Fe（OH）3沉淀？

［学生讨论］Fe（OH）2转化成Fe（OH）3，铁元素的化合价升高，失去电子，可能被空气中的氧气氧化。

［系列问题3］如何用实验的方法证实呢？

［演示实验］用溶氧仪测定NaOH 溶液和FeSO4溶液混合前后溶液中溶解的氧气的量。（借助希沃授课助手直播实验过程）

［归纳小结］观察到NaOH 溶液和FeSO4溶液混合前后溶液中溶解的氧气的量急剧减小，说明Fe（OH）2确实是被氧气氧化成Fe（OH）3。

【设计意图】利用信息技术与实验教学相融合，设计一系列具有一定梯度的问题串，搭建学生思考问题的支架，提高学生从定性、定量两个角度分析、解决问题的能力，培养实验探究能力和证据意识。诊断并发展学生证据收集和证据推理能力，培养学生分析、推理和应用等高阶思维。

［系列问题4］用碱液检验Fe3+需要加入的碱量较多，反应的灵敏度和精确性都不高。还有其他方法可以检验Fe3+吗？

［演示实验］往氯化铁溶液中滴加一滴KSCN 溶液，观察实验现象。

［教师引导］请同学们仔细阅读教材中的“方法导引”：在含有Fe3+的溶液中滴加KSCN 溶液，混合液立刻变成了血红色，而在含有Fe2+的溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色。这种方法灵敏度高，常用于检验溶液中是否存在Fe3+。

［教师提问］Fe（OH）2可以被氧气氧化成Fe（OH）3，说明Fe2+可以被氧化剂氧化成Fe3+。能否利用价类二维图探讨如何实现Fe2+向Fe3+的转化？

［讨论归纳］加入氧化剂：KMnO4溶液、氯水、H2O2溶液等。

［演示实验］往硫酸亚铁溶液中滴加酸性KMnO4溶液，观察实验现象。

［得出结论］观察到KMnO4溶液的紫红色褪去。说明Fe2+能被KMnO4氧化成Fe3+。

【学习任务2-3】探究补铁片中铁的化合价。

【评价任务2-3】诊断并发展学生实验探究水平。

［教师阐述］请同学们设计实验方案检验补铁片中铁的化合价。填写实验任务单。

［学生活动］学生提出猜想与假设：1.只含有Fe2+；2.只含有Fe3+；3.既含有Fe2+，又含有Fe3+。学生利用提供的药品设计实验方案。

［教学评价］教师巡视全场，将同学1 在导学案上设计的实验方案进行投屏展示（图3）。

图3 同学1 检验补铁片中铁的化合价实验方案

［同学2］补铁剂的成分复杂，如果样品溶液中含有其他还原性离子时同样能使酸性高锰酸钾溶液褪色。我认为这个检验方法不严密。

［同学3］能不能用活性炭除去Fe3+与KSCN 混合液的血红色?

［师生评价］首先对同学1 的设计方案以及同学2、同学3 的补充说明进行了多维的评价，然后对方案中的一些具体问题进行了探讨。最后师生共同整合出了最优的实验方案（图4）。

图4 师生共同整理的检验补铁片中铁化合价的实验方案

［学生活动］动手实验，交流讨论。

［分析归纳］试管中适量的补铁片溶液遇到KSCN溶液，颜色并没有发生明显变化，说明补铁片溶液中不含有Fe3+。再加入几滴双氧水，溶液变成血红色，说明补铁片溶液中含有Fe2+。

［板书］转化过程：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-、

2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。

【设计意图】让学生设计实验方案，探究补铁片中铁的化合价，可以诊断学生对含铁物质的转化和检验方法的掌握情况，并使其探究思路显性化，不仅让学生学会如何设计实验方案，而且懂得如何评价实验方案。既肯定学生回答的可取之处，又让学生明确自己思维的障碍之处。

在过程中采用了PDEODE 策略，即通过学生的预测（Prediction）— 讨论（Discussion）－解释（Explanation）－观察（Observation）－讨论（Discussion）－解释（Explanation）的学习策略，基于证据，归纳总结出Fe2+转化为Fe3+的途径及Fe2+和Fe3+的检验方法，提升学生“证据推理与模型认知”维度的学科核心素养。［4］同时诊断和发展学生的发散性思维能力水平、实验探究水平、证据收集和证据推理能力。

（三）学以致用，发展教学

【学习任务3】维生素C 与补铁功效的活动探究，科学补铁。

【评价任务3】诊断并发展学生对化学价值的认识水平以及知识结构化水平。

［展示并提问］展示琥珀酸亚铁的盒子和说明书。既然Fe2+容易被氧化，为什么我们在补铁片中没有检测到Fe3+？

［信息提示］血红蛋白分子链（如图5）。人体只能吸收血红素铁（Fe2+），不能吸收Fe3+。

图5 血红蛋白分子链

［分析归纳］+2 价补铁片包裹了糖衣或薄膜，目的是防止其被空气中的氧气氧化。

［思考］为什么服用补铁片时最好与维生素C 同时服用效果好？

［分组实验］往氯化铁溶液和KSCN 溶液混合的血红色溶液中加入维生素C 片，观察实验现象。

［分析归纳］加入维生素C 后，溶液的血红色褪去，结合价类二维图，说明维生素C 具有还原性，可以把Fe3+还原为Fe2+。因此，在服用补铁片的同时对维生素C 进行补充可以帮助铁的吸收利用。

【学习任务4】设计实验使Fe3+转化成Fe2+。

【评价任务4】诊断并发展学生对物质转化的认识思路水平以及知识结构化水平。

［学生活动］动手实验，完成实验记录。

［得出结论］反应的离子方程式：

［教师引导］补血途径2——食物补铁

出示富铁食物图片、铁酱油图片等。

［课堂小结］学生根据本节课学习内容完善铁的价类二维图（图6）。

图6 铁元素价类二维图

【设计意图】“维生素C 可增强补铁功效”和“Fe3+转化成Fe2+的条件分析及实验验证”的学习任务和评价任务的设计，旨在促使学生的认知达到“结构化”水平，提升知识的迁移和应用能力，促进学生由知识素养向能力素养的转化和发展。

（四）课后任务，实践提升

1.为什么喝茶会影响铁的吸收？

请查阅资料，并动手实验。

2.打印机墨粉（又称碳粉）是由树脂和炭黑、磁粉（Fe3O4）等组成的，请同学们设计实验探究墨粉中存在四氧化三铁。

四、教学实践反思

1.情境与知识的深度融合，体现知识的育人价值

《普通高中化学课程标准（2017 年版）》指出：只有提供给学生真实、具体且富有价值的问题情境，学生在解决实际问题过程中真实地表现，才更有利于学生化学学科核心素养的形成和发展。［2］

作者以“贫血补铁”生活素材作为课堂教学的主题来组织和调控教学。依据学生的心理认知特点，提出递进式的系列化学问题，设计驱动型的学习任务，诱发学生进行实验探究和信息的收集，通过师生之间的交流和合作增进对问题的全面理解，帮助学生在完成任务、解决问题中达成学习目标。日常生活情境与化学知识的深度融合让学生在解决此情境下的一系列问题的过程中，体会知识产生和发展的过程，促进学生的认知发展，充分体现了知识的育人价值和应用价值，还培养了学生基于真实情境的问题解决能力。

2.基于探究凸显化学观念，培养学科核心素养

实验是进行科学探究的一种重要方式，也是化学学习的一种方法。本节课基于真实的生活情境，以问题解决为核心，以科学探究为手段，引导学生构建“价类二维图”，形成物质的变化观念，提升学生“证据推理与模型认知”维度的学科核心素养；通过实验探究补铁片中铁元素的化合价、维生素C 与补铁功效等活动，让学生切身体验和感受化学对生产、生活的价值，培养学生的社会责任感。

3.关注课堂的预设和生成，促进教学评一体化

教师正确处理好课堂预设和生成的关系，及时捕捉课堂“正确和错误混杂的资源”，同时组织学生一起进行交流讨论、进行多维评价，让学生进行思维互补和思维修正，使评价持续地、及时地镶嵌于教学环节之中，促进学生核心素养的发展。如在设计实验方案检验补铁片中铁的化合价的教学环节中，作者巡视全场，在众多的实验方案中，及时捕捉到学生设计的错误或不完整的实验方案并进行投屏展示，最后通过生生互评、师生互评得出最优的实验方案。总之，在教学实施阶段，教师充分利用学生自评、生生互评和教师评价三维立体的评价模式，综合使用表现性任务评价、形成性评价和终结性评价等多元评价方法，监控和促进目标的落实与达成，充分发挥以评促教、以评促学的功能，使课堂呈现螺旋上升的态势。