《从自然界获取铁单质》教学设计(全国高中化学优质课大赛获奖案例)

《从自然界获取铁单质》教学设计

一、课标研读

1. 学习要求

紧密联系生产和生活实际，结合真实情景和实例认识金属铁及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化，认知物质及其转化在自然资源综合利用和社会发展中的价值。

2.内容分析

从自然界获取铁单质的教学内容中包括了铁在自然界中的存在形式、将铁由化合态转变为游离态的理论方法以及现代工业如何冶炼获取铁三部分内容，其重点在于工业炼铁的原理分析。

从教材的内容处理上来看，本课时不仅仅只是知识层面上的这三部分内容，更应该在学科知识基础上挖掘渗透一：感受材料和工艺的不断发展所带来的文明进步和社会价值；二：从矿物中获取铁的工业原理基础之上拓展到其它金属单质的获取，甚至是信息指引下完成如何从火星上获取铁，将原本的单一问题解决扩展为系列问题解决，并初步形成该问题解决的思维模型，提升学科素养水平。

二、学情分析

铁及其化合物是常见的无机物，学生在初中阶段就已经有所接触，从新课标分析来看，本课时是在学习了元素与物质、氧化还原反应后开展的，学生在同类物质认知规律上和不同价态物质转化上有了一定的基础，具体体现如下：

知能储备上：熟悉铁、铜和氧气的反应，氧化铁、氧化铜分别和氢气、一氧化碳、碳的反应，冶炼铁、铜的基本原理（一氧化碳还原氧化铁、氧化铜和湿法炼铜）等，熟悉金属活动性顺序表，简单了解历史中关于铜、铁器时代特征及其应用；

学习方式上：更容易接受从熟悉事物入手类比学习新知，对于新物质的学习却比较片面，更多的只关注方程式的记忆和书写，缺乏主动理解；

认知方式上：缺乏对知识体系进行一定的整合和建构能力，通过已有知识的迁移运用能力还不足，对于部分疑难点更喜欢在学习过程中通过实证或实验探究去解决。

三.教学目标

1.通过真实情景演绎分析如何从自然界获取铜单质，在情境中通过学生的思维总结建构起“如何从矿物中获取金属单质”的思考模型，并能将此模型灵活运用于铁及其他金属获取的学习中，提升了学生对于工业流程建立的认知水平，以此初步形成模型认知的素养，丰富了学生的认知方式及思路。

2.在解决模型建构下的从矿物中获取金属铁的的具体流程中，通过迁移类比、证据推理等学科方法分析了解“铁在自然界中的存在形式”、“如何将铁由化合态转变为游离态”等流程中的细节问题，并在问题解决过程中促使学生形成由证据推理认识新知，由新知完善模型的良好思维模式。

3.在了解铁铜的冶炼历史发展情境中让学生体会铁铜的冶炼对人类文明产生的重大影响，并在认识从矿物到基础材料的过程中，感受工艺优化，进而体会材料在人类社会发展中

的重要作用。促使学生能从环保，经济，性质等各途径去思考解决现实工艺中存在的问题，形成合理利用自然资源、与环境和谐共处的观念。

四、设计构想

在“从自然界获取铁”一课教学中，到底想教给学生什么知识或素养？学生通过这一堂课的学习能得到什么发展？这些问题与教学目标的定位直接相关，也影响着本课的教学设计思想。

基于上述对于课标和学生的分析，笔者觉得针对该课时的设计不仅要让学生获得相关的化学知识，更应该注重的是化学学科中“模型认知”这一素养的培养。学生是否能主动建构起从矿物中获取铜的模型并在该模型下自发完成从矿物中获取铁及其它金属单质这一工业流程难点，并在解决过程中逐步形成物质制备体系的思考方式，这便是本课时的教学思路所在 。这样的教学设计更有利于学生的知识系统完善化，发展学生的深层思维，引领学生在较高的认知水平上去思考问题。

其中在冶炼获取铜和铁的教学环节中涉及到的冶炼发展史和材料发展史，以及每一环节中的具体评价性内容见具体教学活动。

五、教学活动（情境、任务与活动）

【大情境】根据人类在不同时期的材料发展情况，可将人类历史划分为石器时代，铜器时代和铁器时代，那么你有思考过这样的问题吗：铜器比较锋利，能制造成各种形状，而且很坚硬，不容易损坏，那为什么铜器时代晚于石器时代出现呢？而性能更优异的铁器时代却是最后才出现的呢？

高炉炼铁

冶炼工艺

【学习任务一】分析炼铜原理，认识炼铜工艺

【过程性评价】

1.在这一过程中孔雀石经历了怎样的物质转化？

2.完成相应物质转化的方程式书写。

【设计意图】引导学生在古人意外获得铜单质的情境中，通过利用已知知识自行分析、思考、讨论，初步形成如何从矿石中获取金属单质的意识。并在创建的情境中激发学生的兴趣，引发学生的思考，将学生带入学习活动中。

【过程性评价】

了解了从自然界获取铜的过程后，对于矿物中

金属的冶炼有了怎样的启发？（需要解决哪些问

题）

【模型建构】

【设计意图】通过对炼铜发展史的分析，促使学生从多角度意识到从理论化到工业化的发展所需要思考的问题，同时感受到科技与生产进步的重要性。并在解决自然界获取铜单质这一过程中初步形成化学中的模型认知思想，这样的模型建构是来源于学生的主动思考而不是被动灌输，提高了学生的思维深度。

【学习任务二】模型运用，初探如何从自然界获取铁单质

【问题解决1】

【阅读整理】

炼铁工艺在不断优化，结合现代需求和技术等因素

的推动下，阅读书本，简单了解现代工业究竟是如

何炼铁的

【过程性评价】

1.工业炼铁的原料和设备分别是什么？

【设计意图】模型的建立为学生在后续的学习提供了很好的“脚手架”，框架有了，攻克难

点的学习方向也就有了，在解决模型中从矿物到铁单质的三个流程中，要考虑学生的认知转化，在分析学生的认知水平层次和进阶发展历程的基础上通过资料补充、小组合作、迁移类比等学科方法，促使学生知识学习与思维能力的发展协调同步进行。

【学习任务三】模型再认知，如何从自然界获取金属单质

展到常见的其它金属单质的获取，在挖掘教材知识的同时也在不断挖掘其内在的价值，让学生形成学科观念而不仅仅是学科知识。

【学习任务四】未来如何在火星上获取铁单质

关于火星的部分信息：

1.其橘红色外表是因为地表被赤铁矿覆盖。

2.火星上无液态水，但有大量的冰。

3.大气组成：二氧化碳（

【设计意图】诊断学生在陌生环境下的信息分析能力，同时在模型认知下通过改变原有环境和条件，促使学生再分析、再思考，丰富学生思维模式。

六、设计特色