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摘要：论文阐述了将“铁及其化合物”的内容设计成在生活经验和已有知识的背景下学习铁的性质、用实验方法鉴别亚铁离子和铁离子、通过鉴定补血剂中铁的价态而学习Fe2 与Fe3 的相互转化三部分。通过教学实施与反思，提出有序的课堂，紧凑而有效的课堂，以及有化学学科观念指导的课堂才是高效的课堂的观点。
关键词：有序；紧凑；高效；化学学科观念
文章编号：1008-0546（2016）04-0043-03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.04.016
目前有限的教学课时背景下，“高效”课堂是中学化学教学的追求。常见的课堂教学注重教授物质性质和变化的规律，以“规律总结”、“举一反三”作为高效的目的，热衷于人为制造出的种种习题的教学，强调解决习题的高效，这种课堂教学偏重于“是什么”、“怎么用”的问题，而对知识形成过程中“为什么”的问题往往一带而过，甚至很少提及。因此，学生在化学学习过程中逐渐削弱化学知识形成过程中最具有想象力的思维过程，最终缺失解决实际化学问题的能力。下面以“铁及其化合物”的教学为例，阐述教学设计思路以及教学过程，进而阐述以学科观念为指导，营造有序而紧凑的课堂。
一、教学设计思路
江苏省《普通高中课程标准教学要求》对“铁及其化合物”内容的要求是：根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，了解铁及其重要化合物的主要性质。了解Fe3 的氧化性，认识Fe3 和Fe2 之间的相互转化。Fe3 和Fe2 之间的相互转化仅限于Fe3 分别与Fe、Cu的反应，以及Fe2 与Cl2的反应。从教材表面看，对学生的知识、能力要求并不高，但这部分内容不但应用到氧化还原反应、离子反应理论，更是让学生体验化学知识与生命健康、生活实际紧密联系。教材可拓展的余地很大，教材的处理方式也多种多样。作为人体必需的微量元素和最常见的变价金属，铁在生命领域、现代社会均发挥着尤为重要的作用。本节课以铁离子、亚铁离子的性质及相互转化为主要内容，介绍了铁离子的检验，铁离子、亚铁离子的性质与相互转化，不同价态的铁元素之间的相互转化在生产生活和科学研究中的广泛应用。
二、课堂教学过程
1. 在生活经验和已有知识的背景下学习铁的性质
以铁及其化合物在日常生活中的应用引出课题，以学生已有知识为基础，学习铁的物理性质和化学性质。强调自主学习，让学生归纳铁的物理性质，回顾并书写已经学习过的铁的相关化学方程式，要求并不高。升华之处在于用氧化、还原反应思想分析上述反应，对比铁与盐酸和铁与氯气反应不同价态的生成物，找出规律——铁遇弱氧化剂被氧化到亚铁离子，遇强氧化剂被氧化到铁离子。同时，复习回顾，引出常见的强、弱氧化剂，为接下去学习它们的鉴别和相互转化埋下伏笔。教学的片段如下：
【引入课题】教师以铁及其化合物在日常生活生产中的应用图片引出课题，接着介绍了2014年中国钢铁年产量和人均产量，结合应用示例图片抛出问题。
【问题】结合自身体验，请说说铁具有哪些物理性质？
【学生归纳】铁的物理性质。
【问题】根据你已有的知识，说说铁能与哪些物质反应，写出反应的化学方程式。
【学生板书】学生根据已学知识，可以写出铁与氧气、氯气，铁与盐酸，铁与硫酸铜溶液反应的化学方程式。
【问题探讨】标出铁分别与盐酸、氯气反应后的产物中铁元素的化合价，请你分析化合价产生差异的原因。
【引导分析】 化合价差异的原因是盐酸和氯气氧化性的强和弱。由此，得出结论：铁可以被弱的氧化剂氧化到亚铁离子（ 2价），而被强的氧化剂氧化到铁离子（ 3价）。接着，师生共同讨论出常见的弱氧化剂有：H 、Cu2 等、常见的强氧化剂有：氯水、氧气、双氧水等。
【过渡】铁与强、弱氧化剂反应得到不同价态的产物，那么，如何检验产物中的亚铁离子和铁离子？
2. 用实验方法鉴别亚铁离子和铁离子
这部分内容是本节课的重点与难点。笔者从三个方面入手来突出重点，突破难点。
第一，引入流畅，过渡自然。在学习了铁与不同氧化剂反应可生成亚铁离子或铁离子，自然而然地引出如何鉴别它们的问题，学生看到实验桌上摆放的硫酸亚铁和氯化铁两种溶液，发现可以直接观察试剂颜色，亚铁离子呈浅绿色，铁离子呈棕黄色，这是简单且直观的方法，当然可行。但是当老师演示实验：取一滴FeCl3溶液于试管中，加2-3mL水，也就是浓度很小时，就没法观察出溶液颜色，这时引出第二种方法——滴加KSCN溶液，学生也就能理解这种方法最可行，因为它可以检出浓度很小的铁离子，而且现象明显。那么，还有没有第三种鉴别方法呢？结合初中学习过氢氧化亚铁和氢氧化铁的性质，引出NaOH溶液也可用于鉴别。
第二，问题设计层层推进，抽丝剥茧，水落石出。向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液后，发现溶液呈血红色，学生自然会好奇：把KSCN溶液加入FeSO4溶液也会有如此现象吗？结果发现溶液颜色没有变化。那么怎么证明其中有Fe2 呢，学生会想到可以把Fe2 转化成Fe3 ，自然而然联系到上一段引出的强氧化剂——氯水或双氧水，这里实际上也就引出了Fe2 转化成Fe3 方法。学生动手完成上述实验后，直接写出氯水与Fe2 反应的离子方程式。教师和学生一起分析双氧水和Fe2 反应的离子方程式，并能从电子守恒、电荷守恒以及原子守恒角度分析、配平方程式。
再分析问题：如果加入KSCN溶液和氯水顺序颠倒，还能检验出Fe2 吗，进而强化正确的检验方法，突出重点。
第三，用动手实验作为元素化合物学习的基本方法。元素化合物的学习不是教师强加给学生的，而是学生通过完成一系列精心设计的实验自己去探索，去体会一种原来如此、豁然开朗的感觉。学生在FeSO4溶液中，在试管口用滴管滴加NaOH溶液，只能观察灰绿色沉淀，没有能发现白色沉淀，自然引起疑问——难道初中学习过氢氧化亚铁沉淀是白色的知识是错误的？Fe（OH）2的制备是一个较难突破的难点，资料显示，白色变色有很多种原因，目前主流观点认为主要有两个因素：在表面吸附Fe2 以及Fe（OH）2被氧气氧化。经过试验，笔者设计了一种能出现白色沉淀的简单方法，在0.1mol/L的FeSO4溶液中用长滴管在液面下滴加6mol/L的NaOH溶液，能清晰地看到白色沉淀，这就是Fe（OH）2的本来面目。然后振荡试管，再把试管内物质部分倒到垫有表面皿的滤纸上。这样就能清楚观察到白色→灰绿色→红褐色的变化过程，也就形象地展示出被氧化的过程。 3. 通过鉴定补血剂中铁的价态，学习Fe2 、Fe3 的相互转化
【资料卡片】目前我国缺铁性贫血发生率高达15%～20%，患有缺铁性贫血和铁营养不良症者，约2亿人，妇女、儿童为高发人群。缺铁性贫血是指人体内可用来制造血红蛋白的储存铁已被用尽，红细胞生成障碍所致的贫血。
【实物展示】药店买的补铁片。
【实验探究】 请设计实验鉴别补铁性药片中含有的是亚铁盐还是铁盐？
【小组讨论、汇报交流】提出实验方案，完成实验。
【学生实验】 药片→研碎→烧杯内加少量水溶解→取上层清液1mL加在试管中→滴加1滴管KSCN溶液→加入氯水→观察现象→得出结论。
【分析药片说明书】强调三点：一、药片名：琥珀酸亚铁（二价），二、本品为薄膜衣片（防止氧化），三、维生素C与本品同服，有利于吸收。
【问题】维生素C的作用是什么？能把Fe3 转化为Fe2 ，作还原剂。
【问题】常见哪些物质也具有还原性，也能将Fe3 转化为Fe2 ？
【学生实验】请你从下列所给的试剂中，选择合适试剂并设计实验方案，将Fe3 转化为Fe2 。
供选试剂：0.1mol·L-1 FeCl3溶液、KSCN溶液、新制氯水、H2O2溶液、铁粉、铜粉。
【实验与汇报】方案1：①FeCl3、②KSCN、③铁粉，
方案2：①FeCl3、②KSCN、③铜粉。
【练一练】写出Fe3 和Fe、Cu反应的离子方程式。
【课堂小结】让学生小结本节课所学内容。
实际上，在学习Fe2 检验时，已经引出了Fe2 转化为Fe3 的思路——加入强氧化剂。这部分内容以生活中的补铁剂作为背景知识来学习Fe2 、Fe3 的相互转化，强调化学知识来源于生活，服务于生活，突出学以致用，学习有用的化学、真实的化学。在完成实验把补铁剂研碎、溶解后加入大量的KSCN溶液（为了防止KSCN被氯水氧化），没有发现变色，加入氯水后溶液变红色，探究出补铁剂中是亚铁的结论。分析说明书中的维生素C的作用，引出用还原剂可以把Fe3 转化成Fe2 ，再让学生设计实验选择其它还原剂证明这个结论。本节设计了两个探究性实验，两组实验都让学生自行设计实验方案，选择实验试剂，动手实验，得出结论，对学生的要求较高。
三、对教学的反思
在化学教学中，问题的呈现顺序、知识的逻辑顺序、学生的认知顺序紧密结合，所学知识才能易懂久记。只有注重问题的由浅入深，知识的前后联系，才能让学生对知识有更好的理解和辨析。首先必须让学生感受到化学学科是有趣的、实用的，从日常生活中铁及其化合物的应用着手，以学生已经学习过的铁的性质为立脚点，在轻松愉悦的气氛下学习新的内容，掌握相关知识与技能。实验设计由易到难，由简单到复杂。从简单的观察溶液颜色，到选用新的试剂，再到选择加入试剂的先后顺序；从正常操作引起的反常现象，到为了防氧气用长滴管伸入液面以下的特殊操作，再到为了快速被氧化，把试液部分倒到垫有表面皿的滤纸上；从验证性实验到自己选择试剂、设计方案的探究性实验，体现了循序渐进的原则，引领学生在实验中思考，营造高效的课堂氛围。
紧凑而有效的课堂才是高效的。化学是以实验为基础的一门学科，其知识的形成与实验过程中的感性观察与想象，理性分析与归纳、演绎，严密的逻辑推理是密不可分的。化学来自于生活，服务于社会，本节课的知识贴近学生的生活实际，补铁剂和VC是生活中常见的两种药物，选择常用的补铁剂琥珀酸亚铁片，通过引出问题→提出猜想→设计实验→探索研究→解决问题的实验探究，让学生体验了科学探究的一般方法，在一系列活动中掌握铁离子的检验，铁离子、亚铁离子的性质与相互转化条件，前后呼应。通过补血剂等常见物质学会从化学视角观察生活、生产和社会中的有关问题。
在学习元素化合物知识的同时要培养学生的化学学科观念。用理论指导的课堂教学才能让学生认识透彻，能让学生形成有效解决新问题的能力，迁移应用，触类旁通。本节课中铁单质的性质、铁离子与亚铁离子的相互转化也是氧化还原反应理论以及离子反应概念一个典型实例。在学习反应方程式时要能应用电子守恒、电荷守恒、原子守恒的观点分析和理解，从而把元素性质的认识以及方程式学习落到实处。因此，学会用粒子变化的观念和守恒的观念都是应该被关注的，希望化学学科观念的种子能在学生的脑海中发芽，而不仅仅是所谓的化学知识。有效地激发了同学们的学习激情并养成从化学视角看现实问题的科学素养。
参考文献
[1] 江苏省教育科学研究院课程教材研究中心.普通高中课程标准教学要求[M].南京：江苏教育出版社，2007：35
[2] 江敏. 在体验中学习 [J].中学化学教学参考，2012，（6）：16-19
关键词：有序；紧凑；高效；化学学科观念
文章编号：1008-0546（2016）04-0043-03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.04.016
目前有限的教学课时背景下，“高效”课堂是中学化学教学的追求。常见的课堂教学注重教授物质性质和变化的规律，以“规律总结”、“举一反三”作为高效的目的，热衷于人为制造出的种种习题的教学，强调解决习题的高效，这种课堂教学偏重于“是什么”、“怎么用”的问题，而对知识形成过程中“为什么”的问题往往一带而过，甚至很少提及。因此，学生在化学学习过程中逐渐削弱化学知识形成过程中最具有想象力的思维过程，最终缺失解决实际化学问题的能力。下面以“铁及其化合物”的教学为例，阐述教学设计思路以及教学过程，进而阐述以学科观念为指导，营造有序而紧凑的课堂。
一、教学设计思路
江苏省《普通高中课程标准教学要求》对“铁及其化合物”内容的要求是：根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，了解铁及其重要化合物的主要性质。了解Fe3 的氧化性，认识Fe3 和Fe2 之间的相互转化。Fe3 和Fe2 之间的相互转化仅限于Fe3 分别与Fe、Cu的反应，以及Fe2 与Cl2的反应。从教材表面看，对学生的知识、能力要求并不高，但这部分内容不但应用到氧化还原反应、离子反应理论，更是让学生体验化学知识与生命健康、生活实际紧密联系。教材可拓展的余地很大，教材的处理方式也多种多样。作为人体必需的微量元素和最常见的变价金属，铁在生命领域、现代社会均发挥着尤为重要的作用。本节课以铁离子、亚铁离子的性质及相互转化为主要内容，介绍了铁离子的检验，铁离子、亚铁离子的性质与相互转化，不同价态的铁元素之间的相互转化在生产生活和科学研究中的广泛应用。
二、课堂教学过程
1. 在生活经验和已有知识的背景下学习铁的性质
以铁及其化合物在日常生活中的应用引出课题，以学生已有知识为基础，学习铁的物理性质和化学性质。强调自主学习，让学生归纳铁的物理性质，回顾并书写已经学习过的铁的相关化学方程式，要求并不高。升华之处在于用氧化、还原反应思想分析上述反应，对比铁与盐酸和铁与氯气反应不同价态的生成物，找出规律——铁遇弱氧化剂被氧化到亚铁离子，遇强氧化剂被氧化到铁离子。同时，复习回顾，引出常见的强、弱氧化剂，为接下去学习它们的鉴别和相互转化埋下伏笔。教学的片段如下：
【引入课题】教师以铁及其化合物在日常生活生产中的应用图片引出课题，接着介绍了2014年中国钢铁年产量和人均产量，结合应用示例图片抛出问题。
【问题】结合自身体验，请说说铁具有哪些物理性质？
【学生归纳】铁的物理性质。
【问题】根据你已有的知识，说说铁能与哪些物质反应，写出反应的化学方程式。
【学生板书】学生根据已学知识，可以写出铁与氧气、氯气，铁与盐酸，铁与硫酸铜溶液反应的化学方程式。
【问题探讨】标出铁分别与盐酸、氯气反应后的产物中铁元素的化合价，请你分析化合价产生差异的原因。
【引导分析】 化合价差异的原因是盐酸和氯气氧化性的强和弱。由此，得出结论：铁可以被弱的氧化剂氧化到亚铁离子（ 2价），而被强的氧化剂氧化到铁离子（ 3价）。接着，师生共同讨论出常见的弱氧化剂有：H 、Cu2 等、常见的强氧化剂有：氯水、氧气、双氧水等。
【过渡】铁与强、弱氧化剂反应得到不同价态的产物，那么，如何检验产物中的亚铁离子和铁离子？
2. 用实验方法鉴别亚铁离子和铁离子
这部分内容是本节课的重点与难点。笔者从三个方面入手来突出重点，突破难点。
第一，引入流畅，过渡自然。在学习了铁与不同氧化剂反应可生成亚铁离子或铁离子，自然而然地引出如何鉴别它们的问题，学生看到实验桌上摆放的硫酸亚铁和氯化铁两种溶液，发现可以直接观察试剂颜色，亚铁离子呈浅绿色，铁离子呈棕黄色，这是简单且直观的方法，当然可行。但是当老师演示实验：取一滴FeCl3溶液于试管中，加2-3mL水，也就是浓度很小时，就没法观察出溶液颜色，这时引出第二种方法——滴加KSCN溶液，学生也就能理解这种方法最可行，因为它可以检出浓度很小的铁离子，而且现象明显。那么，还有没有第三种鉴别方法呢？结合初中学习过氢氧化亚铁和氢氧化铁的性质，引出NaOH溶液也可用于鉴别。
第二，问题设计层层推进，抽丝剥茧，水落石出。向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液后，发现溶液呈血红色，学生自然会好奇：把KSCN溶液加入FeSO4溶液也会有如此现象吗？结果发现溶液颜色没有变化。那么怎么证明其中有Fe2 呢，学生会想到可以把Fe2 转化成Fe3 ，自然而然联系到上一段引出的强氧化剂——氯水或双氧水，这里实际上也就引出了Fe2 转化成Fe3 方法。学生动手完成上述实验后，直接写出氯水与Fe2 反应的离子方程式。教师和学生一起分析双氧水和Fe2 反应的离子方程式，并能从电子守恒、电荷守恒以及原子守恒角度分析、配平方程式。
再分析问题：如果加入KSCN溶液和氯水顺序颠倒，还能检验出Fe2 吗，进而强化正确的检验方法，突出重点。
第三，用动手实验作为元素化合物学习的基本方法。元素化合物的学习不是教师强加给学生的，而是学生通过完成一系列精心设计的实验自己去探索，去体会一种原来如此、豁然开朗的感觉。学生在FeSO4溶液中，在试管口用滴管滴加NaOH溶液，只能观察灰绿色沉淀，没有能发现白色沉淀，自然引起疑问——难道初中学习过氢氧化亚铁沉淀是白色的知识是错误的？Fe（OH）2的制备是一个较难突破的难点，资料显示，白色变色有很多种原因，目前主流观点认为主要有两个因素：在表面吸附Fe2 以及Fe（OH）2被氧气氧化。经过试验，笔者设计了一种能出现白色沉淀的简单方法，在0.1mol/L的FeSO4溶液中用长滴管在液面下滴加6mol/L的NaOH溶液，能清晰地看到白色沉淀，这就是Fe（OH）2的本来面目。然后振荡试管，再把试管内物质部分倒到垫有表面皿的滤纸上。这样就能清楚观察到白色→灰绿色→红褐色的变化过程，也就形象地展示出被氧化的过程。 3. 通过鉴定补血剂中铁的价态，学习Fe2 、Fe3 的相互转化
【资料卡片】目前我国缺铁性贫血发生率高达15%～20%，患有缺铁性贫血和铁营养不良症者，约2亿人，妇女、儿童为高发人群。缺铁性贫血是指人体内可用来制造血红蛋白的储存铁已被用尽，红细胞生成障碍所致的贫血。
【实物展示】药店买的补铁片。
【实验探究】 请设计实验鉴别补铁性药片中含有的是亚铁盐还是铁盐？
【小组讨论、汇报交流】提出实验方案，完成实验。
【学生实验】 药片→研碎→烧杯内加少量水溶解→取上层清液1mL加在试管中→滴加1滴管KSCN溶液→加入氯水→观察现象→得出结论。
【分析药片说明书】强调三点：一、药片名：琥珀酸亚铁（二价），二、本品为薄膜衣片（防止氧化），三、维生素C与本品同服，有利于吸收。
【问题】维生素C的作用是什么？能把Fe3 转化为Fe2 ，作还原剂。
【问题】常见哪些物质也具有还原性，也能将Fe3 转化为Fe2 ？
【学生实验】请你从下列所给的试剂中，选择合适试剂并设计实验方案，将Fe3 转化为Fe2 。
供选试剂：0.1mol·L-1 FeCl3溶液、KSCN溶液、新制氯水、H2O2溶液、铁粉、铜粉。
【实验与汇报】方案1：①FeCl3、②KSCN、③铁粉，
方案2：①FeCl3、②KSCN、③铜粉。
【练一练】写出Fe3 和Fe、Cu反应的离子方程式。
【课堂小结】让学生小结本节课所学内容。
实际上，在学习Fe2 检验时，已经引出了Fe2 转化为Fe3 的思路——加入强氧化剂。这部分内容以生活中的补铁剂作为背景知识来学习Fe2 、Fe3 的相互转化，强调化学知识来源于生活，服务于生活，突出学以致用，学习有用的化学、真实的化学。在完成实验把补铁剂研碎、溶解后加入大量的KSCN溶液（为了防止KSCN被氯水氧化），没有发现变色，加入氯水后溶液变红色，探究出补铁剂中是亚铁的结论。分析说明书中的维生素C的作用，引出用还原剂可以把Fe3 转化成Fe2 ，再让学生设计实验选择其它还原剂证明这个结论。本节设计了两个探究性实验，两组实验都让学生自行设计实验方案，选择实验试剂，动手实验，得出结论，对学生的要求较高。
三、对教学的反思
在化学教学中，问题的呈现顺序、知识的逻辑顺序、学生的认知顺序紧密结合，所学知识才能易懂久记。只有注重问题的由浅入深，知识的前后联系，才能让学生对知识有更好的理解和辨析。首先必须让学生感受到化学学科是有趣的、实用的，从日常生活中铁及其化合物的应用着手，以学生已经学习过的铁的性质为立脚点，在轻松愉悦的气氛下学习新的内容，掌握相关知识与技能。实验设计由易到难，由简单到复杂。从简单的观察溶液颜色，到选用新的试剂，再到选择加入试剂的先后顺序；从正常操作引起的反常现象，到为了防氧气用长滴管伸入液面以下的特殊操作，再到为了快速被氧化，把试液部分倒到垫有表面皿的滤纸上；从验证性实验到自己选择试剂、设计方案的探究性实验，体现了循序渐进的原则，引领学生在实验中思考，营造高效的课堂氛围。
紧凑而有效的课堂才是高效的。化学是以实验为基础的一门学科，其知识的形成与实验过程中的感性观察与想象，理性分析与归纳、演绎，严密的逻辑推理是密不可分的。化学来自于生活，服务于社会，本节课的知识贴近学生的生活实际，补铁剂和VC是生活中常见的两种药物，选择常用的补铁剂琥珀酸亚铁片，通过引出问题→提出猜想→设计实验→探索研究→解决问题的实验探究，让学生体验了科学探究的一般方法，在一系列活动中掌握铁离子的检验，铁离子、亚铁离子的性质与相互转化条件，前后呼应。通过补血剂等常见物质学会从化学视角观察生活、生产和社会中的有关问题。
在学习元素化合物知识的同时要培养学生的化学学科观念。用理论指导的课堂教学才能让学生认识透彻，能让学生形成有效解决新问题的能力，迁移应用，触类旁通。本节课中铁单质的性质、铁离子与亚铁离子的相互转化也是氧化还原反应理论以及离子反应概念一个典型实例。在学习反应方程式时要能应用电子守恒、电荷守恒、原子守恒的观点分析和理解，从而把元素性质的认识以及方程式学习落到实处。因此，学会用粒子变化的观念和守恒的观念都是应该被关注的，希望化学学科观念的种子能在学生的脑海中发芽，而不仅仅是所谓的化学知识。有效地激发了同学们的学习激情并养成从化学视角看现实问题的科学素养。
参考文献
[1] 江苏省教育科学研究院课程教材研究中心.普通高中课程标准教学要求[M].南京：江苏教育出版社，2007：35
[2] 江敏. 在体验中学习 [J].中学化学教学参考，2012，（6）：16-19