普通高中基于学科素养为导向的探究式教学方式实验研究课例——检验菠菜中的铁元素

普通高中基于学科素养为导向的探究式教学方式实验研究课例

——检验菠菜中的铁元素

刘旭利 梁玉珠 段亚飞

河南省平顶山市实验高中河南省，平顶山市467000

摘要：埃米尔·费雪曾经说过：“科学研究是为了发展人类文明。”，在新课程教学背景下的化学教学应有了更高质量的转变，不再执着于加强学生的理论知识，还应培养和提高学生的化学实践能力。在传统高中的教学方式下，学生大多研究课程内容，且总是由教师单方面进行教学灌输。但在新课程教学背景下，化学教师有了更多样化的教学方式，改变高中学生们的学习方式以及教学模式，更是通过探究式的教学方式实现实验研究，探索化学课堂教学设计以及课堂教学的转型。在给予学科素养为导向的探究式教学方式中，高中化学教师更应通过观察、设计、实验操作等的方式让学生了解到教学课堂的本身，还可适当的转变教师的身份，使其不再是传播者，而逐渐转变为指导者、合作伙伴等的身份。因此，本文主要谈论在普通高中的课堂教学中，基于学科素养为导向的探究式教学方式的实验研究——检验菠菜中的铁元素，并结合高中学生与教师之间的合作研究，确认其是否真实合理。

关键词：普通高中；学科素养；探究式教学；菠菜；铁元素

引言

铁元素是人体中必需的一种多种微量金属元素，它不仅能帮助氧气的运输，还能促进脂肪的氧化，对人们的身体健康也是十分重要的[1]。当人体出现缺铁的情况时，容易导致贫血，对人的行为、智力等的发育也会有所影响。小时候总是能听到《菠菜大力水手》的动画片，总是在思考是否有所关联。经学者研究，菠菜中含铁丰富，其营养价值极高，能满足人们的日常需要，因此吃菠菜能快速补充体力。而实验是化学课堂教学的中心思想，也是化学学科的重要特征之一。化学试验对于提高高中学生的学习水平有着极为重要的作用。

一．探究式教学的意义

探究既是学生在学科中学习要达到的目标，同时也是高中学生学习的主要方式。在以培养学科素养为目标的高中化学课堂教学中，由于化学教学目标的多元化，教师不仅要让学生掌握书本中的化学学习知识，还要帮助学生通过科学的方法实现方法与技能的训练，并培养高中学生以科学情感、态度对待该化学研究，同时培养他们正确的价值观[2]。通过这样的教学方式，学生不会再只是通过简单地记忆、模仿性操练学会，而必须高度重视学生的主动参与、亲自探究、动手操作，强调学生的感受、体验、实践，强调学生之间的交流与合作。高中化学教师只有充分认识到这一点，才能在教学过程中安排好各种相关的情景与有意义的科学探究活动，组织学生参与其中，例如本文所研究的——检验菠菜中的铁元素，在学生亲身实验的过程，才能自主地、充分地开展活动，进而达到既学会知识与技能，又培养智能与情感、态度、价值观，促进学生科学素养形成的目的[3]。

二．检验菠菜中的铁元素实验课堂教学教案[4]

教学目标：会用铁及其化合物的性质及转化关系探讨相关生活中的科学议题。从定性和定量角度检测菠菜中的铁元素，结合“宏观辨识与微观探析”解决实际问题。通过分析、推理最终确定菠菜对人体补铁的可行性，促进科学态度与社会责任”化学核心素养的发展。

教学方式：通过问题式、启发式教学方式进行课堂教学。

实验设计：

实验设计一定性检测(方法引领) ：

①如何检测铁元素一KSCN 显色法检测Fe3+

②如何让菠菜中的铁元素能句够被检测：灰化、酸浸、氧化

③如何确定菠菜中的铁元素完全转化为Fe3+，KSCN显色检测Fe3+、酸性KMn04检测Fe2+

实验流程：

1.将菠菜中的Fe元素通过灰化、酸浸氧化得到Fe3+溶液

2.将样品溶液稀释后液分别滴加KSCN、酸性KMn0溶液，确定铁元素全部转化为Fe3+

前期准备阶段:

烘箱、电炉、耐火匣钵、研钵、玻璃棒、电子天平、烧杯若干、简单过滤装置

1mol·L-1盐酸溶液、1:1 (V/V)硝酸溶液

定性检测阶段：

0.01mol·L-1 KSCN溶液、 实验样品溶液、蒸馏水、0.01mol·L-1 KMnO4溶液

前期准备：

灰化、酸浸氧化(方法引领、理论指导)

（1）菠菜的用量——使浓度可测(文献含量8mg/kg， 10-3~10-4数量级)，确定1kg菠菜

（2）菠菜灰化——灰化程度判断

（3）浸取用酸、氧化剂的用量——确定将铁元素全部浸出(酸过量)、样品的定容

（4）菠菜浸取液中铁元素的化合价(方法引领)：

·将所得样品溶液中滴加KSCN，确定铁元素的存在与价态——Fe3+

·滴加酸性KMn0溶液，确定铁元素是否全部被氧化——无Fe2+

铁元素定性检测：

·取样品溶液稀释后，滴加KSCN、酸性KMn04溶液

·滴加KSCN显色，确定有Fe3+

·滴加酸性酸性KMn04溶液不褪色，确定无Fe2+

定量检测(讲解、演示) :

①比较不同浓度Fe3+溶液与KSCN显色反应的现象一目视比色法

②借助手持技术比色计对单色光的透光率测定——仪器比色法

③通过物质的量相关计算得出含量，确定吃菠菜补铁的可行性——解决实际问题

菠菜浸取液中Fe3+的浓度(理论指导)：

①依理论浓度，通过计算确定比照标准液及KSCN的大致浓度

②配制各浓度标准液，进而实现比较

③实验比色，确定样品的最近似浓度

三．结束语

综上所述，在本次实验中可以发现菠菜中的铁元素是存在的，高中化学教师应让学生正确认识到化学实验与生活中的关系，并做出积极的引导工作，使学生能钻研教学难点，落实“知行合一”的教学方式，基于探究式的教学方式，注重用学科素养为导向，带领学生认识高中化学教学，进而达到提高化学课堂教学水平，推动未来的化学实验发展。

参考文献：

[1] 陈丽,李娜,于善亮,等. 检验菠菜中的铁元素[J]. 化学教育,2021,42(11):77-81.

[2] 吴吉庆. 核心素养视域下化学"翻转课堂"教学研究——以"菠菜中铁元素的检验和含量测定"为例[J]. 高中数理化,2019(2):71-72.

[3] 陈慧娜,何柳莹,莫乾浩. 菠菜中铁元素检验的实验探究[J]. 实验教学与仪器,2021,38(5):69-70.

[4] 骆无忌. 检验菠菜中铁元素的实验方案设计[J]. 中学化学教学参考,2021(9):75-76.