素養導向的高中化學教學評一體化實踐研究
——以蘇教版《化學2》“探究鐵及其化合物的轉化”的教學為例

阮麗娟 林 珩 鄭 珊

（1.漳州第一中學，福建 漳州 363000；2.閩南師范大學化學化工與環境學院，福建 漳州 363000；3.閩南師范大學數學與統計學院，福建 漳州 363000）

2014 年教育部印發《關于全面深化課程改革，落實立德樹人根本任務的意見》，提出“核心素養”培養體系。國務院辦公廳《關于新時代推進普通高中育人方式改革的指導意見》中指出：在深化課堂教學改革中，要積極探索基于情境、問題導向的課堂教學，倡導在課堂教學中充分利用互動式、啟發式、探究式、體驗式等教學方式培養適應終身發展和社會發展需要的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力。［1］《普通高中化學課程標準（2017 年版）》倡導“教、學、評”一體化，明確指出要樹立“素養為本”的化學學習評價觀，充分發揮過程性評價的診斷和發展功能，促進學生化學學科核心素養的全面發展。［2］筆者節選蘇教版《化學2》專題9 第二單元《探究鐵及其化合物的轉化》的部分內容，以“貧血補鐵”的生活素材為教學主線，努力創設基于生活實際的教學情境，以問題和探究活動驅動教、學、評一體化，落實學生化學學科核心素養的培育。

一、教學目標、學習目標和評價目標

教學目標具有導教、導學、導評的功能。從培育化學學科核心素養的視角出發，制訂適切的教學目標和學習目標，并以目標為導向設計與之相應的教學評價，以評促學，評價貫穿教學的始終，整體指向目標的達成。根據《普通高中化學課程標準（2017 年版）》的內容要求、教材和學情，制定了以下促進核心素養落地的教學目標、學習目標與評價目標，見表1 所示。

表1 教學目標、學習目標與評價目標［3］

二、教學思路

基于“教、學、評一體化”的理念，依據“價值引領、素養導向、能力為重、知識為基”的學習目標，確定了本課時的課堂教學思路，如圖1 所示。

圖1 教學思路示意圖

三、教學流程

（一）視頻激趣，引入教學

【學習任務1】觀看視頻，展開思考，引入補鐵。

【評價任務1】診斷并發展學生潛在的學習動機水平（孤立水平、系統水平）。

［播放］視頻：缺鐵性貧血癥及其形成原因。

［導課］得了缺鐵性貧血，怎么辦？如何科學補鐵呢？要解決這個問題，就要開始我們的學習之旅——探究鐵及其化合物的轉化。

（二）科學探究，深入教學

【學習任務2】探究補鐵片中鐵的化合價及鐵鹽和亞鐵鹽的相互轉化，探究補鐵。

【評價任務2】診斷并發展學生的實驗探究水平以及證據收集和證據推理能力，知識結構化水平。

［提出問題］什么途徑補鐵呢？

［學生闡述］補血途徑1——藥物補鐵。

［提出問題］市場上的補鐵藥劑種類繁多，這是在藥店買到的一種補鐵片。請同學們思考該補鐵片中的鐵元素化合價是幾價？含有鐵元素的物質有哪些？它們分別屬于哪些類別？

［提出猜想］可能有鐵單質、Fe2+、Fe3+等。

［教師引導］我們可以將這些物質按照物質分類以及不同價態表示出來，就形成鐵家族的價類二維圖，這也是我們學習元素的一種重要的方法。

［師生］共同構建鐵家族的價類二維圖（如圖2）。

圖2 鐵元素價類二維圖

【設計意圖】初步建立鐵元素價類二維圖，提供研究物質轉化的分析模型。診斷并發展學生知識結構化水平和模型建構水平。

【學習任務2-1】根據已學知識設計簡單實驗判斷補鐵片中是否有鐵單質？

【評價任務2-1】診斷學生的實驗探究水平。

［學生活動］學生設計方案匯總（表2）

［分組實驗］將補鐵片研成粉末并用磁鐵吸引，發現補鐵片中沒有鐵單質存在。

【學習任務2-2】利用價類二維圖探討如何實現Fe2+向Fe3+的轉化。

【評價任務2-2】診斷并發展學生的證據收集和證據推理能力。

［系列問題1］補鐵片中沒有零價鐵，那它到底含有的是二價鐵還是三價鐵？或者兩者都有？要如何檢驗Fe2+、Fe3+？

［交流與表達］檢驗方法：①可以從溶液的顏色，FeSO4溶液為淺綠色，FeCl3溶液為黃色。②可以用堿沉淀它們，觀察顏色。

［演示實驗］往氯化鐵溶液和硫酸亞鐵溶液中滴加氫氧化鈉溶液。

［系列問題2］為什么Fe（OH）2沉淀會轉化成Fe（OH）3沉淀？

［學生討論］Fe（OH）2轉化成Fe（OH）3，鐵元素的化合價升高，失去電子，可能被空氣中的氧氣氧化。

［系列問題3］如何用實驗的方法證實呢？

［演示實驗］用溶氧儀測定NaOH 溶液和FeSO4溶液混合前后溶液中溶解的氧氣的量。（借助希沃授課助手直播實驗過程）

［歸納小結］觀察到NaOH 溶液和FeSO4溶液混合前后溶液中溶解的氧氣的量急劇減小，說明Fe（OH）2確實是被氧氣氧化成Fe（OH）3。

【設計意圖】利用信息技術與實驗教學相融合，設計一系列具有一定梯度的問題串，搭建學生思考問題的支架，提高學生從定性、定量兩個角度分析、解決問題的能力，培養實驗探究能力和證據意識。診斷并發展學生證據收集和證據推理能力，培養學生分析、推理和應用等高階思維。

［系列問題4］用堿液檢驗Fe3+需要加入的堿量較多，反應的靈敏度和精確性都不高。還有其他方法可以檢驗Fe3+嗎？

［演示實驗］往氯化鐵溶液中滴加一滴KSCN 溶液，觀察實驗現象。

［教師引導］請同學們仔細閱讀教材中的“方法導引”：在含有Fe3+的溶液中滴加KSCN 溶液，混合液立刻變成了血紅色，而在含有Fe2+的溶液中滴加KSCN溶液，溶液不變色。這種方法靈敏度高，常用于檢驗溶液中是否存在Fe3+。

［教師提問］Fe（OH）2可以被氧氣氧化成Fe（OH）3，說明Fe2+可以被氧化劑氧化成Fe3+。能否利用價類二維圖探討如何實現Fe2+向Fe3+的轉化？

［討論歸納］加入氧化劑：KMnO4溶液、氯水、H2O2溶液等。

［演示實驗］往硫酸亞鐵溶液中滴加酸性KMnO4溶液，觀察實驗現象。

［得出結論］觀察到KMnO4溶液的紫紅色褪去。說明Fe2+能被KMnO4氧化成Fe3+。

【學習任務2-3】探究補鐵片中鐵的化合價。

【評價任務2-3】診斷并發展學生實驗探究水平。

［教師闡述］請同學們設計實驗方案檢驗補鐵片中鐵的化合價。填寫實驗任務單。

［學生活動］學生提出猜想與假設：1.只含有Fe2+；2.只含有Fe3+；3.既含有Fe2+，又含有Fe3+。學生利用提供的藥品設計實驗方案。

［教學評價］教師巡視全場，將同學1 在導學案上設計的實驗方案進行投屏展示（圖3）。

圖3 同學1 檢驗補鐵片中鐵的化合價實驗方案

［同學2］補鐵劑的成分復雜，如果樣品溶液中含有其他還原性離子時同樣能使酸性高錳酸鉀溶液褪色。我認為這個檢驗方法不嚴密。

［同學3］能不能用活性炭除去Fe3+與KSCN 混合液的血紅色?

［師生評價］首先對同學1 的設計方案以及同學2、同學3 的補充說明進行了多維的評價，然后對方案中的一些具體問題進行了探討。最后師生共同整合出了最優的實驗方案（圖4）。

圖4 師生共同整理的檢驗補鐵片中鐵化合價的實驗方案

［學生活動］動手實驗，交流討論。

［分析歸納］試管中適量的補鐵片溶液遇到KSCN溶液，顏色并沒有發生明顯變化，說明補鐵片溶液中不含有Fe3+。再加入幾滴雙氧水，溶液變成血紅色，說明補鐵片溶液中含有Fe2+。

［板書］轉化過程：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-、

2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。

【設計意圖】讓學生設計實驗方案，探究補鐵片中鐵的化合價，可以診斷學生對含鐵物質的轉化和檢驗方法的掌握情況，并使其探究思路顯性化，不僅讓學生學會如何設計實驗方案，而且懂得如何評價實驗方案。既肯定學生回答的可取之處，又讓學生明確自己思維的障礙之處。

在過程中采用了PDEODE 策略，即通過學生的預測（Prediction）— 討論（Discussion）－解釋（Explanation）－觀察（Observation）－討論（Discussion）－解釋（Explanation）的學習策略，基于證據，歸納總結出Fe2+轉化為Fe3+的途徑及Fe2+和Fe3+的檢驗方法，提升學生“證據推理與模型認知”維度的學科核心素養。［4］同時診斷和發展學生的發散性思維能力水平、實驗探究水平、證據收集和證據推理能力。

（三）學以致用，發展教學

【學習任務3】維生素C 與補鐵功效的活動探究，科學補鐵。

【評價任務3】診斷并發展學生對化學價值的認識水平以及知識結構化水平。

［展示并提問］展示琥珀酸亞鐵的盒子和說明書。既然Fe2+容易被氧化，為什么我們在補鐵片中沒有檢測到Fe3+？

［信息提示］血紅蛋白分子鏈（如圖5）。人體只能吸收血紅素鐵（Fe2+），不能吸收Fe3+。

圖5 血紅蛋白分子鏈

［分析歸納］+2 價補鐵片包裹了糖衣或薄膜，目的是防止其被空氣中的氧氣氧化。

［思考］為什么服用補鐵片時最好與維生素C 同時服用效果好？

［分組實驗］往氯化鐵溶液和KSCN 溶液混合的血紅色溶液中加入維生素C 片，觀察實驗現象。

［分析歸納］加入維生素C 后，溶液的血紅色褪去，結合價類二維圖，說明維生素C 具有還原性，可以把Fe3+還原為Fe2+。因此，在服用補鐵片的同時對維生素C 進行補充可以幫助鐵的吸收利用。

【學習任務4】設計實驗使Fe3+轉化成Fe2+。

【評價任務4】診斷并發展學生對物質轉化的認識思路水平以及知識結構化水平。

［學生活動］動手實驗，完成實驗記錄。

［得出結論］反應的離子方程式：

［教師引導］補血途徑2——食物補鐵

出示富鐵食物圖片、鐵醬油圖片等。

［課堂小結］學生根據本節課學習內容完善鐵的價類二維圖（圖6）。

圖6 鐵元素價類二維圖

【設計意圖】“維生素C 可增強補鐵功效”和“Fe3+轉化成Fe2+的條件分析及實驗驗證”的學習任務和評價任務的設計，旨在促使學生的認知達到“結構化”水平，提升知識的遷移和應用能力，促進學生由知識素養向能力素養的轉化和發展。

（四）課后任務，實踐提升

1.為什么喝茶會影響鐵的吸收？

請查閱資料，并動手實驗。

2.打印機墨粉（又稱碳粉）是由樹脂和炭黑、磁粉（Fe3O4）等組成的，請同學們設計實驗探究墨粉中存在四氧化三鐵。

四、教學實踐反思

1.情境與知識的深度融合，體現知識的育人價值

《普通高中化學課程標準（2017 年版）》指出：只有提供給學生真實、具體且富有價值的問題情境，學生在解決實際問題過程中真實地表現，才更有利于學生化學學科核心素養的形成和發展。［2］

作者以“貧血補鐵”生活素材作為課堂教學的主題來組織和調控教學。依據學生的心理認知特點，提出遞進式的系列化學問題，設計驅動型的學習任務，誘發學生進行實驗探究和信息的收集，通過師生之間的交流和合作增進對問題的全面理解，幫助學生在完成任務、解決問題中達成學習目標。日常生活情境與化學知識的深度融合讓學生在解決此情境下的一系列問題的過程中，體會知識產生和發展的過程，促進學生的認知發展，充分體現了知識的育人價值和應用價值，還培養了學生基于真實情境的問題解決能力。

2.基于探究凸顯化學觀念，培養學科核心素養

實驗是進行科學探究的一種重要方式，也是化學學習的一種方法。本節課基于真實的生活情境，以問題解決為核心，以科學探究為手段，引導學生構建“價類二維圖”，形成物質的變化觀念，提升學生“證據推理與模型認知”維度的學科核心素養；通過實驗探究補鐵片中鐵元素的化合價、維生素C 與補鐵功效等活動，讓學生切身體驗和感受化學對生產、生活的價值，培養學生的社會責任感。

3.關注課堂的預設和生成，促進教學評一體化

教師正確處理好課堂預設和生成的關系，及時捕捉課堂“正確和錯誤混雜的資源”，同時組織學生一起進行交流討論、進行多維評價，讓學生進行思維互補和思維修正，使評價持續地、及時地鑲嵌于教學環節之中，促進學生核心素養的發展。如在設計實驗方案檢驗補鐵片中鐵的化合價的教學環節中，作者巡視全場，在眾多的實驗方案中，及時捕捉到學生設計的錯誤或不完整的實驗方案并進行投屏展示，最后通過生生互評、師生互評得出最優的實驗方案?？傊?，在教學實施階段，教師充分利用學生自評、生生互評和教師評價三維立體的評價模式，綜合使用表現性任務評價、形成性評價和終結性評價等多元評價方法，監控和促進目標的落實與達成，充分發揮以評促教、以評促學的功能，使課堂呈現螺旋上升的態勢。