【摘 要】本文基于“從生活走進(jìn)化學(xué),從化學(xué)走向生活”的教學(xué)理念,通過對二氧化硫具體教學(xué)設(shè)計(jì)案例的呈現(xiàn)和剖析,對以“素養(yǎng)為本”的有效課堂進(jìn)行探索,以提高學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。
【關(guān)鍵詞】化學(xué)教學(xué) 二氧化硫 教學(xué)設(shè)計(jì)
【中圖分類號】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A
【文章編號】0450-9889(2017)07B-0106-03
2016 年 9 月教育部頒布的《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(征求意見稿)》在教學(xué)實(shí)施建議中指出,在教學(xué)中,教師應(yīng)重視 STSE(科學(xué)、技術(shù)、社會和環(huán)境)內(nèi)容主題的選擇和組織,緊密聯(lián)系生產(chǎn)、生活實(shí)際,學(xué)生能綜合運(yùn)用所學(xué)知識解釋和解決有關(guān)的STSE 問題。
化學(xué)與生產(chǎn)、生活聯(lián)系緊密,對促進(jìn)社會進(jìn)步,提升人們生活質(zhì)量有著深遠(yuǎn)影響。在教學(xué)中,“從生活走進(jìn)化學(xué)”,引入真實(shí)的生活情境,能激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,接近學(xué)生的最近發(fā)展區(qū);“從化學(xué)走向生活”,指導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用,使課堂充滿生命力,符合新課標(biāo)倡導(dǎo)的提高學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的理念。本文以高中化學(xué)必修 1 (人教版)第四章第三節(jié)《二氧化硫》教學(xué)設(shè)計(jì)為例,具體談?wù)勅绾卧诨瘜W(xué)教學(xué)中踐行“從生活走進(jìn)化學(xué),從化學(xué)走向生活”的理念,積極探索“素養(yǎng)為本”的有效課堂。
一、教學(xué)內(nèi)容分析
教材內(nèi)容存在以下內(nèi)在邏輯:在空氣質(zhì)量日報(bào)中發(fā)現(xiàn),SO2 屬于大氣污染物→硫及其化合物的存在狀態(tài)→硫的燃燒及二氧化硫的物理性質(zhì)→實(shí)驗(yàn)探究 SO2 溶于水的反應(yīng)→介紹 SO2 漂白性的特點(diǎn)及應(yīng)用→通過測定 SO2 水溶液的酸堿度,得出 SO2 是酸性氧化物→介紹 SO2 的還原性及其產(chǎn)物的性質(zhì)→通過酸雨認(rèn)識 SO2 對大氣的污染。
在教材中 SO2 與水的反應(yīng)及漂白性是以化學(xué)實(shí)驗(yàn)的方式呈現(xiàn),強(qiáng)調(diào)知識性。而關(guān)于 SO2 的應(yīng)用呈現(xiàn)直觀簡單,對 SO2 的還原性也沒有專門的闡述,這些都給本課設(shè)計(jì)留下了發(fā)揮的空間。本著在教學(xué)中“用教材而不是教教材”的原則,在教學(xué)設(shè)計(jì)中將二氧化硫內(nèi)容作再度處理:
通過生活中二氧化硫充當(dāng)“食品化妝師”“空中死神”“抗氧衛(wèi)士”三個(gè)角色,掌握二氧化硫的漂白性、酸性氧化物的性質(zhì)及其還原性。這樣的處理能將生硬的知識轉(zhuǎn)化為生動的教學(xué)素材,通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問題情境,設(shè)計(jì)成實(shí)驗(yàn)探究活動,讓學(xué)生在“做中學(xué)”。
通過對酸雨成因及其防治等環(huán)保問題的探討,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決問題的能力。
通過教材重組,對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變。
整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)中“從生活走進(jìn)化學(xué),從化學(xué)走向生活”的理念貫穿始終,以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)為目標(biāo),落實(shí)立德樹人的根本任務(wù)。根據(jù)以上分析,整體的設(shè)計(jì)思路如下(表 1):
二、教學(xué)過程設(shè)計(jì)
(一)創(chuàng)設(shè)情境,導(dǎo)入新課
[師]播放視頻:生活中的“硫磺姜”。據(jù)廣西衛(wèi)視新聞夜總匯披露,現(xiàn)在市場上發(fā)現(xiàn)不法商人用硫磺熏制生姜,使其外觀變得美觀,從而賣得高價(jià),謀得暴利,提醒市民選生姜時(shí)要警惕,不要買到這種“美容姜”。
下面我們看一看二氧化硫充當(dāng)“食品化妝師”的另一個(gè)案例:實(shí)物展示兩種銀耳(一種為正常銀耳,另一種為硫磺銀耳)。假設(shè)你要到市場選購銀耳,會選擇哪一種?為什么?
[生]觀察比較兩種銀耳的顏色,聞其氣味,選擇顏色偏黃,無刺激氣味的銀耳。
[師]為什么二氧化硫能充當(dāng)生活中的“食品化妝師”?這表現(xiàn)了它怎樣的性質(zhì)?
[生]二氧化硫具有漂白性,能對某些物質(zhì)進(jìn)行漂白,使其外觀變得更漂亮,賣相更好,因此能充當(dāng)“食品化妝師”。
設(shè)計(jì)意圖:從學(xué)生身邊的生活入手,從食品安全的角度引入對二氧化硫的學(xué)習(xí),是基于真實(shí)情景下的課堂教學(xué),是“從生活走進(jìn)化學(xué)”理念的體現(xiàn)。根據(jù)素材使用的具體情況對教材內(nèi)容進(jìn)行重組,將二氧化硫的漂白性調(diào)整至前面,讓新課導(dǎo)入更接地氣,也更利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
(二)分組實(shí)驗(yàn),探究性質(zhì)
[師]組織學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。
(1)將小燒杯中的品紅溶液吸入充有 SO2 的針筒中,振蕩后觀察現(xiàn)象;
(2)將針筒中的溶液置于試管中,對試管進(jìn)行加熱。
提出問題:
(1)品紅溶液紅色褪去的原因是什么?
(2)為什么褪色后的溶液加熱后顏色恢復(fù)?
[生]討論:二氧化硫與品紅溶液作用的兩種變化背后的原因。實(shí)驗(yàn)并觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,得出結(jié)論:二氧化硫有漂白性,但漂白后的物質(zhì)不穩(wěn)定,受熱易分解。
設(shè)計(jì)意圖:通過分組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)能力、實(shí)驗(yàn)探究能力、分析和解決問題能力。用針筒作為實(shí)驗(yàn)儀器,減少SO2 對環(huán)境的污染,體現(xiàn)綠色化學(xué)的思想。
(三)學(xué)以致用,當(dāng)場診斷
[師]資料鏈接:二氧化硫成為食品安全的重大隱患。提出問題:如果你到市場買到了硫磺銀耳,如何處理?
[生]說出處理的方法及所用到的知識:用二氧化硫漂白后的銀耳不穩(wěn)定,受熱后二氧化硫可被釋放出來,因此可將硫磺銀耳浸泡在水中加熱,可在一定程度上除去有害物質(zhì)。
設(shè)計(jì)意圖:利用二氧化硫漂白性不穩(wěn)定來設(shè)計(jì)問題情境,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識解決問題的意識,體現(xiàn)了“從化學(xué)走向生活”的理念。
(四)借助素材,掌握性質(zhì)
[師]新聞鏈接:貴州玉銅公路發(fā)生交通事故,造成部分二氧化硫泄漏。
記者在現(xiàn)場看到,8 個(gè)罐滾落在公路上,刺鼻的二氧化硫液體正在從損壞的罐口溢出。消防官兵一方面通過采取用水稀釋等方法,對泄漏物進(jìn)行處理,另一方面組織周邊群眾往山上疏散。
提出問題:從新聞中,你能總結(jié)出 SO2 具有哪些物理性質(zhì)?
[生]閱讀分析、得出結(jié)論:二氧化硫是有刺激性氣味的有毒氣體,密度比空氣大,容易液化,易溶于水。endprint
[師]演示實(shí)驗(yàn):往一瓶裝滿二氧化硫氣體的礦泉水瓶中倒入水。提出問題:礦泉水瓶發(fā)生了什么變化?你能解釋其原因嗎?
[生]礦泉水瓶變癟了,因?yàn)槎趸蛞兹苡谒?,造成礦泉水瓶里面壓強(qiáng)變小。
設(shè)計(jì)意圖:提供新聞鏈接,培養(yǎng)學(xué)生閱讀和提取信息的能力,觀察二氧化硫溶解實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力,并得出結(jié)論。同時(shí)為后面學(xué)習(xí)二氧化硫是酸性氧化物提供了實(shí)驗(yàn)藥品。
(五)治理酸雨,倡導(dǎo)環(huán)保
[師]資料鏈接。
(1)數(shù)據(jù):采集的酸雨樣品在不同時(shí)間 pH 數(shù)值的變化情況;
(2)圖片:古建筑受到酸雨腐蝕;
(3)治理酸雨的辦法之一,將一定比例的石灰石粉混入煤中。
提出問題組:
(1)雨水在放置過程中 pH 發(fā)生了怎樣的變化?
(2)為什么會發(fā)生這種變化?
(3)什么樣的雨水才叫酸雨?
(4)為什么二氧化硫被人們稱為“空中死神”?
(5)如何減少及治理酸雨?
[生]觀察、分析、回答酸雨的成因,板演酸雨的形成過程及其涉及的化學(xué)方程式。根據(jù)所學(xué)知識,分組探討酸雨的治理方法及原理。
設(shè)計(jì)意圖:鞏固二氧化硫是酸性氧化物的性質(zhì)和了解酸雨的成因及其治理方法,培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保意識,創(chuàng)造學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決問題的平臺。
(六)價(jià)態(tài)分析,性質(zhì)預(yù)測
[師]組織學(xué)生分組實(shí)驗(yàn):將小燒杯中的高錳酸鉀溶液吸入充有 SO2 的針筒中,振蕩后觀察現(xiàn)象。提出問題:SO2 使高錳酸鉀溶液和使品紅溶液褪色在原理上有什么不同?
[生]觀察現(xiàn)象,從氧化還原的角度分析高錳酸鉀溶液褪色的原因,比較兩種褪色現(xiàn)象背后原理的不同。
設(shè)計(jì)意圖:運(yùn)用比較教學(xué)法,通過設(shè)疑,引起學(xué)生對同一現(xiàn)象背后不同本質(zhì)的思考,學(xué)生對 SO2 的漂白性和還原性將會得到更深刻的理解。
[師]給出物質(zhì)的二維關(guān)系圖,提出問題:從關(guān)系圖中可預(yù)測 SO2 可能具有什么樣的化學(xué)性質(zhì)?
[生]依據(jù)二維關(guān)系圖,進(jìn)一步預(yù)測并說明 SO2 所具有的氧化性及還原性。
[師]展示圖片:葡萄酒中的二氧化硫。提出問題:為什么葡萄酒中要充入 SO2?體現(xiàn)了 SO2 的什么性質(zhì)?
[生]討論,發(fā)表觀點(diǎn):二氧化硫具有還原性,能防止葡萄酒被氧化。
[師]展示生活生產(chǎn)中二氧化硫應(yīng)用的各種圖片。提出問題:根據(jù)圖片信息結(jié)合本課知識說說 SO2 都有哪些用途?表現(xiàn)出了它的哪些性質(zhì)?
[生]發(fā)表觀點(diǎn),體會二氧化硫性質(zhì)和用途之間的關(guān)系。
設(shè)計(jì)意圖:(1)引導(dǎo)學(xué)生從化合價(jià)變化的角度分析物質(zhì)的變化,強(qiáng)化了“價(jià)態(tài)觀”,同時(shí)對本節(jié)課重點(diǎn) SO2 的性質(zhì)學(xué)習(xí)也是個(gè)很好的總結(jié);(2)SO2 在葡萄酒中充當(dāng)“抗氧衛(wèi)士”的作用分析,知道這是屬于 SO2 還原性的應(yīng)用,學(xué)生真切體會到“身邊的化學(xué)”;(3)巧妙利用二氧化硫的用途對其重要化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行梳理,起到一個(gè)歸納總結(jié)的作用。
(七)總結(jié)提升,反思交流
[師]組織學(xué)生用畫思維導(dǎo)圖的方式回顧本課的主干知識。
[生]畫思維導(dǎo)圖,展示作品。
設(shè)計(jì)意圖:學(xué)生通過思維導(dǎo)圖梳理本節(jié)課的知識脈絡(luò),達(dá)到溫故知新的目的。
[師]你學(xué)習(xí)本課印象最深刻的知識有哪些?還存在哪些困惑?
[生]師生互動交流,分享學(xué)習(xí)收獲,提出學(xué)習(xí)困惑。
設(shè)計(jì)意圖:鍛煉學(xué)生的反省認(rèn)知能力,了解學(xué)生對本課知識掌握的情況,為下一步教學(xué)提供參考。
[師]布置作業(yè):綜合 SO2 在社會生產(chǎn)、生活中的表現(xiàn),談?wù)勀銓λ摹皭邸迸c“恨”,在下節(jié)課進(jìn)行交流。
設(shè)計(jì)意圖:培養(yǎng)學(xué)生用辯證的眼光看待問題,對整合 SO2 的性質(zhì)和用途也很有幫助。
三、教學(xué)反思
筆者曾用本教學(xué)設(shè)計(jì)于北海中學(xué)舉行的全梅山特級教師工作坊全市公開課上,“從生活走進(jìn)化學(xué),從化學(xué)走向生活”的教學(xué)設(shè)計(jì)理念得到受邀前來聽課指導(dǎo)的北京師范大學(xué)王磊教授的認(rèn)可。結(jié)合王磊教授的評課意見和本人課后的一些感悟,反思如下:
(一)注重聯(lián)系實(shí)際,基于真實(shí)情境下教學(xué)
圍繞現(xiàn)實(shí)生活,從銀耳到環(huán)境到葡萄酒,都是緊緊圍繞二氧化硫的性質(zhì),在選材上與生活實(shí)際聯(lián)系緊密,問題設(shè)計(jì)情境真實(shí)。注意從食品安全、酸雨、生活、生產(chǎn)事件中引導(dǎo)學(xué)生對知識點(diǎn)進(jìn)行挖掘,這對幫助學(xué)生理解知識、激發(fā)學(xué)習(xí)欲望非常有好處。
(二)對所選素材進(jìn)行了適當(dāng)?shù)奶幚砗统尸F(xiàn)
在加工處理素材方面做得比較到位,基本上每個(gè)素材都進(jìn)行了 2 至 3 度的處理,從現(xiàn)象提出問題,又在思考中解決現(xiàn)實(shí)的問題,生活素材驅(qū)動性明確。如在二氧化硫漂白性素材設(shè)計(jì)中帶了實(shí)物(銀耳),給人感覺化學(xué)就在我們身邊。又如在教學(xué)中介紹酸雨的危害性時(shí),探討酸雨形成的過程,鍛煉學(xué)生運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的能力。
(三)堅(jiān)持生活化教學(xué)理念,在生活中學(xué)化學(xué)
筆者在教學(xué)中有一個(gè)堅(jiān)定的理念,那就是在生活中學(xué)化學(xué)。在本教學(xué)設(shè)計(jì)中將這種理念放大,讓學(xué)生感受到化學(xué)之于生活有非常緊密的聯(lián)系,這對培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)非常有好處。
(四)不足之處及改進(jìn)方法
不足之處:SO2 畢竟具有其性質(zhì)的特殊性,對其他物質(zhì)如氧化鋁,可能不能用同樣的方法展開教學(xué),對研究物質(zhì)的一般思路沒有進(jìn)行系統(tǒng)的歸納總結(jié)。
改進(jìn)方法:在探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上放手讓學(xué)生體驗(yàn)研究物質(zhì)的一般方法,即“預(yù)測——設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)——驗(yàn)證”,并通過這個(gè)過程領(lǐng)悟研究新物質(zhì)的思路。
【作者簡介】蘇興衛(wèi)(1977— ),男,廣西合浦人,中學(xué)高級教師,廣西特級教師,合浦縣第一中學(xué)科研室副主任。
(責(zé)編 盧建龍)endprint