明正球 周澤宇

摘 ? 要：以“二氧化硫的性質(zhì)與應(yīng)用”為例，探索如何在課堂教學(xué)中通過有效的教學(xué)設(shè)計與實施培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。即創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，通過問題導(dǎo)向、實驗探究等形式，傳遞學(xué)科價值，引發(fā)思維碰撞，水到渠成地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識、證據(jù)推理與模型認知、科學(xué)精神與社會責(zé)任等核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：化學(xué)核心素養(yǎng);二氧化硫;教學(xué)設(shè)計;高中化學(xué)

中圖分類號：G633.8 ? ?文獻標識碼：A ? ?文章編號：1009-010X（2019）05-0061-04

《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》一經(jīng)發(fā)布，即刻受到全社會的普遍關(guān)注，高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包含“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”“科學(xué)精神與社會責(zé)任”五個要素，是學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分。“全面發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)”也是普通高中化學(xué)課程標準（2017版）提出的重要課程目標，作為一線教師，必須緊跟課標要求，通過教學(xué)活動，努力嘗試在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，提高學(xué)生的綜合能力，進而為他們的終身發(fā)展奠基。

課堂是培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的主陣地，本文以人教版必修一《二氧化硫的性質(zhì)與應(yīng)用》為例，進行了基于培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)實踐。

一、教學(xué)實錄

（一）情境引入

播放“問題銀耳”新聞。

師：結(jié)合剛才的新聞，你能獲取哪些關(guān)于SO2的信息？

設(shè)計意圖：創(chuàng)設(shè)情境，從與生活息息相關(guān)的新聞入手，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，并從新聞中提煉信息，為后續(xù)的學(xué)習(xí)埋下伏筆。

生：從該新聞中可以知道，二氧化硫具有漂白作用，并且有毒。

亮點：學(xué)生認為這還能說明二氧化硫能溶于水，因為用二氧化硫處理過的銀耳始終含有二氧化硫，可能是二氧化硫溶進了銀耳所含的水中。

（二）探究二氧化硫的性質(zhì)

1.物理性質(zhì)

實驗：（1）扇聞二氧化硫的氣味。

（2）二氧化硫溶于水的實驗（如圖1）。

圖1 ?SO2的溶解性實驗

設(shè)計意圖：證據(jù)推理與模型認知，了解二氧化硫的物理性質(zhì)，也為探究二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)做鋪墊。

2.化學(xué)性質(zhì)

（1）酸性氧化物

師：在SO2溶于水的過程中有沒有可能也發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)呢？如果有可能的話，可能生成什么物質(zhì)呢？

生：有可能，可能生成了酸性物質(zhì)。

師：為什么？

生：二氧化硫和二氧化碳組成相似，且都是非金屬氧化物，二氧化碳遇水生成了碳酸，所以二氧化硫也可能與水生成酸性物質(zhì)。

實驗：往石蕊中加入少量吸收了二氧化硫的水，溶液變紅。

師：二氧化硫的確與二氧化碳一樣，是一種酸性氧化物，遇水生成了亞硫酸。

請大家根據(jù)酸性氧化物的通性，寫出SO2與NaOH溶液、與CaO反應(yīng)的化學(xué)方程式。

設(shè)計意圖：類別觀的應(yīng)用，能從不同層次認識物質(zhì)的多樣性，并對物質(zhì)進行分類，體會研究物質(zhì)的一般方法，了解物質(zhì)的變化是遵循一定的規(guī)律的。

（2）漂白性

師：回顧剛才的新聞，二氧化硫還有什么性質(zhì)呢？

生：漂白性。

實驗：二氧化硫漂白品紅實驗。

師：請同學(xué)們快速閱讀課本，找到二氧化硫漂白的原理以及特點。

生：二氧化硫漂白的原理是它和某些有顏色的有機物發(fā)生反應(yīng)，生成了不穩(wěn)定的無色新產(chǎn)物。因為新產(chǎn)物不穩(wěn)定，所以加熱顏色又能恢復(fù)。

實驗：給褪色的品紅加熱。

師：大家知道還有什么物質(zhì)具有漂白性嗎？

生：過氧化氫、過氧化鈉、次氯酸等也有漂白性。

師：這些物質(zhì)能漂白，是因為它們有強氧化性，氧化了有機色素，該過程發(fā)生的是氧化還原反應(yīng)，是不可逆的漂白。而二氧化硫的漂白沒有涉及到氧化還原反應(yīng)，因此過程可逆。

設(shè)計意圖：宏觀辨識與微觀探析，挖掘二氧化硫漂白的機理與特點，并與之前所學(xué)的漂白劑比較，加深理解和認識。

（3）還原性

師：大家能否根據(jù)二氧化硫的化合價，分析二氧化硫還可能具有哪些化學(xué)性質(zhì)？

生：二氧化硫的硫是正四價的硫，是硫的中間價態(tài)，可能既具有還原性，又具有氧化性。

設(shè)計意圖：能從元素角度認識物質(zhì)的性質(zhì)，價態(tài)觀的應(yīng)用。

師：怎樣來證明猜想？

生：實驗探究。

師：老師給每個小組的實驗筐中均準備了以下藥品： KMnO4溶液、BaCl2溶液、稀鹽酸、氯水、Na2S溶液、石蕊、酚酞。為了減少污染，提供的二氧化硫放在了注射器中（如圖2），請小組討論，挑選合適的藥品設(shè)計實驗方案證明二氧化硫是否具有還原性。

小組討論：每4個同學(xué)一組展開討論（歷時2分鐘）。

圖2 ?裝有SO2的注射器

設(shè)計意圖：科學(xué)探究與創(chuàng)新意識，能從問題和假設(shè)出發(fā)，依據(jù)探究目的，設(shè)計探究方案。

生：我們小組挑選了氯水，想用裝有二氧化硫的注射器吸取氯水，讓兩者反應(yīng)。通過前面的學(xué)習(xí)，我們知道氯水是具有氧化性的溶液，想看看它能否氧化二氧化硫，同時證明二氧化硫是否具有漂白性。

生：我們小組挑選的是高錳酸鉀溶液，高錳酸鉀溶液有著非常強的氧化性，我們想用它來試試，看能否氧化二氧化硫。

分組實驗：驗證二氧化硫是否具有還原性。

生：將充有二氧化硫的注射器吸入新制的氯水后，發(fā)現(xiàn)氯水的顏色褪去。

生：將高錳酸鉀溶液吸入裝有二氧化硫的注射器后，發(fā)現(xiàn)高錳酸鉀的紫色也褪去。

師：這些現(xiàn)象說明了什么問題呢？

生：說明二氧化硫?qū)⒙人透咤i酸鉀漂白了！

師：同學(xué)們是不是都認為氯水和高錳酸鉀褪色是因為被二氧化硫漂白了？

生：我覺得不是，應(yīng)該是二氧化硫?qū)⒙人透咤i酸鉀還原了，所以褪色的。

師：怎樣驗證溶液褪色到底是因為二氧化硫的還原性還是漂白性？

生：用實驗來驗證。

設(shè)計意圖：運用化學(xué)實驗的方法，進行實驗探究，勤于實踐，善于合作，敢于質(zhì)疑，勇于創(chuàng)新。

師：怎么設(shè)計實驗?zāi)兀?/p>

教室里很安靜，沒有學(xué)生舉手回答。

師：現(xiàn)在，請大家小組討論，交流你們的看法。

生：我們小組認為可以分別往褪色的溶液中加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液，如果有不溶于酸的沉淀產(chǎn)生，說明褪色是因為二氧化硫的還原性，如果沒有沉淀產(chǎn)生，就是因為二氧化硫的漂白性。

師：為什么？

生：因為二氧化硫的漂白不是氧化還原反應(yīng)，所以漂白完的溶液中沒有硫酸根。如果是因為還原性的話，二氧化硫就會生成硫酸根了，因此可以用酸化的氯化鋇檢驗。

教室里響起了掌聲。

師：還有別的小組有不同的設(shè)計嗎？

生：我們小組認為可以將褪色的溶液分別再加熱，如果高錳酸鉀的紫色恢復(fù)或者氯水的黃綠色恢復(fù)就說明剛才褪色是因為二氧化硫的漂白性，如果不能恢復(fù)，就是因為二氧化硫的還原性。

師：不錯，現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用。

設(shè)計意圖：證據(jù)推理與模型認知，具有證據(jù)意識，通過分析、推理等方法認識研究對象的本質(zhì)，建立認知模型。

分組實驗：①將注射器中褪色的高錳酸鉀溶液擠出少許于試管中，并對試管加熱，再用注射器吸入鹽酸酸化的氯化鋇溶液;②將另一只注射器中褪色的氯水擠出少許于試管中，并對試管加熱，再用注射器吸入鹽酸酸化的氯化鋇溶液。

生：給試管加熱，溶液的顏色都沒有恢復(fù)，吸入酸化的氯化鋇溶液，都產(chǎn)生了白色沉淀，說明出現(xiàn)了硫酸根，由此證明褪色不是因為漂白性，而是因為二氧化硫的還原性。

師：大家通過實驗，對心里的疑問進行了解答。此處體現(xiàn)的是二氧化硫的還原性，實際上，漂白性的定義是使得有機物的顏色褪去，而氯水、高錳酸鉀都不是有機物。同學(xué)們通過探究得出的結(jié)論一定會理解得更加透徹，現(xiàn)在請大家嘗試寫出二氧化硫與氯水反應(yīng)的化學(xué)方程式。

設(shè)計意圖：科學(xué)探究與創(chuàng)新意識，證據(jù)推理與模型認知，從問題的假設(shè)出發(fā)，設(shè)計探究方案，收集證據(jù)，得出結(jié)論。

正準備繼續(xù)探究，這時突然有學(xué)生表示，剛才的探究方案不嚴謹：通常用的高錳酸鉀溶液都是酸性高錳酸鉀，是加硫酸酸化的，里面本身就有SO42-！

同學(xué)們自發(fā)鼓掌，教師趁熱打鐵，邀請?zhí)岢鰡栴}的同學(xué)上臺，取高錳酸鉀固體加蒸餾水配制少量未經(jīng)酸化的高錳酸鉀溶液，再通二氧化硫，高錳酸鉀依然褪色，褪色后加鹽酸酸化的氯化鋇溶液，依然產(chǎn)生白色沉淀。

（4）氧化性

師：我們了解了二氧化硫具有還原性，剛才大家猜測它還可能具有氧化性，怎么證明二氧化硫具有氧化性呢？請同學(xué)們利用實驗筐中的藥品，繼續(xù)設(shè)計實驗。

生：選擇硫化鈉溶液， 因為它的硫是負二價，是硫的最低價態(tài)，可能具有還原性。

實驗：用裝有二氧化硫的注射器吸入硫化鈉溶液，明顯可見溶液變渾濁。

生：溶液變渾濁，是因為生成了硫單質(zhì)，發(fā)生了歸中反應(yīng)。

設(shè)計意圖：通過實驗探究收集到了解決猜想的證據(jù)，證明二氧化硫既具有還原性又具有氧化性。

（三）了解二氧化硫的用途

師：性質(zhì)決定用途，大家知道二氧化硫在生活中有什么用途嗎？

生：二氧化硫是造成酸雨的罪魁禍首，因此要控制它的排放。經(jīng)二氧化硫漂白的食物有毒，但它卻是市售葡萄酒常見的防腐劑，是制備硫酸的重要原料，還可用來漂白草帽、紙張等。

師：很多事物都有兩面性，物質(zhì)本身沒有對錯，對錯在誰呢？

生：對錯不在二氧化硫，而在于人類使用它的場所和方式。

設(shè)計意圖：樹立環(huán)保觀念，用辯證的眼光看問題，了解事物的兩面性，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任，對與化學(xué)有關(guān)的熱點問題做出正確的價值判斷。

（四）首尾呼應(yīng)

師：回顧本節(jié)課開始的新聞，萬一真的買回了用二氧化硫漂白的銀耳，你有什么辦法降低銀耳中二氧化硫的含量呢？

生：用水泡一泡。

生：加熱。

生：下次不要買白白胖胖的銀耳。

設(shè)計意圖：活學(xué)活用，解決生活實際問題，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，首尾呼應(yīng)。

二、課后反思

本節(jié)課以問題為導(dǎo)向，以二氧化硫的性質(zhì)為核心，以實驗探究為手段，激發(fā)了學(xué)生之間、師生之間的思維碰撞。在此過程中，學(xué)生體會到了發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的快樂，增強了學(xué)生因掌握知識而帶來的成就感，也更深刻地體會到了學(xué)科的價值。

在課堂中出現(xiàn)的質(zhì)疑也值得深思，生生之間、師生之間思維的碰撞是課堂的精彩所在，實時生成的質(zhì)疑和困惑，對于增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣起到了重要作用，也不斷給予教師啟發(fā)，引發(fā)共同關(guān)注的焦點。不斷解決的問題，伴隨的是師生共同的成長，這也是核心素養(yǎng)的另一種體現(xiàn)。