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视频标签：铁与水蒸气反应
所属栏目：高中化学说课视频
视频课题：高中化学说课视频及说课文稿_铁与水蒸气反应的创新实验
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“铁与水蒸气反应实验的改进”说课文稿
湖北省天门中学 伍强
一、使用教材
人民教育出版社、高中、一年级、化学必修、第一册、第三章、第一节。
二、实验器材与试剂
大试管、单孔橡皮塞、酒精灯、试管夹、带金属盖的塑料小瓶、普通塑料小瓶、面巾纸、粗铜丝、防火胶布、打火机、中性笔芯、输液管滴壶，超细钢丝棉、蒸馏水、洗洁精溶液。
三、实验创新要点
（1）用化学组成与还原铁粉相似的超细钢丝棉代替铁粉进行反应，增大了铁与水蒸气的接触面积，提高了实验成功率。
（2）对吸水材料和超细钢丝棉进行了定量装配设计，简化了操作过程。
四、对现有实验的评价及创新实验的设计思路
1.教材实验及现有改进实验的缺点
（1）旧教材将铁粉附着在石棉绒上进行反应，由于石棉绒导热性不好，大多数铁粉温度不够高，难以反应。现行教材实验中水蒸气与铁粉接触面积有限，大多数水蒸气来不及与铁粉反应就逸出了试管；铁粉与供水剂间的距离太远、太近都会导致实验失败；实验前药品装填困难、实验后废弃物不易取出。
（2）当前的改进实验分两类，一类是改进供水材料，延缓水蒸气的发生，如将棉花改为富水蔬菜等，提高了实验成功率，却导致了实验时间过长的问题，而且这一类设计并没有解决供水剂与铁粉的距离问题。另一类是增加铁与水蒸气的接触面积，如用半圆形磁铁吸附铁粉，使其呈毛刷状，增大了铁粉与水蒸气的接触面积，但该设计有装置过于复杂、操作不便等缺点。
2.用超细钢丝棉代替还原铁粉的可行性分析
超细钢丝棉是将低碳钢制成0.125～0.189mm的细丝而组成,具有极大的比表面积，能在流动的空气中剧烈燃烧，近年来，不少摄影爱好者将其应用在光绘摄影中，为此出现了专门的企业生产摄影用超细钢丝棉，并在网络上大量销售，使其成为一种价廉易得的物品。查阅低碳钢国家标准及还原铁粉国家标准可知，低碳钢与还原铁粉的纯度相差不大，虽然低碳钢中含有锰、铝等杂质，但含量较低，难以对实验结论产生干扰。由钢丝棉极易与流动空气中的氧气反应这一特性可推知，用超细钢丝棉代替铁粉，进行铁与水蒸汽的反应，应该能克服铁与水蒸气接触不充分的问题。
3.实验中的定量装配设计
早期子弹的设计中，发射药与弹头是分开的，且发射药的用量也不确定，这导致了发射前装填困难、发射过程中引起炸膛、发射后枪管不易清理等缺点，弹壳将发射药与弹头定量装配在一起，克服了以上的缺点。现有的铁与水蒸气反应设计与早期子弹设计中存在的问题类似。因此，对该实验采用定量装配设计，应该既能保证实验的成功率，又能缩短实验时间。
五、实验教学目标
（1）通过评价“铁与水蒸气反应实验”的旧教材设计、现行教材设计及已有改进实验设计，培养学生的分析能力与评价能力。
（2）指导学生参与该实验的改进，培养学生的创新能力。
（3）通过反复测试，对装置不断进行优化，培养学生精益求精的大国工匠精神。
六、实验教学内容
美国教育心理学家布鲁姆将学生的认知能力分为低级思维能力，包括：记忆、理解、应用能力，以及高级思维能力，包括：分析、评价、创新能力。
传统的高考题主要考查学生的低级思维能力，通过对常规题型的反复训练，仅靠记忆能力就能应付考试。但近年来，高考题越来越注重通过在题目中引入新信息，创设陌生的情境，考查学生的高级思维能力。例如2019年全国Ⅰ卷涉及到一些顶级期刊的研究内容，许多学生考完后哀叹：高中化学白学了！
因此，教师在教学过程中，应注重培养学生的高级思维能力。当学生具备高级思维能力后，就能对某道看似陌生的考题进行正确的分析；然后作出评价：本题起点高、落点低，考查的还是高中的基础知识；最后，依据已有知识，轻松解题。
化学是一门以实验为基础的科学，教师在教学过程中，给出一个陌生的实验操作或设计，然后，问这一操作或设计的目的是什么，就是对学生高级思维能力的培养。本课以素材较为丰富的铁与水蒸气反应为例进行教学，既可作为高一学生的新课使用，又可作为高三学生复习备考课使用。
七、实验教学过程
（一） 实验装置的初步设计
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