核心素養(yǎng)下物質(zhì)性質(zhì)主題式教學(xué)的實踐與反思

秦文明

【摘要】主題式教學(xué)是指以內(nèi)容為教學(xué)載體，以文本的內(nèi)涵為主體，通過學(xué)生的自主活動培養(yǎng)核心素養(yǎng)的一種教學(xué)活動。本文以SO2的性質(zhì)為教學(xué)載體，通過主題式教學(xué)探究SO2的酸性、還原性、氧化性及漂白性，讓學(xué)生的“證據(jù)推理與模型認知”、“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”等核心素養(yǎng)在化學(xué)課堂中落地生根。

【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng)? ?教學(xué)? ?SO2? ?科學(xué)探究

—、教學(xué)背景

《普通高中化學(xué)課程標準（2017年版）》明確指出，普通高中化學(xué)課程以全面發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為主旨，確定課程的主題，重視以學(xué)科大概念為核心，使課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，以主題為引領(lǐng)，使課程內(nèi)容情境化，促進學(xué)科核心素養(yǎng)的落實。主題教學(xué)是指以某一主題為教學(xué)載體，以學(xué)生的自主活動為主體進行的一種教學(xué)活動。教學(xué)主題立足于學(xué)生的知識水平和生活實際，打通書本世界和生活世界的界限，讓中學(xué)生核心素養(yǎng)在化學(xué)課堂中落地生根。主題教學(xué)打破單一的集體教學(xué)的組織形式，構(gòu)建民主、平等、合作的師生關(guān)系，實現(xiàn)了學(xué)生的個性化發(fā)展，最終實現(xiàn)學(xué)生認知、品德、情感等身心發(fā)展的塑造。

本文以“SO2的性質(zhì)探究”為例，通過主題教學(xué)對SO2的知識進行整合和實驗探究，突出物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化的特征，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，讓師生共同成為學(xué)習(xí)情境的組織者和探究者。通過創(chuàng)設(shè)有意義的問題情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，通過理論分析，小組討論、設(shè)計實驗方案，實現(xiàn)推理、探究、質(zhì)疑、歸納、總結(jié)、反思、領(lǐng)悟的過程，培養(yǎng)學(xué)生的小組合作精神、溝通交流能力以及運用化學(xué)知識解決生活實際問題的能力。

二、教學(xué)思路

SO2的性質(zhì)主題內(nèi)容選自人教版高中化學(xué)必修1第四章第三節(jié)。學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了“物質(zhì)的分類”、“離子反應(yīng)”和“氧化還原反應(yīng)”等理論知識，具備了一定的理論分析應(yīng)用能力;通過學(xué)習(xí)鈉及其化合物、鐵及其化合物、硅及其化合物、氯及其化合物，學(xué)生對元素化合物知識的學(xué)習(xí)方法有一定的了解。SO2的性質(zhì)是高中化學(xué)教學(xué)的重點、難點，教學(xué)中分解為“SO2的酸性、還原性、氧化性及漂白性”四個小主題，按照“理論推導(dǎo)，設(shè)計實驗，實驗探究，得出結(jié)論”的科學(xué)探究過程，建構(gòu)研究模型，化解難點，既加強學(xué)生對理論知識的理解與感悟，又幫助學(xué)生形成元素化合物的一般學(xué)習(xí)方法。

三、教學(xué)過程

1.創(chuàng)設(shè)情境，引入新課

教師：投影展示一瓶張裕干紅葡萄酒，請學(xué)生觀看干紅的配料，提問：紅酒中SO2的作用是什么？還體現(xiàn)SO2的什么性質(zhì)？

學(xué)生：交流SO2的物理性質(zhì)。

教師板書：

一、SO2的物理性質(zhì)

學(xué)生：歸納、補充SO2的物理性質(zhì)

教師：能否設(shè)計實驗，有明顯現(xiàn)象證明SO2易溶于水呢？

學(xué)生：交流討論，設(shè)計可能的實驗方案。

學(xué)生：往集滿SO2的塑料瓶中加水，瓶癟了;集滿SO2的大試管倒扣于水中，液面上升;用集滿SO2的燒瓶做噴泉實驗，形成噴泉等。

設(shè)計意圖：用投影展示生活中熟悉的干紅葡萄酒，用紅酒中SO2的正面作用與學(xué)生已有SO2的負面印象產(chǎn)生沖擊，引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)其探究欲望。

2.理論分析，預(yù)測性質(zhì)

教師：請將H2S、S、SO2、SO3、H2SO3、H2SO4、Na2SO3、Na2SO4、Na2S這些物質(zhì)以物質(zhì)類別為橫坐標，化合價為縱坐標畫一個坐標圖（見圖1）。

教師：請根據(jù)SO2的類別和價態(tài)，推斷SO2具有哪些性質(zhì)？可以發(fā)生哪些類型的反應(yīng)？

學(xué)生：SO2屬于非金屬氧化物，可能具備酸性氧化物的通性。+4價的S處于中間價態(tài)，既可升高到+6價，又可降低至0價，應(yīng)該既有氧化性又有還原性，可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)。

設(shè)計意圖：讓學(xué)生繪制含硫物質(zhì)的類別與化合價的二維坐標圖，方便學(xué)生形成對元素分類及其轉(zhuǎn)化的概念，從基本概念和認知方面出發(fā)復(fù)習(xí)并構(gòu)建基本知識框架，再通過轉(zhuǎn)化關(guān)系擴充框架，讓學(xué)生基于已有的認識拓寬思維，建立邏輯思考方式，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)方法，形成研究元素化合物的一般思路。

3.設(shè)計方案，實驗探究

小組活動一：探究SO2的酸性

學(xué)生實驗：往SO2水溶液中滴加石蕊試液。

教師：為什么SO2水溶液會顯酸性？與什么氣體相似？

學(xué)生：SO2與水反應(yīng)生成了H2SO3。

學(xué)生：這說明SO2是一種酸性氧化物。

教師板書：

二、SO2的化學(xué)性質(zhì)

1.酸性氧化物

教師：分析該反應(yīng)特征，說明H2SO3的不穩(wěn)定性，介紹可逆反應(yīng)。

教師：酸性氧化物SO2還可以發(fā)生哪些反應(yīng)，寫出化學(xué)方程式。

學(xué)生板書：

SO2+2NaOH==Na2SO3+H2O

SO2+CaO== CaSO3

教師：根據(jù)酸性氧化物通性，SO2應(yīng)該也能和某些鹽反應(yīng)，那SO2能不能和BaCl2溶液反應(yīng)呢？

學(xué)生：思考、交流、討論

教師：多數(shù)同學(xué)認為可以，請寫出反應(yīng)方程式，說明發(fā)生反應(yīng)的原理。

教師：有同學(xué)認為不可以，請說明理由，設(shè)計實驗驗證。

設(shè)計意圖：通過SO2使石蕊變紅的實驗，讓學(xué)生基于證據(jù)進行分析推理，驗證SO2的酸性。根據(jù)SO2是一種酸性氧化物，預(yù)測SO2變化的可能結(jié)果，鞏固從物質(zhì)的類別認識物質(zhì)的思路，能依據(jù)物質(zhì)及其變化的信息建構(gòu)模型，培養(yǎng)學(xué)生問題解決的能力。

小組活動二：探究SO2的還原性

學(xué)生實驗：往SO2水溶液中滴加BaCl2溶液，產(chǎn)生少量白色沉淀。

教師：請同學(xué)們分析產(chǎn)生沉淀的成分，如何證明？

教師：從元素化合價的角度分析，SO2發(fā)生了什么反應(yīng)？體現(xiàn)了SO2的什么性質(zhì)？請設(shè)計實驗證明？

學(xué)生實驗：往KMnO4溶液中滴加SO2水溶液。

教師：繼續(xù)滴加H2O2溶液至SO2水溶液與BaCl2的混合液中，觀察現(xiàn)象？

教師：SO2在上述實驗中均體現(xiàn)還原性

教師板書：

2.還原性

2SO2+O2==2SO3? ? ? ? ? ? ? ?SO2+H2O2== H2SO4

教師：請同學(xué)們根據(jù)以上所學(xué)，思考硫酸型酸雨形成的可能途徑，寫出方程式。

學(xué)生：閱讀課本、根據(jù)資料、交流討論，得出結(jié)論。

板書：硫酸型酸雨形成的可能途徑

途徑一：

SO2+H2O? ? ? ? ? H2SO3? ? 2H2SO3+O2=2H2SO4

途徑二：

2SO2+O2? ? ? ? ? SO3? ? ? ?SO3+H2O=H2SO4

設(shè)計意圖：SO2的還原性是本節(jié)課的難點。往SO2水溶液中滴加BaCl2溶液，產(chǎn)生少量白色沉淀，引發(fā)學(xué)生質(zhì)疑，設(shè)計雙氧水與SO2溶液反應(yīng)，通過觀察溶液中生成白色沉淀驗證SO2的還原性，鞏固從物質(zhì)的化合價認識物質(zhì)的思路，通過書寫反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式，可以進一步加深學(xué)生對知識的理解，發(fā)展學(xué)生的高階思維能力。

本主題的設(shè)計是讓學(xué)生能發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的化學(xué)問題，能依據(jù)探究目的設(shè)計并優(yōu)化實驗方案，確定形成科學(xué)結(jié)論所需要的證據(jù)和尋找證據(jù)的途徑。完成實驗操作，能對觀察記錄的實驗信息進行加工并獲得結(jié)論;能尊重事實和證據(jù)，養(yǎng)成獨立思考、敢于質(zhì)疑和勇于創(chuàng)新的精神。

小組活動三：探究SO2的氧化性

教師：已知硫是一種淡黃色晶體，不溶于水，從硫元素化合價的角度分析，SO2可與什么物質(zhì)反應(yīng)生成硫？體現(xiàn)了SO2的氧化性。請設(shè)計實驗證明？

學(xué)生實驗：取少量SO2水溶液于小試管中，再向試管中加入少量H2S飽和溶液，振蕩，產(chǎn)生黃色沉淀。

教師：寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式，并用雙線橋標出電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目。

教師板書：

3.氧化性

學(xué)生：

設(shè)計意圖：從硫元素化合價的角度分析，繼續(xù)培養(yǎng)學(xué)生從化合價入手分析物質(zhì)性質(zhì)的習(xí)慣和意識，強化學(xué)生認識物質(zhì)的角度，讓學(xué)生認識到通過氧化還原反應(yīng)可以實現(xiàn)含有不同價態(tài)同種元素的物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化，掌握轉(zhuǎn)化方法，構(gòu)建完整的物質(zhì)轉(zhuǎn)化思維模型。

小組活動四：探究SO2的漂白性

教師：用實驗探究SO2漂白性：向試管中加入2mLSO2水溶液，滴入2滴品紅溶液，振蕩，觀察顏色變化;再在試管口套一個小氣球，然后加熱試管，觀察顏色變化，小心聞一下氣球中的氣體。

學(xué)生實驗：品紅褪色，加熱，品紅溶液又恢復(fù)紅色，氣球中的氣體有刺激性氣味。

教師板書：

4.漂白性

教師：根據(jù)結(jié)論分析二氧化硫的漂白原理：SO2與某些有色物質(zhì)生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，

請與次氯酸、活性炭對比漂白原理與效果。

教師：投影日常生活中的實例，歸納總結(jié)二氧化硫的用途。

教師板書：

三、SO2的用途

學(xué)生：課堂小結(jié)

設(shè)計意圖：實驗中SO2使品紅褪色，加熱，品紅溶液又恢復(fù)紅色，引發(fā)學(xué)生質(zhì)疑，通過分析、比較可以拓寬學(xué)生的知識視野，認識物質(zhì)的變化是有條件的，能從不同視角對紛繁復(fù)雜的化學(xué)變化進行分類研究，逐步揭示各類變化的特征和規(guī)律。通過投影日常生活中二氧化硫的用途，讓學(xué)生感受化學(xué)物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用，了解化學(xué)的價值。同時，讓學(xué)生學(xué)會辯證地看待問題，參與社會性問題的討論，培養(yǎng)其科學(xué)精神和創(chuàng)新意識，提高綜合素養(yǎng)。

小組活動五：綜合應(yīng)用SO2的性質(zhì)

教師：①往一支試管中加入2mL溴水，再滴入二氧化硫水溶液，震蕩。

②往一支試管中加入1mL稀的NaOH溶液，加入2滴酚酞，再滴入二氧化硫水溶液，震蕩。

教師：兩支試管中均褪色，請分析原因，并設(shè)計實驗證明。

學(xué)生：交流討論，匯報結(jié)果。

歸納總結(jié)：

1.SO2使物質(zhì)褪色，不一定體現(xiàn)SO2漂白性;

2.SO2的漂白只能針對某些有機色素;

3.探究實驗時的一般步驟為：提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計方案、討論和完善方案、實驗探究、得出結(jié)論。

教師：根據(jù)SO2的性質(zhì)，我們應(yīng)如何看待SO2對生產(chǎn)、生活的作用與影響？

課后作業(yè)：查閱資料了解①大氣中SO2的來源;②我省酸雨的污染狀況;③防治酸雨的辦法，寫一篇關(guān)于酸雨的論文。

設(shè)計意圖：本題通過SO2使一些溶液褪色現(xiàn)象的思考，鞏固了SO2的酸性、還原性、漂白性等知識，在解決實際問題時，除了要引導(dǎo)學(xué)生考慮化學(xué)問題外，還需綜合分析多方面因素，注意培養(yǎng)學(xué)生思維的完整性和嚴謹性，建立解決實際問題的思路和方法。

四、教學(xué)反思

本課是以“SO2的性質(zhì)探究”為主題的教學(xué)，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)探究學(xué)習(xí)的情景，激發(fā)學(xué)生的探究熱情，提升學(xué)生參與探究的欲望，增強學(xué)生對知識的理解，提高學(xué)生的探究能力。學(xué)生通過設(shè)計并展開四個小組活動，探究SO2四個方面的性質(zhì)，掌握探究實驗的步驟：提出問題、作出假設(shè)、制訂方案、討論和完善方案、實驗探究、得出結(jié)論，形成元素化合物的一般學(xué)習(xí)方法。SO2的性質(zhì)探究主題活動使學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，在小組活動中實現(xiàn)推理、探究、質(zhì)疑、歸納、總結(jié)、反思的過程，滿足學(xué)生的個性化發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生勤于實踐，善于合作，敢于質(zhì)疑，勇于創(chuàng)新的精神，真正落實化學(xué)學(xué)科“證據(jù)推理與模型認知”、“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”等核心素養(yǎng)。

【參考文獻】

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