4-12-33-8 单元教学落实核心素养（4）

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来源:宜川中学

在单元活动中落实化学学科核心素养

——以“Fe²⁺与Fe³⁺的相互转化”活动设计为例

1总体规划

1.1 活动目标

（1）通过探究Na、Fe、Cu能否还原Fe³⁺，体会物质性质探究的一般方法，感悟在Fe³⁺参加的反应中借助显色剂KSCN溶液的必要性，以获得更科学的结论，培养严谨求实的科学态度。

（2）通过苏州河模拟水样分析，面对实验中出现的问题，能团结合作、分析问题，提出优化方案，提升解决问题的能力，完成实验能力的进阶。

（3）通过参观苏州河梦清园环保主题公园实践活动，感受化学知识的社会性特征，培养保护水环境的意识，提升学生的家国情怀与学科情感。

1.2活动设计

课内活动	1	主题	Fe³⁺→Fe²⁺的转化及判断
	1	任务	探究：Na、Fe、Cu都可以否将溶液中的Fe³⁺还原成Fe²⁺吗？
	2	主题	Fe²⁺(Fe³⁺)的检验
	2	任务	探究：苏州河模拟水样中是否含有Fe³⁺、Fe²⁺?
课外活动	1	主题	参观苏州河梦清园环保主题公园
课外活动	1	任务	了解苏州河百年历史变迁；寻找“河水清如许”的原因

1.3设计说明

“Fe²⁺与Fe³⁺的相互转化（人教版）”一课，在设计上以上海苏州河过去的污染、现在的治理（模拟水样检测）、未来的展望为情境线贯穿课堂始终；在教学内容的组织上，设置了4个学习板块，4个任务,2个教师演示实验，2个学生活动,1个课外学生活动，以任务驱动的形式推进学生学习活动和教师教学活动的展开（见图1）。

活动编排上从探究实验“Na、Fe、Cu能否还原Fe³⁺”到“苏州河模拟水样的分析”到最后的课外活动“参观苏州河梦清园环保主题公园”，空间上从课内延伸到课外，逻辑上从易到难。学生通过“假设—验证—交流—优化”等一系列小组活动，体验从困惑、发现到兴奋的学习过程，提升发现问题、解决问题的能力，体会探究的一般方法。同时注重活动与情境的相互融合渗透，在真实情境下解决真问题，符合“从生活走向化学，从化学走向社会”的理念；注重活动的素养功能设计，在活动中注重发展“科学探究与创新意识”、“证据推理与模型认知”、“科学态度与社会责任”等学科核心素养。

2活动细化设计

2.1“Fe³⁺→Fe²⁺的转化及判断”活动环节

2.1.1 “Fe³⁺→Fe²⁺的转化及判断”活动细化设计

活动主题	Fe³⁺→Fe²⁺的转化及判断
活动空间	15分钟、专用教室
活动水平	“如何做”“做得如何”
活动工具	活动资源	实验	þ器材¨模型þ实物þ场所¨其他
		媒体	þ纸质þ投影¨课件¨视频¨软件¨学习平台¨网络
	活动情境	来源	þ生产生活¨实验¨文本资料¨其他
		功能	þ阅读观察þ激发兴趣þ创设问题 þ实验探究¨应用实践¨其他
实施策略	要求布置	þ活动单（任务单）þ投影或板书¨其他
	要求纬度	¨方案设计þ实验操作þ活动观察þ活动记录 þ活动分析þ交流合作¨其他
评价方案	评价者	¨自评¨互评þ师评
	评价方式	þ口头评价¨评价表评价
	评价纬度	¨方案设计þ实验操作þ活动观察þ活动记录 þ活动分析þ交流合作¨其他

2.1.2“Na、Fe、Cu都可以将溶液中的Fe³⁺还原成Fe²⁺吗？”任务单

任务：探究：Na、Fe、Cu都可以否将溶液中的Fe³⁺还原成Fe²⁺吗？

具体要求：利用实验盒内提供的试剂，小组内设计实验方案，自行实验，根据现象论证猜测，得出结论或实验中困惑的地方。

试剂提供：Na、Fe粉、Cu粉、FeCl₃溶液、KSCN溶液

		Na	Fe	Cu
小组猜测
实验论证	所用试剂
	操作步骤
	记录现象
结论与原理
困惑与改进

2.1.3“小组探究：Na、Fe、Cu是否都可以将溶液中的Fe³⁺还原成Fe²⁺”活动评价要点设计

维度	活动要求	评价要点
实验操作	选择实验盒内提供的试剂，小组自行实验	观察实验操作的正确性：固体试剂的加样操作，有无振荡操作，有无溶液颜色反应前后的对比操作。
活动记录	观察、记录实验现象，得出结论，书写原理。	现象描述、原理书写是否完整、正确，结论是否正确。
活动分析	提出实验中的疑问、反思或改进的设想。	是否能提出实验现象与理论预测不一致的疑问；能否完成Fe、Cu与FeCl₃溶液反应颜色变化不明显的原因分析（有残留固体粉末、离子浓度较低）；能否对去干扰提出相应的解决方案（过滤、借助显色剂）。
交流合作	班级交流、优化方案。	能否提出优化方案，在实验中引入显色剂KSCN溶液。

2.1.4“Fe³⁺→Fe²⁺的转化及判断”具体教学设计：

活动情境	环节	设计意图
80年代的苏州河两岸设有许多印刷厂，印刷厂排放的废水中含有大量Fe³⁺的，结果却引了Fe²⁺浓度的不正常增大，加剧了河水的黑臭现象。	环节一低阶思维活动: Fe³⁺转化为成Fe²⁺的原理分析	运用氧化还原理论，从化合价的变化入手，分析Fe³⁺→Fe²⁺的转化过程，明确反应类型，引出常见的还原剂。
	环节二小组探究活动： Na、Fe、Cu能否还原Fe³⁺？	聚焦三种典型金属特别活泼的钠、比较活泼的铁、不活泼的铜能否将Fe³⁺转化为Fe²⁺展开，意在加强单元教学内容之间的相互联系与促进，以旧知为生长点以旧带新。通过“猜测能否还原—设计实验方案—实验验证—交流结果—优化方案”等一系列小组活动，体验从困惑、发现到兴奋的学习过程，丰富学习体验。感悟在Fe³⁺参加的反应中借助显色剂KSCN溶液的必要性，以产生更明显的现象，作出更正确的判断，获得更科学的结论。体会物质性质探究的一般方法，培养“科学态度与创新意识”的学科核心素养。
	环节三高阶思维活动：Fe、Cu为什么可以还原Fe³⁺？	从理论层面来分析上述反应发生的原因，寻找还原剂的共性，发现还原剂铁、铜的还原性强于还原产物Fe²⁺的还原性是反应发生的根本原因，提升对氧化还原反应理论的认识，同时为构建两种离子相互转化模式提供了思考角度和方向。三个环节组成了一个生动而有价值的学习活动，串联成了一个连续的、递进的学生思维能力发展过程，提高学生的高阶思维能力。

2.2“Fe²⁺(Fe³⁺)的检验”活动环节

2.2.1“Fe²⁺(Fe³⁺)的检验”活动细化设计

活动主题	Fe²⁺(Fe³⁺)的检验
活动空间	12分钟、专用教室
活动水平	“如何做”“做得如何”
活动工具	活动资源	实验	þ器材¨模型þ实物þ场所¨其他
		媒体	þ纸质þ投影¨课件¨视频¨软件¨学习平台¨网络
	活动情境	来源	þ生产生活¨实验¨文本资料¨其他
		功能	þ阅读观察þ激发兴趣þ创设问题 þ实验探究þ应用实践¨其他
实施策略	要求布置	þ活动单（任务单）þ投影或板书¨其他
	要求纬度	þ方案设计þ实验操作þ活动观察þ活动记录 þ活动分析þ交流合作¨其他
评价方案	评价者	¨自评¨互评þ师评
	评价方式	þ口头评价¨评价表评价
	评价纬度	þ方案设计þ实验操作þ活动观察þ活动记录 þ活动分析þ交流合作¨其他

2.2.2“苏州河模拟水样中是否含有Fe³⁺、Fe²⁺？”任务单

任务:探究：苏州河模拟水样中是否含有Fe³⁺、Fe²⁺？

具体要求：利用实验盒内提供的试剂，小组内设计实验方案，自行实验，完成检测任务,若有困难,写出你的困惑之处。

试剂提供：模拟水样、KSCN溶液、KMnO₄（H⁺）溶液、氯水（若需其他试剂，可列出）

	试剂、操作步骤	实验现象	结论	困惑与改进
检测任务1：水样中是否含有Fe³⁺？
检测任务2：水样中是否含有Fe²⁺？

2.2.3“小组探究：苏州河模拟水样中是否含有Fe³⁺、Fe²⁺？”活动情境与评价设计

活动情境	保护水环境，增强环保意识的同时，还要加强水质监测。介绍校科研小分队，在不同时间、地点对苏州河水取样情况以及他们的研究的方向。
情境功能	任何化学知识都具有社会价值,其价值的体现也是有情境的。在真实的情境下解决真问题,真实的呈现化学的学科价值，符合“从生活走向化学，从化学走向社会”的理念，培养科学精神和社会责任感，形成正确的价值观。
评价要点	1、能否选择KSCN溶液，完成Fe³⁺的检验，操作规范，现象描述正确。 2、能否结合检测1的结果，对比Fe²⁺、Fe³⁺性质的不同点，利用检测剂本身的颜色，完成Fe²⁺的检验，操作规范，现象描述正确。 3、是否能从排除Fe³⁺干扰的角度来提出其他的检测设想或所面临的困难。 4、观察小组面对新的问题能否积极思考，组员能否充分表达自己的意见，形成个性化的反思。
活动设计意图	考虑到面对相对复杂性的、有干扰离子存在的实验，高一学生设计与探究能力的不足，将检测任务分解为两个任务，并提供了一定的试剂，使活动更具指向性和操作性，使学生能有有意义的发现。鉴于二价铁与三价铁在水体中是一个共存的平衡体系的事实，任务2具有较大的难度，因此在活动要求与评价上具备了一定的开放性，鼓励发散性思维，期望学生在经历了一定的认知冲突后，能重新审视试剂的异同、反应的现象及原理，思考去除干扰的方法，提升思维的严密性，完成实验能力的进阶。

3课外活动设计

3.1参观苏州河梦清园环保主题公园

活动要求：1、了解苏州河百年历史变迁；2、寻找“河水清如许”的原因；3、拍摄2~3张活动照片；4、阅读文章“铁离子在水体中价态的转化及其与河道黑臭的关系”（《净水技术》2007年第26卷第2期，第35到38页），完成阅读摘要，有一定的个性化思考。

设计意图：通过课外资料的阅读、梦清园环保主题公园参观等多样式的学习活动方式，使课堂的学习在广度与深度上均得以延伸，并且提高了课堂学习内容与情境的真实性，提升学生的社会参与感，感受化学知识的社会性特征。课外活动在拓展了活动的时空的同时，更有益于促进学生的多元化发展。

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