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基于科学探究与创新意识的教学研究——以“检验食品中的铁元素”的教学为例

发布时间：2021-03-29T04:52:25.092Z来源：《素质教育》2021年3月总第374期作者：黄婉琴

[导读]以“菠菜中铁元素的检验”为实验基础，进一步检验“速力菲”(主要成分：琥珀酸亚铁，呈暗黄色)中亚铁离子的存在。

浙江省杭州市萧山第十高级中学311200

摘要：以“菠菜中铁元素的检验”为实验基础，进一步检验“速力菲”(主要成分：琥珀酸亚铁，呈暗黄色)中亚铁离子的存在。一方面调

集学生的好奇心，勇于创新，促使其参与实验的设计，在实验现象中获得感性知识；另一方面引导学生在实验结果中发现问题、提出质

疑、理性分析、解决问题，使Fe、Fe2+、Fe3+的相关性质在研究学习中再次呈现。将所学得以所用，培养学生科学探究与创新意识的学科

素养。

关键词：探究创新学科素养

一、问题的提出

《普通高中化学课程标准(2017版)》提出“重视素‘养为本’的教学，开展以化学实验为主的多种探究活动，重视教学内容的结构化设

计，激发学生学习化学的兴趣，促进学生学习方式的转变，培养他们的创新精神和实践能力。”可以看出，新课标倡导创设真实问题情境，

提倡实验教学，培养学生的科学探究与创新意识。古希腊哲学家苏格拉底在教育学生时从不正面给出答案，而是采用启发或让学生体验的

方法，培养他们主动分析、思考问题的横向能力。人教版教材设置的《研究与实践》栏目设置的内容就是拓展学习内容的课题、项目研究

和实践活动。从问题和假设出发，依靠现代互联网技术，配合化学实验，让学生在参与科学实践活动中获得抽象知识，培养学生的科学探

究与创新意识，培养系统思维能力和面向未来处理复杂事物的综合能力。

美国学者菲利普斯认为：“有用的学习是在社会情境中发作，是在学习者与其他个别沟通或尽力进行协调活动中发作的。”下面笔者以

“检验食品中的铁元素”这一课例进行教学研究。

二、教学案例

教学与评价思路

教学流程

宏观辨1.析，感受新知。

铁是人体必需的微量元素，现实问题是铁缺乏是世界上最常见的一种营养素缺乏现象，缺铁性贫血已经成为仅次于结核病的全球患病

率最高的问题。缺铁性贫血病人食用富含铁元素的食品还不足以补充体内铁的缺失，还需要补充补铁剂。常见补铁剂有血尔、乳酸亚铁胶

囊、硫酸亚铁剂等等。取剪碎后的新鲜菠菜适量，放在研钵中研碎，然后倒入烧杯中，加少量水搅拌、过滤，取滤液，加入硫氰化钾溶液

和稀硝酸，再加入铁粉进行实验，观察实验现象。这一环节设计，诊断Fe、Fe2+、Fe3+的相关性质的认识水平，学习基础实验操作和实验

技能，如研钵的使用、如何提取铁元素等，体验实验研究的一般过程和化学知识在实践中的应用极大地调动了学生的学习积极性，为检验

“速力菲”中亚铁离子的存在做准备。

证据推2.理，勇于创新。

准备市场上一种常见补铁剂，“速力菲”(琥珀酸亚铁)一盒。成分说明：除琥珀酸亚铁，辅料有增稠剂和稳定剂等，薄膜包衣片，除去薄

膜衣后显暗黄色。让学生检验里面的亚铁离子，将研究过程设计成各种各样的任务模式。学生在探究过程中提出质疑，在质疑中勇于创

新，在完成任务的过程中，将知识融会贯通。

任务1、将药片中的Fe2+提取出来

菠菜中铁元素的提取给了启发。期间，对药品应该使用水还是酸碱溶解进行了探讨。鉴于Fe2+在碱性条件下生成Fe(OH)2白色沉淀；药

剂不溶于水，但能溶于人体中胃酸(盐酸)的事实依据下，学生选择使用酸浸泡溶解。经过小组讨论，得出结论是先将琥珀酸亚铁片薄膜衣刮

掉，在研钵中将固体粉碎再使用稀硫酸浸泡溶解、过滤。为避免Cl-的实验干扰，教师提议采取稀硫酸溶解。

任务2：检验浸泡液中的Fe2+

小组讨论，发散思维，挖掘潜能，方案很多，最后总结整理主要以下6种：

这一环节，对药片中Fe2+的存在进行预测、设计实验，大大激发了学生积极思维的动机和探索问题的欲望。学生在小组讨论中，开发

认知能力、推理能力、合作能力、实验能力，对Fe2+、Fe3+的性质、转化及氧化还原等知识模块有了更深层次的认知。从实践层面激励学

生勇于创新，提升利用所学解决实际问题的能力。

科学探3.究，促进学习

任务3：实验论证，找寻“异常”

汇报、改进和实施实验方案。学生小组合作，根据自己设计的实验方案，取上层清液进行实验，证明补铁药剂中Fe2+的存在，培养学

生自主探究、用事实说话的精神。

方案1所配溶液见(图1)：存在问题：由于药