促进学生自主建构与发展化学观念的高三化学教学

钟俊郎

【摘要】本文以“铁及其化合物”高三复习课为例，分析如何在高三复习中促进学生自主学习，培养学生的化学观念，从而为学生的综合发展提供保障。

【关键词】高三化学;铁及其化合物;自主学习

在高三复习阶段，很多化学教师为了让学生更加系统地掌握知识，会灌输式地为学生传授、梳理知识，并在此基础上要求学生进行强化习题练习，极大地影响到学生的学习自主性，忽视了学生自主构建知识体系，制约了学生化学观念发展，影響到学生综合化发展。所以在实际中，高中化学教师必须积极地改变复习教学策略，鼓励、指引学生可以积极地获取知识，以此强化学生复习效果。

一、强化核心观念，形成科学思维

元素及其化合物知识的核心观念在于元素观、分类观、转化观，高中化学教师在引导学生进行铁及其化合物复习时，可以指引学生构建一个“物质类别—化合价”的二维坐标关系图，如下图所示，以此培养学生可以从价态转化、类别转化的角度学习同种元素不同物质相互转化的思维。在引导学生复习元素化合物转化过程时，要重点突出条件对于反应的影响，并将其与铁及其化合物知识结合起来，这样学生才可以全面理解物质相互转换及具体转化条件的知识，促进学生化学学科思维观念形成。

在铁及其化合物复习中，指引学生从“铁及其化合物的相互转化”中提炼出物质转化观念，从而理解条件对于化学反应的影响。

1.构建观念

学生自主列出铁与硝酸、硫酸等的多种反应现象，如常温下铁与浓硫酸会发生钝化反应;在加热条件下铁与浓硫酸会形成二氧化硫气体，并且有金属阳离子产生，从反应物铁的含量推测，可能时三价铁离子、亚铁离子、两者混合物。学生通过对铁与硝酸、硫酸反应情况进行总结，可以构建出“反应物量、温度、浓度等对反应产物的影响”知识体系。在此基础上，引导学生思考铁与氧气的反映情况，在纯氧中点燃铁，会生成Fe3O4、潮湿空气中铁会在吸氧腐蚀下形成Fe2O3·nH2O，教师引导学生自主查找资料，补充氧气与铁的其它反应情况。

2.观念强化

学生通过小组合作活动，制定铁及其化合物相互转化思维图，并在思维图中表明条件对各反应的影响，如学生在交流三价铁离子转化成氢氧化铁的过程是，对酸碱度、温度等进行控制，可以产生氢氧化铁胶体、氢氧化铁沉淀两种情况。

调节硫酸铁溶液pH值，并将溶解加热到70-80℃，可以得到聚合硫酸铁。针对这一现象，教师让学生分析对溶液的pH值进行控制，会对产品中铁元素质量分数造成什么影响。学生经过仔细分析，可以得出，pH的控制影响到溶液酸碱性，进而会对三价铁离子水解平衡带来影响。

通过这样的课堂设置，可以引导学生将相应的化学反应原理知识应用在具体的元素化合物中，从基础的浓度、反应物量、温度等对化学反应的影响延伸到溶液酸碱性对化学反应的影响，强化了学生对“条件对化学反应影响”的物质转化观念。

3.观念应用

要求学生根据掌握的知识完成“LiFePO4工业生产情境问题”：橄榄石型LiFePO4是一个潜在的锂离子电池正极材料，其可以通过H3PO4、（NH4）2Fe（SO4）2与LiOH溶液发生共沉淀反应，钙沉淀需要在80℃真空干燥及高温成型。在共沉淀反应中，没有将（NH4）2Fe（SO4）2与LiOH溶液直接混合，其主要原因是什么？在这一问题中，教师可以指引学生从（NH4）2  Fe（SO4）2与LiOH直接混合、不直接混合的差异在什么？工业制备LiFePO4的注意点是什么？二价铁被氧化与溶液酸碱性是否有关联？等角度进行考虑，学生经过思考、探究后，就会知道（NH4）2 Fe（SO4）2与LiOH不直接混合是为了防止产生容易被氧化的氢氧化亚铁。

学生经过之前的自主探究后，具备了“条件对反应的影响”这一物质转化观念，在此基础上，教师指引学生利用这一观念对具体的化学问题进行思考，这样就会全面巩固学生的化学观念，同时还会强化学生知识体系自我完善，满足了学生发展需求。

二、联系生活实际，开展探究活动

在新高考中，对化学实验的考查力度逐渐加大。因此，在高三化学复习中，教师还应该注意引导学生结合自身的现实生活，合理的设计化学探究实验，从而促进学生探究能力、实际解决问题能力的提高。在铁及其化合物复习中，教师可以设计以下两个探究实验，让学生在实验探究中提高自身的综合素养。

1.探究铁元素在铁的氧化物中的化合价

教师为学生提供部分氧化的食品保鲜剂，并为学生提供试管、烧杯、玻璃棒、酒精灯、滴管、3mol/L的H2SO4、6mol/L的HNO3、3%H2O2、20%KSCN、0.1mol/L的KI、0.01mol/L的酸性高锰酸钾溶液、蒸馏水等实验仪器及试剂，让学生自主开展设计实验。在本实验中，关键在于证明氧化的食品保鲜剂中是否有亚铁离子存在，由于实验探究内容与学生的现实生活有较大联系，可以在很大程度上提高学生学习热情，同时这一实验设计是建立在学生对亚铁离子、三价铁离子检验知识的基础上，这两种离子的同时验证可以进一步加深学生对铁及其化合物知识的理解。

2.探究Na2S溶液与FeCl3溶液互滴发生的化学反应

对于Fe3+、S2-等反应物，与溶液本身的酸碱性有极大的关联，由于Ksp（Fe2S3）=1×10-88，Fe2S3+4H+=2Fe2++S+2H2S，根据实验探究FeCl3溶液与Na2S溶液互滴时的化学反应，并写出主要反应离子方程式。在本实验中，FeCl3溶液加入Na2S溶液产生的现象与Na2S溶液加入到FeCl3溶液的现象是有所不同的，学生在探究这一实验时，需要在铁及其化合物知识的基础上，结合三价铁离子的氧化性、沉淀反应、促进水解等性质做出假设，然后在通过实验来分析出现不同现象的主要原因，最后写出主反应离子方程式。通过这样一系列的实验探究活动，学生的探究思维、探究水平会得到极大的提高。同时，本实验属于开放性实验，教师在引导学生探究实验过程时，需要结合现有的知识结构，进行猜想、验证、解释，极大地提高了学生的实验水平。

三、总结

总而言之，在高三化学复习中，教师必须采用合理的导学策略，激发学生的主动性，引导学生积极思考，让学生可以自主把握知识间的相互联系，这不仅可以有效的提高学生复习效率，还能加深学生对知识的理解，有助于学生良好发展。

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