学文网摘要 记录“暖宝宝使用前后主要成分探究”的一节教学评比课，在引导学生利用所学知识解决实际问题的过程中让学生体验科学探究的乐趣和艰难，让学生在实验中获得科学探究的过程体验和价值体验。
关键词 暖宝宝 实验探究 化学成分 验证实验 探究方案
1 设计思路
“暖宝宝”的主要工作原理是铁粉与炭粉形成原电池后发生吸氧腐蚀（食盐做电解质），在反应中释放出热量，对于高一学生这些原理知识不宜成为探究对象，于是把重点放在常见物质的检验上。整节课分为两部分――验证实验和探究实验，首先验证“暖宝宝”使用前的主要成分“铁粉、食盐”（活性炭此处不做验证），从学生熟悉的铁单质、钠离子及氯离子检验带学生进入实验探究状态，在验证过程中呈现常见的物质检验思路，为后面的自主探究打下基础。第二部分探究“暖宝宝”使用后的成分，该部分设计为学生的分组探究，探究重点是在铁在氧化物中的价态上，指导学生按照“提出假设设计方案实验探究验证假设”的基本探究思路，在Fe2+、Fe3+的检验过程中发现问题、分析问题并尝试解决问题，最后对整个实验过程进行质疑、回顾和小结。
2 教学目标
2.1 知识与技能
（1）进一步熟悉铁及其氧化物物等常见物质的性质；
（2）获得常见物质检验的基础知识和实验技能，学习实验研究的方法，能在老师协助下设计实验方案。
2.2 过程与方法
（1）学会运用观察、实验等多种手段获取信息，并能对信息进行加工应用；
（2）在实验过程中敢于质疑、勤于思索、善于与他人合作。
2.3 情感态度与价值观
（1）通过该实验探究提高学生学习化学的兴趣；
（2）学生形成将化学知识应用于生活实践的意识，能对生活中有关化学问题做出合理判断和解释。
3 教学用品
多媒体、“嘟嘟熊”牌暖宝宝2片（使用前、使用后）；实验仪器：磁铁、烧杯、试管、玻璃棒、酒精灯、石棉网、三脚架等；实验药品：盐酸、稀硫酸、硝酸银溶液、稀硝酸、硫酸铜溶液、KSCN溶液、KMnO4溶液、氯水等。
4 教学过程
【教师】同学们，你们用过“暖宝宝”这种产品吗？展示嘟嘟熊牌“暖宝宝”的实物和***片（***1）。
***1 嘟嘟熊牌“暖宝宝”外包装的正、背面照片
【学生】使用过的同学谈自己的使用经历和感受。
（设计意***：拉近学生与探究对象的距离，激发学生的探究热情。）
4.1 验证实验――暖宝宝使用前的主要成分
【学生】观察样品的颜色和状态、提出猜想
【教师】
（1）投影：产品包装
（2）任务：如何验证产品中的铁粉和食盐。
（设计意***：通过学生熟悉的铁粉、钠离子及氯离子检验拉开实验探究的序幕。）
【学生甲】直接提出用磁铁吸引铁粉
【学生乙】用硝酸酸化的硝酸银溶液检验氯离子。
【教师】用磁铁吸引获成功后提出质疑：以上2个方案完整吗？可操作性强吗？引导学生注意检验物质2个重要的注意点。
（1）排除干扰物质：如检验食盐时的磁性Fe3O4、自来水中氯离子的干扰等；
（2）样品处理：如离子检验首先要形成溶液、取样检验等。
【学生】根据教师提示，修正验证方案。
【教师】对铁粉的进一步验证和氯离子检验进行实验演示，帮助学生完成验证。
（设计意***：纠正学生在物质检验过程中易犯的常见错误，如检验前不取样，不进行样品处理（溶解等）及缺乏干扰离子的考虑等，为第2部分学生的自主探究设下铺垫。）
4.2 探究实验――暖宝宝使用前的主要成分
【教师】这些常见的物质我们都曾接触过，它们能单独供热吗？要想知道暖宝宝供热原理，我们不妨先研究暖宝宝使用后的成分是什么？每位同学可以观察表面皿中的样品。
【教师】问题引导：
（1）NaCl还存在吗？（演示实验：氯离子检验）
（2）铁粉是否参加反应？
（3）铁元素可能形成怎样的化合物？
学生思考后投影：“资料链接――暖宝宝使用后铁元素以相应价态氧化物的形态存在。”
（设计意***：由于“暖宝宝”使用后的产物是学生陌生的物质，探究范围大，教师通过3个连续设问缩小探究范围，让学生进一步明确探究目标。）
【学生】回顾铁元素的常见氧化物及其价态，明确探究目标――铁元素在其氧化物中的价态。
【教师】引导学生自主探究：提出假设设计方案实验探究验证假设
（1）提出假设：铁在氧化物中价态的可能情况。
（设计意***：指导学生科学探究的常见步骤，不需要学生完全说出所有的可能情况，此处的假设是为后续探究做准备的。）
（2）知识准备
【教师】引导学生回顾铁的氧化物的相关性质及Fe3+的检验方法。
【学生】回顾、思考、归纳。
【教师】为完成本次实验探究，下面提供几种Fe2+的检验方法：
将Fe2+氧化为Fe3+，再用KSCN溶液检验（选择怎样的氧化剂？先后顺序能调换吗）；利用Fe2+离子的还原性，使酸性KMnO4溶液褪色。
【学生】判断、选择最佳实验方案。
（设计意***：此处的“知识准备”有2个主要作用：（1）通过氧化物性质的复习，引出“实验准备”环节中样品的酸溶问题；（2）回顾Fe3+的检验方法，引出Fe2+检验的方法，同时利用Fe2+的还原性解释“实验准备”环节中的煮沸稀硫酸溶液的必要性。）
（3）实验准备
【教师】知道了Fe2+、Fe3+离子的常用检验方法，如何探究使用后产物的成分呢？首先准备实验用品，在准备过程中引导学生思考煮沸硫酸溶液的必要性。
任务布置：将使用后的固体粉末转化为易被检验的相关离子。
投影：表格及实验装置***（***略）
【学生】小组讨论、代表回答
【教师】板书：学生针对自己的假设提出的方案流程***。
假设1：……
假设2：……
假设3：……
【学生】交流设计方案，分组实验验证自己的假设。
【教师】点评学生设计的方案，适时纠正设计方案中的不当之处。
如：若学生选用“氯水+KSCN溶液”组合检验Fe2+，可追问若所取清液中同时存在Fe2+、Fe3+时，该方法适用吗？
【学生】汇报实验现象：样品试液能使KSCN溶液变红，KMnO4溶液褪色。
初步得出结论：样品试液中同时存在Fe2+、Fe3+。
（设计意***：让学生针对自己的假设设计合理的实际方案，并分小组相互检验方案的合理性；就Fe2+、Fe3+检验的常见问题进行归纳小结。）
（5）探究质疑
【教师】想一想，你的假设被成功验证了吗？
【学生】再次交流自己的检验方案，尝试发现问题。
【学生丙】使酸性KMnO4褪色可能是样品试液中残留活性炭导致。
【教师】对学生甲予以肯定和鼓励，同时给出以下2个提示：
①暖宝宝使用后的样品中铁粉完全反应了吗？对检验结果有影响吗？
②结合对氯离子的检验，思考酸性KMnO4褪色一定是Fe2+的还原性导致的吗？
【学生】结合教师启发，通过对实验方案的质疑对探究结论进行修正。再次得出结论：暖宝宝使用后的样品中肯定存在三价铁，可能存在二价铁。
【教师】评价学生的质疑结果，在相关问题上予以解答或帮助（如为排除酸性条件下氯离子干扰，选用赤血盐（铁氰化钾）检验Fe2+等）。
（设计意***：在此环节中，引导学生再次检查自己验证方案的合理性，让学生站在解决实际问题的高度去看问题，如样品中除铁的氧化物外其他物质的干扰：残余铁粉与Fe3+离子的反应，氯离子在酸性条件下可能还原MnO-4根离子，活性炭的吸附性等，让实验探究通过质疑走向真实。）
4.3 学到了什么
【教师】引导学生对本次实验探究进行小结
（1）知识小结：常见化学物质的检验方法；
（2）说说你在对暖宝宝成分探究过程中的体会。
【学生】回顾、交流、小结。
（设计意***：在对本节课进行知识小结（常见物质的检验方法）的同时让学生知道科学探究的严谨和艰辛，用“只有成功的探究才有价值吗”这一问题直指本节课主旨――科学探究的过程体验和科学探究的价值体验。）
5 教学反思
5.1 用贴近生活实践的实验素材让学生学习“真”化学
本节课以“暖宝宝使用前后主要成分的探究”为素材将元素化合物知识和物质的检验融为一体。学生在进行实验验证或探究活动时多次忽略样品的“真实性”，如检验样品中的食盐，学生脑海中想到的就是“NaCl”，进而钠离子用焰色反应、氯离子用HNO3酸化的AgNO3检验，对于样品溶解、取样等问题几乎毫无概念；再如，当第2部分探究实验将问题引导至“铁的氧化物中价态验证”时，学生还是会忽略此处铁的氧化物是在真实的样品中，而不仅是“FexOy”，于是铁粉、食盐等物质的残余是否对探究结果产生影响学生几乎毫无考虑。
原因何在？我们的试题中理想化的素材太多，学生在应试的强化训练下已逐渐失去全盘考虑实际问题的能力，就如健康的胃在细粮的精心伺候下对粗粮的接受能力逐步退化。新课改以来，我们的试题已经逐步注重化学知识与生活、生产的联系，于是传统应试的模式很难起到积极作用，平时的课堂成为我们训练学生良好思维习惯的重要阵地，是时候让学生学习“真”化学了！
5.2 用不完美的探究结果换取学生求真务实的科学态度
本次实验对暖宝宝使用后成分的探究结果是不完美的――是否存在二价铁的化合物未能确定。作为教学评比课，这样的结果会冒很大的风险，但回顾化学等相关科学的发展，科学探究何时一帆风顺过？如果对实验中残余铁粉、氯化钠等的干扰忽略掉，这样的实验探究还有意义吗？借此机会，笔者恰好可以对学生对科学探究的价值观予以引导，这也是学生面临实际问题时不能回避的。
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