基于学科融合理念的教学探究王嫒华摘要：综合运用化学和其他学科的知识分析解决复杂问题，发展学生的科学素养是当前化学课程改革的重要目标之一。以五色土为探究情境，通过“认识五色土——探究五色土——转换土色——观土色解决土壤问题”四个环节，引导学生自主探究土壤中“铁及其化合物的转化”，综合运用化学、地理、生物等知识来解释自然及生活环境中的现象，并尝试利用所学知识去解决实际问题，促进学生化学学科核心素养的提升。关键词：学科融合;五色土;铁及其化合物的转化：1008-0546（2021）08-0033-03：G632.41：Bdoi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.08.009一、背景现实生活中任何有意义的问题都具有综合性和复杂性，单一的学科知识不能充分解释或解决这些问题，这要求在分科教学的背景下实施学科融合教学。在教育部颁布的《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》[1]中，也明确提出教师应适当融合跨学科知识，拓宽学生知识视野，丰富教学情境，让学生切身感受化学与科学、技术、社会和环境的密切联系，以及学习化学的意义，发展学生解决综合问题的能力。二、教材分析新教材苏教版化学必修第二册中，“探究铁及其化合物的转化”一节，以铁及其化合物为例，探究物质间的转化模型，筛选出物质制备时最优反应路线[2]。土壤，其颜色主要由含铁化合物的价态以及气候、生物化学过程等决定，颜色的变化与含铁化合物的价态变化密切相关。土壤中含三价铁较多时，土壤颜色偏红;含二价铁较多时，土壤颜色偏青。因此，土壤颜色及其颜色变化机理可以用于“探究铁及其化合物的转化”教学。不同颜色的土壤还代表不同地方，常用“五色土”象征五方和国土，在我国古代，帝王有祭祀五色土的传统。以不同颜色的土壤为主题研究对象，可以将化学、生物、地理、历史知识很好地融合在一起，开拓学生视野，引导学生综合利用所学知识解决实际问题，并在学习过程中构建物质转化模型。三、教学目标1.在探究过程巾掌握Fe3+与Fe2+的检验方法;2.能运用变量控制的方法设计物质转化的实验方案，能根据实验现象进行合理推断;3.能将铁元素的价态转化知识和Fe3+與Fe2+的特征检验知识迁移运用到生活环境中。四、设计思路本节课内容拟分为四个环节，逐步引导学生探究铁元素的价态转化规律，运用转化规律及检测知识去解决生产生活中的问题。环节一：认识五色土（表1）设计意图：将历史和地理题材引入化学课堂，激发学生学习兴趣和探究欲望，引导学生从多学科角度去分析五色土的象征意义及其形成原因，重点关注铁的价态在土壤颜色形成中的重要作用。环节二：探究五色土（表2）设计意图：向学生介绍不同价态铁元素的定性检测方法，让学生现场利用所学的知识去检测土壤，学以致用，引入一些定量检测的知识，架起课内知识与实际应用之间的桥梁。在检测方法方面，考虑到土壤溶液的复杂性，在这个环节只介绍了硫氰化钾检测Fe3+和硫氰化铁检测Fe2+。土壤中除了Fe2+具有还原性以外，还有其他的还原性物质，缺氧环境中还原性物质较多。高锰酸钾具有强氧化性，与还原性物质反应会褪色，引入这一实验是为了加深学生对氧化还原的理解。环节三：转换土色（表4）设计意图：本环节通过几组对比图片，引导学生从铁的转化角度分析土色的变化，从中总结出元素价态降低需要提供还原剂（如CO、H2），元素价态升高需要提供氧化剂（如02），从而建立一个物质转化关系模型。学生还可以从分析中发现，不仅化学物质，氧化还原环境的改变也可以调控铁元素的价态转化，物质的转化与反应条件密切相关。在理论铺垫的基础上，再给学生提供各种还原剂和氧化剂，让学生自主设计多种实验方案，实现铁的价态转化。利用开放型实验提高学生设计和优化实验方案的能力，引导学生对实验中的“异常”现象进行反思、质疑，并提出新的实验设想，且付诸实施。在实验探索中将知识内化。环节四：观土色解决土壤问题（表5）设计意图：引导学生将所学的铁元素价态转化规律以及检测知识运用到实际生产中，结合化学、生物学科知识，分析并解决水稻亚铁中毒的问题。不仅可以检验学生本节课知识的掌握及运用的情况，还可以促进学生尝试对复杂化学问题情境中...