《重要含铁化合物的化学性质》教学设计

发布时间:2014-11-17    编辑:教案中心小组    来源:网络&投稿

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一、指导思想与理论依据

高中化学新课程标准中明确指出:高中化学课程应有利于学生形成科学的自然观和严谨求实的科学态度,更深刻地认识科学、技术和社会之间的相互关系,逐步树立可持续发展的思想。在课程理念中也提出:要从学生已有的经验和将要经历的社会生活实际出发,帮助学生认识化学与人类生活的密切关系,关注人类面临的与化学相关的社会问题,培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力。

在建构主义学习观中,教学过程不是教师向学生原样不变地传递知识的过程,而是教师帮助学生建构知识的过程。在整个过程中,教师所起的作用是组织者、指导者和促进者的作用,其主要职责是利用协作、对话等学习情境充分调动学生的学习积极性、主动性和创造性。师生角色和作用的这些转变,从根本上对“以教师为中心,教师讲、学生听”为特点的教学模式进行了否定,必须改变,从而使开放性的教学的开展有了一定的可能性。

在第一章从实验学化学和第二章化学物质及其变化的基础上,本章开始学习具体的元素化合物知识。元素化合物知识是中学化学的基础知识,也是学生今后在工作、生活中经常要接触,需要了解和应用的基本知识。通过这些知识的学习,既可以为前面所学的实验和理论知识补充感性认识的材料;又可以为在化学2中下册学习物质结构、元素周期律、化学反应与能量等等理论知识打下重要的基础;也可以帮助学生逐步掌握学习化学的一些基本方法;这些理论联系实际的内容,还能使学生真正认识化学在促进社会发展,改善人类的生活条件方面所起的重要作用。因此本章在全书中占有重要的地位,是高中阶段的重点之一。

二、教学内容分析

本节课“铁的重要化合物”是第二节“几种重要的金属化合物”中的一部分,本节知识是金属的化学性质知识的延伸和发展。金属化合物的性质是建立在金属单质性质的基础之上,金属在化学反应中失去部分电子转变为金属阳离子,生成金属化合物,所以它们之间存在着必然的因果关系。但金属阳离子的性质与金属单质的性质就完全不同了,这是原子核外电子的量变引起质变的有力证据。大多数金属阳离子核外以达到稳定结构,所以金属化合物之间的相互转化主要是发生复分解反应,一般不涉及金属元素化合价的变化,只有少数有变价的元素(如Fe)的阳离子在一定条件下才会发生氧化还原反应。

总体而言,课本改变了以往“金属单质→金属氧化物→金属氢氧化物→盐”的纵向编排,学习方式也放弃了从典型元素的学习推广到同族元素性质的一贯做法,取而代之的是按单质、氧化物、氢氧化物和盐来分类,横向分块,集中介绍。这样编排的优势就在于便于学生在学习过程中经常性的加以对比,在比较中加深记忆领会规律。而且课本中补充了不少与生活生产实际联系较多的知识,删减了一些不常见的反应。由于没有物质结构和元素周期律、元素周期表知识作为理论指导,作为过渡元素,Fe的原子结构比较复杂,不做要求,因此,只能以物质分类作为暗线贯穿本课,在铁的氢氧化物和盐这一部分,引导学生结合上一章刚刚学过的氧化还原知识,分析铁离子和亚铁离子的氧化性与还原性。

三、学生情况分析

初中化学已经介绍过一些金属及其化合物知识,涉及到铁的包括铁在氧气中燃烧,金属活动顺序中的置换反应,铁跟酸的反应,铁的冶炼,铁的锈蚀及防护等。学生在日常生活中也有较多了解,知道很多铁的化合物,但缺乏系统性。进入高中后,“铁及其化合物”是最后一个元素化合物知识,有了第二章分类、离子反应、氧化还原的知识和方法基础,并且具备了一定的实验基础——能够独立完成一些定性试验,以及自学能力。

四、教学目标设计

(1)基本目标

知识与技能

①了解铁的重要化合物(如氧化物、氢氧化物、盐)的主要性质,能写出主要反应的化学方程式

②知道Fe2+和Fe3+之间的相互转化,了解Fe3+的检验方法

过程与方法

①通过铁的氢氧化物、铁盐和亚铁盐性质的实验,培养学生的实验意识和操作技能,培养学生的观察能力和分析问题能力,提高对“化学是一门以实验为基础的科学”的认识

②通过对铁的重要化合物性质的学习,让学生逐步掌握学习元素化合物知识的一般方法,提高学生学习的主动性和有效性

情感态度与价值观

①通过多种多样的活动,鼓励学生积极提出问题,培养学生敢于质疑勇于创新的精神

②通过演示实验和学生实验,激发学生学习化学的兴趣,体会实验对学习化学的重要性

(2)发展性目标

知识与技能

①从物质的类别和化合价角度认识铁的重要化合物的化学性质

②了解Fe(OH)2的制备方法和注意事项

过程与方法

①通过引导学生观察Fe(OH)3、Fe(OH)2的制备实验,以及Fe3+的检验,培养学生通过知识的比较、归纳,进而发现问题、获取知识等能力,同时认识对比实验这种科学方法

②通过对Fe2+和Fe3+氧化还原性质的预测和实验探究活动,逐步培养学生设计实验、观察记录、分析整理实验现象并获取结论的能力

情感态度与价值观

通过分组进行探究实验,培养学生敢于质疑、勇于创新的精神,并通过互相交流增进感情,培养合作精神

(3)教学重点的分析与确定

在铁的重要化合物中,氧化物相对较简单,只需要了解它们的颜色、状态,以及化学性质中与酸的反应(Fe3O4除外)。考虑到Fe是一种典型的具有可变化合价的金属元素,结合前一章刚刚学过的氧化还原知识,在铁的氢氧化物中,出现了+2价Fe转化成+3价Fe,以及铁盐、亚铁盐部分,Fe元素不同价态离子间的转化应作为本节课的重点。

本节教学重点:Fe(OH)3的性质,Fe3+、Fe2+的转化

(4)教学难点的分析与确定

根据课程标准所确定的“课程强调学生的主动性”,要“有助于学生主动构建自身发展所需的化学基础知识和基本技能”的课程性质,本节内容在呈现方式上可采用科学探究的形式学习Fe3+、Fe2+的转化。鉴于学生刚刚开始元素化合物的学习,对氧化还原知识尚不能熟练的掌握和运用,实验能力和操作技能有限,需要在教师的引导下开展探究活动。

本节教学难点:设计实验探究Fe3+、Fe2+的相互转化

(2)教学资源的开放性措施

通过演示Fe(OH)3和Fe(OH)2的制备方法学习铁的氢氧化物。考虑到制备Fe(OH)2的实验涉及到的方法和技巧对学生来说要求较高,因此由教师演示,将这一过程设计成问题,引发学生思考。接下来,从Fe(OH)2沉淀颜色的变化(结合图片),分析这一过程可能发生的反应,同时引出Fe3+的检验方法,为下面探究Fe3+、Fe2+的转化做必要的知识准备和铺垫。

以开展学生探究实验的方式学习Fe3+、Fe2+的氧化还原性质。学生在教师的引导下,利用氧化还原的知识,分小组经过分析、预测、设计进而选择试剂动手实验,得出Fe3+、Fe2+的相互转化。这样,有助于学生增强对知识的感性认识,同时在这一过程中初步感受实验探究的一般步骤,体会学习元素化合物知识的一般方法。

(3)问题情境的开放性措施

开放点1:

你都知道哪些铁的化合物?试着对它们进行分类。

让学生尽可能多的列举出他们知道的铁的化合物,然后引导学生从不同的角度对这些物质进行分类。巩固前一章所学的分类和氧化还原的知识,同时,向学生渗透学习元素化合物的方法。

开放点2:

教师演示Fe(OH)2的制备方法,并结合图片,引导学生通过仔细观察发现实验操作中的问题和沉淀颜色的变化。接下来让学生分析最终转化成的红褐色物质是什么?如何验证这种预测?同时,通过对比实验的方法,引出Fe3+的检验。

引导学生从化合价的角度分析Fe(OH)2到Fe(OH)2的转化过程,为下一步探究Fe3+、Fe2+的相互转化做铺垫;介绍Fe3+的检验方法,为学生在后面设计探究实验时,如何证明转化是否成功提供了必要的方法。此外,还让学生初步体会到了对比实验这种重要的方法。

开放点3:

在Fe(OH)2到Fe(OH)3的转化过程中,+2价Fe元素被O2氧化为+3价,铁盐与亚铁盐之间是否也存在着Fe3+、Fe2+之间的相互转化呢?

从化合价角度,利用氧化还原知识分析要实现Fe3+、Fe2+的相互转化,分别要加入什么样的物质,通过自己设计、选择试剂动手实验,初步体会科学探究的一般过程。

(4)学生活动的开放性措施

让学生分小组设计实验探究Fe3+、Fe2+之间的相互转化。

运用上一章的氧化还原知识,进一步熟悉常见的氧化剂(氯水、同时增加了课本中没有的浓硝酸)和还原剂(铁粉),逐步培养学生如何经过分析、预测,进而设计实验方案的能力,以及实验操作能力。

六、学习效果评价设计

本节课实验较多,包括教师演示实验和开放程度较大的学生自主探究实验,体现出了元素化合物知识的学习特点。这种学习方式有利于提供给学生比较直观的感性认识,有助于加深学生对物质性质的理解。

首先,通过引导学生仔细观察教师演示实验,并对实验现象进行分析,使学生在认识铁的氢氧化物重要物理性质(颜色、状态)的同时,从Fe(OH)2颜色的改变以及Fe3+的检验方法出发,透过现象去研究变化的本质。不仅使学生更好的认识了铁的氢氧化物的性质,还有助于培养学生的观察能力,发现问题、分析问题能力,以及通过对Fe(OH)3、Fe(OH)2的比较、分析,进而意识到还可以从化合价,即氧化还原的角度进一步学习铁的化合物的知识。

然后,本节课的重点转向探究Fe3+、Fe2+的氧化还原性质,即它们之间的相互转化。将学生分组,经过预测、选择试剂到设计、完成实验,最后进行归纳,得出结论。从实际效果来看,由于没能充分考虑到学生目前的知识水平与实验技能,而且这又是第一次进行比较完整的探究活动,整个活动中学生显得比较吃力。这也让我们认识到学生探究能力的培养需要一个循序渐进的过程,必须依据学生现有水平,不能急功近利。

从整节课的实施来看,学生较好的掌握了Fe3+、Fe2+的氧化还原性质(这从后面设计的“应用与实践”环节可以得到证明)。在分组实验的过程中,为学生准备了探究学案,引导学生边实验边记录,逐步培养学生设计实验、观察记录、分析整理实验现象并获取结论的能力,初步体验到科学探究的一般过程和学习元素化合物知识的一般方法。

七、教学反思

本节课的目的是让学生应用所学的分类思想和氧化还原知识,研究重要含铁化合物的化学性质。从实施后的效果看,有以下几个特点:

1.考虑到铁是学生比较熟悉的一种物质,故采用回忆、复习的方式引入新课,对含铁化合物进行分类,使学生已有的知识更加系统化,有利于新知识的学习。学生的思维比较活跃,能够列举出几乎所有学过的含铁的化合物,而且往往能够有意识的按照类别来列举。

由于分类标准不同,学生更习惯从物质类别的角度进行分类,从而可以得到铁的氧化物、氢氧化物、含铁盐的通性。另外,铁是有变价的金属元素,根据铁元素的化合价也可以将含铁化合物进行分类,从而对于启发学生研究它们的氧化还原性质起到了一定的帮助和引导作用。

2.教师的演示实验承载了讲授知识和传授方法的双重作用。通过演示氢氧化亚铁的制备和氢氧化亚铁转化为氢氧化铁的实验,巧妙的向学生传授了铁离子的检验方法和对比实验的方法,同时还引出不同价态的含铁化合物之间可以发生转化,从而也为进一步研究含铁化合物的氧化还原性做好了铺垫,使课程过渡和进行的比较顺畅。

学生在这一活动中表现较好,通过对实验现象的观察和分析,能够比较顺利的得出Fe(OH)2到Fe(OH)3的变化过程,通过对Fe(OH)3的检验(将最终的红褐色沉淀加稀盐酸酸溶解,用KSCN检验Fe3+),知道了Fe3+的检验方法,在后面设计探究Fe3+、Fe2+的转化实验中,大部分学生都有意识的用到了KSCN,通过现象验证该转化是否成功。

3.组织学生分小组经过预测、选择试剂,自主设计实验和有关活动方案探究Fe3+、Fe2+的相互转化。在此过程中,注重让学生体会科学探究的一般过程和方法,激发学生学习化学的兴趣,培养他们科学探究的能力。实施实验后,引导学生对实验结果进行分析、整理,确定含有不同价态铁元素物质具有的性质和相互转化关系。这一环节由于受到高一学生化学知识和实验能力的限制,开放程度的确定需要慎重把握,学生的探究能力也需要在今后的学习中循序渐进的培养。

最后让学生根据实验得到的结论去解决生活中的实际问题,解释实验室中配制试剂的注意事项,使所学知识得到及时的巩固和落实。

教学过程中也存在着一些问题,例如教师对于一些小组在实验过程中出现的问题关注不够,如加氧化剂(或还原剂)与KSCN溶液的先后顺序是否对实验现象有影响,加入浓硝酸的实验中溶液先变红后褪色等问题,没能让他们及时反映出来并进行分析。

从本节课实施后的情况来看,开放程度总体把握比较合理,几个开放点的设置体现出了一定梯度,有针对性的培养学生多方面能力。根据课上学生的配合情况和各方面表现,体现出了较好的课堂实效性。

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