基于科学风险认知和决策能力的课例研究

都承峰+奚小玲

摘 要：紧密围绕生活中的“补血剂”为主线展开教学，展开药物使用的风险认知教学，使学生对铁盐与亚铁盐的认知从感性认识上升到理性认识，使学生体会化学物质应用的风险，强化学生的风险认知，培养其科学风险意识和风险决策能力。

关键词：风险认知；决策能力；课例研究

一、 设计思路

从生活走进化学、用实验探究化学、用化学视角关注生产生活。本节课采用主题式教学模式，紧密围绕生活中的“补血剂”为主线展开教学，探讨其铁元素的存在形式、性质、检验、转化。设计了四个环节，四看琥珀酸亚铁片说明书，使学生对铁盐和亚铁盐的认知从感性认识上升到理性认识，展开药物使用的风险认知教学，使学生体会化学物质应用的风险，强化学生的风险认知，培养其科学风险意识和风险决策能力。

二、 教学实录

【环节一】感知Fe2+和Fe3+的魔力

【情境引入】表演小魔术

用一根玻璃棒在一杯茶水中轻轻搅拌，茶水立即变黑（玻璃棒上沾有铁盐）。向变黑的茶水中滴加几滴柠檬汁，茶水立即变回原来的颜色（柠檬汁含维生素C）。

【师】你们想知道这个魔术的玄机吗？通过本节课的学习，我们来给这个魔术解密。

【投影展示】验血报告单，数据显示患者的血红蛋白含量明显偏低。医生的诊断——缺铁性贫血，贫血就要补血。

【师】补血其实就是要补一种元素，大家知道是什么元素吗？

【生】补“铁”元素。

【问】如果你是一位医生，你会给这位患者怎样的建议？

【生】（畅所欲言）用铁锅炒菜，吃铁强化酱油，服用补铁剂，吃血尔、阿胶等等。

【师】我通过市场调查，发现补铁剂可谓琳琅满目，品种繁多。形态上有液态的、固态的。目前首选口服补铁剂为琥珀酸亚铁，因为它吸收率高，对胃肠刺激性小，是有效而安全的补血剂。（实物展示）

【问】补铁剂中铁元素是什么价态？服用藥物前要做的第一件事情是什么？

【生】阅读说明书。

【师】引导学生第一次阅读琥珀酸亚铁片说明书，谈谈你对药品的认识。

【生】含的是Fe2+，要控制用量，有很多注意事项等等。

【师】Fe2+是血红蛋白的重要组成，缺铁时，血红蛋白携氧能力下降，造成缺铁性贫血。

【设计意图】化学源于生活，教学紧密联系学生的生活经验，展开药物使用的风险认知教学，让学生认识到可能潜在的风险，强化学生的风险认知，同时培养学生的探究品格。

【环节二】探究Fe2+和Fe3+的检验

【交流与讨论】如何检验Fe2+和Fe3+？

【生1】观察溶液颜色，Fe2+是浅绿色的，而Fe3+呈现黄色。（方法1）

【生2】我认为可以选择氢氧化钠溶液，如果出现红褐色沉淀的是Fe3+，出现白色沉淀的是Fe2+。（方法2）

【师】实验是化学的最高法庭，用实验来验证这位同学的观点。

【学生实验1】取2支试管，分别加入1mLFeCl3和 FeSO4，再分别加入少量NaOH，观察实验现象。并将装有FeSO4试管的生成物全部倒到垫有滤纸的表面皿上。

【生】形成认知冲突，FeCl3溶液中加入NaOH溶液看到了红褐色沉淀是Fe（OH）3，FeSO4溶液中加入NaOH溶液看到的是灰绿色的沉淀。

【师】Fe（OH）2沉淀是灰绿色吗？我给大家演示一个实验。

【演示实验1】Fe（OH）2的制备。

【师】之所以没有看到白色沉淀都是谁惹的祸？

【生】氧气。

【师】在空气中，Fe（OH）2白色沉淀快速变成灰绿色，最终变成红褐色。这是Fe（OH）2特有的现象，常用于亚铁离子的检验。大家观察一下刚刚倒到滤纸上的Fe（OH）2沉淀颜色的变化。

【生】书写相关的离子方程式或化学方程式。

【设计意图】设计对比实验，形成认知冲突，通过分析实验的“异常现象”来培养学生的决策能力。

【师】课本P75页信息提示：还可以选择硫氰化钾溶液。指导学生阅读。

【学生实验2】取2支试管，分别加入1mL的FeCl3和FeSO4，再分别滴加几滴KSCN，观察实验现象。

【生】汇报现象，FeCl3液中加入几滴硫氰化钾溶液，看到了血红色溶液，FeSO4溶液中加入几滴硫氰化钾溶液，无现象。

【师】请利用提供的试剂（氯水、双氧水）验证我们的理论分析。

【学生实验3】在刚刚没看到现象的试管中加入氯水或是双氧水，看到了溶液变红。

【实验结论】Fe2+有较强的还原性，可以被氯水、双氧水、氧气、酸性高锰酸钾等氧化。

【师】板书构建“铁三角”。

【归纳小结】列表对比Fe3+、Fe2+的三种检验方法并进行评价。

【环节三】理解Fe2+和Fe3+的转化

【师】请看说明书的【性状】栏目，本品为薄膜衣片，除去薄膜衣后显暗黄色。

【问】思考药片包衣的主要作用是什么？

【生】第2次阅读说明书，回答：防止Fe2+被空气中氧气氧化成Fe3+。

【师】如何检验琥珀酸亚铁片中的Fe2+？请同学们设计并书写出检验方案。

【生】汇报设计的方案，师生加以点评，归纳总结出下面的方案。

实验方案：

①用小刀刮去薄膜层（可以不做，说明书中说包衣是胃溶性的），将药研磨；

②取半药匙粉末于试管中，加盐酸溶解、振荡、静置；

③滴加几滴KSCN溶液进行检验。

【师】大家预测会有什么现象？

【生】看不到明显现象，溶液不变红。endprint

【师】让学生按照实验方案进行分组实验。要求学生认真仔细操作，注意观察实验现象。

【学生实验4】实验结果和预测的结果不一致。加KSCN溶液直接变红，检验出Fe3+。

【师】药片说明书上强调的是含有Fe2+，但是大家检验出来的为什么是Fe3+？难道这是一盒黑心药？请同学们分析原因。

【生】将药片碾碎，加盐酸溶解，这个过程，经历的时间较长，和空气接触较多，Fe2+可能被氧气氧化成Fe3+，所以加入KSCN会出现血红色。

【师】回答得很好，Fe2+还原性极强，很容易被空气中的氧气氧化。如何使红色溶液褪色？

【生】加还原剂，如铁粉、铜粉。

【学生实验5】向刚刚的红色溶液中加入1/2匙的铁粉，快速振荡，静置15秒，看溶液颜色变化。

【现象】溶液红色褪色。

【结论】Fe3+有较强的氧化性，可以被铁、铜等还原。

【练一练】写出Fe3+和Fe反应的离子方程式。

【师】板书构建“铁三角”。

【设计意图】实验过程是进行实验风险教育的素材：实验异常现象的风险、实验失败的风险等。引导学生分析异常现象的原因，利用这些“失败”作为课堂的动态资源，来强化学生的决策能力。

【提问】如果误食亚硝酸钠会使人中毒，因为亚硝酸钠会使Fe2+转化为Fe3+，生成高铁血红蛋白而丧失与O2的结合能力。生死时速，假如你就在患者身边，你准备怎么办？

【演示实验2】滴有硫氰化钾的铁离子溶液与维生素C的反应。

【生】第3次阅读说明书，思考维生素C的作用：维生素C是抗氧化剂，具有还原性，可以将人体无法吸收的铁离子变成易被人体吸收的亚铁离子。当然这只是缓解症状，患者还需及时就医。

【設计意图】让学生将所学知识与解决生活中的实际问题结合起来，教会学生正确处理风险危机，培养学生如何根据具体情况选择合适方法的决策能力。

【环节四】感悟Fe2+和Fe3+的应用

【情境1】实验员小王的困惑，昨日配制的硫酸亚铁溶液怎么变成了浅黄色呢？该如何处理？

【学生】讨论回答，被氧气氧化，可以加铁粉防止氧化。

【情境2】蓝黑墨水的奥秘

资料1：蓝黑墨水主要原料为鞣酸亚铁和蓝色颜料。刚开始书写时显示的是颜料的蓝色，在空气中鞣酸亚铁被氧气氧化变成黑色不溶性的鞣酸铁，使字迹变黑，持久不褪。

资料2：茶叶中含有鞣酸。

【生】第4次阅读说明书，思考为什么“本品不应与浓茶同服”？

【师】服用补铁剂时，外表的包衣溶解后，Fe2+进入体内就会部分开始被氧化成Fe3+，茶水中含有鞣酸，会与Fe3+反应，迅速生成黑色极难溶的鞣酸铁（三价铁）沉淀，使人体无法吸收其中的铁元素，降低吸收效果。

【设计意图】再读药物说明书，使学生深刻认识到药物的使用禁忌，如果滥用，不仅没有补铁的效果，甚至会产生很多意想不到的危害，对人的健康造成“风险”，存在安全隐患。课堂中引导学生形成风险评估的习惯与意识，培养学生运用所学知识去研究、解决问题的综合水平。

【师】现在你会对课堂刚开始做的那个魔术解密了吗？

【师】化学是一门有趣的、有用的、实用性的科学，我们要学好它、用好它，关注与化学有关的社会、生活热点问题，并学会从化学的视角去解决一些问题，提高科学风险认知和决策能力的素养。

三、 教学反思

1. 联系生活实际提高学生对科学风险的认知能力

基于生活中的问题来导入新课，激发学生的学习兴趣。关注与化学有关的生活题材来创设教学情境，通过设计浓茶变色小魔术、展示真实的验血报告单、展示琥珀酸亚铁片实物、亚硝酸钠中毒的急救方法等与生活密切相关的问题情境，进行任务驱动式教学。试图从生活知识中提炼出化学学科知识，分析讨论铁盐与亚铁盐的性质、检验、转化等，并从中进行实验“异常”、药物使用风险认知的教学，提高学生对科学风险的认知能力，并有意识地引导学生从多角度对相关问题作出决策判断。

2. 利用学生已有知识和经验培养学生的决策能力

设计这节课的几个环节，如探究Fe2+和Fe3+的检验、理解Fe2+和Fe3+的转化，教师不能急于包办讲完，而是先由学生用他们的已有经验得出一些初步的解决方法，给学生创造一个相互交流、集思广益的氛围，课堂中引导学生养成有证据地思考问题，理智地处理问题，民主地对待不同的意见，综合地看待问题，从而形成正确的科学价值观以及与风险认知所对应的决策能力。

参考文献：

[1]孟宪华，倪娟.化学教学中的风险议题选择与应用[J].化学教学，2016，（2）：33-37.

[2]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2003年版）[S].北京：人民教育出版社，2003.

[3]胡珺晶.你的课堂你做主[J].化学教与学，2016，（2）：62-66.

[4]王祖浩.普通高中课程标准实验教科书.化学1[M].南京：江苏教育出版社，2012.

[5]叶书林.“铁离子、亚铁离子的性质与转化”教学设计[M].中学化学教学参考，2014，（11）.

作者简介：

都承峰 奚小玲，现就职于江苏省常州市第一中学。endprint