黃國樂

[摘? ?要]元素化合物既是高中化學(xué)教學(xué)的重點又是難點，以“不同價態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化”教學(xué)為例，以“酸雨”為主題，從“酸雨的成因”到“酸雨的危害”，再到“酸雨的防治”系列問題的逐步解決，學(xué)生從中獲得硫及其化合物的性質(zhì)和相互轉(zhuǎn)化的知識;學(xué)會基于物質(zhì)類別、元素價態(tài)預(yù)測物質(zhì)性質(zhì)的方法;發(fā)展嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度和保護(hù)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展意識。

[關(guān)鍵詞]實際問題解決;元素化合物;教學(xué)實踐;硫元素

[中圖分類號]? ? G633.8? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2021）17-0063-03

元素化合物知識是高中化學(xué)的重要組成部分和主干知識，是化學(xué)基本概念、基本原理和學(xué)科思想的重要載體[1]。由于元素化合物知識屬于陳述性知識，內(nèi)容繁多、零散，不同族系的物質(zhì)之間性質(zhì)差異大、缺乏聯(lián)系;同主族物質(zhì)的性質(zhì)及其變化規(guī)律具有相似性，容易混淆。元素化合物部分需要記憶的知識量比較大，一直影響著學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)效率，成為化學(xué)教學(xué)的難點。探索新的教學(xué)模式以突破這一教學(xué)瓶頸，是廣大一線化學(xué)教師亟待解決的問題。

基于實際問題解決的教學(xué)模式是由基于問題的學(xué)習(xí)模式發(fā)展起來的，也稱問題導(dǎo)向式教學(xué)。在 20 世紀(jì) 60 年代，Barrows針對當(dāng)時傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教育的弊端，創(chuàng)設(shè)了一種讓他人扮演患者向醫(yī)學(xué)院學(xué)生咨詢病情的對話式課堂教學(xué)模式，使學(xué)生置身于真實的臨床病例中，通過解決問題的方式掌握診斷性知識，同時對其進(jìn)行了有效運用。經(jīng)過國內(nèi)外學(xué)者幾十年對基于問題解決教學(xué)模式的理論研究和科學(xué)實踐，現(xiàn)在已形成比較成熟的課堂教學(xué)模式，即以真實問題為教學(xué)情境，在教師指導(dǎo)下，以小組合作學(xué)習(xí)的形式共同解決真實問題的教學(xué)模式。

元素化合物知識與生產(chǎn)生活、科學(xué)研究聯(lián)系緊密，為基于實際問題解決的教學(xué)模式奠定了豐富的事實基礎(chǔ)?；谡鎸嵡榫常寣W(xué)生在逐步解決實際問題的過程中學(xué)習(xí)元素化合物知識，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，避免學(xué)習(xí)的枯燥乏味。同時，真實、具體的問題情境是學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的重要平臺，為學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)提供表現(xiàn)機會，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的形成和發(fā)展[2]?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版） 》的“命題原則”中明確指出，試題情境的創(chuàng)設(shè)應(yīng)緊密聯(lián)系學(xué)生學(xué)習(xí)和生活實際，體現(xiàn)科學(xué)、技術(shù)、社會和環(huán)境發(fā)展的成果，注重真實情境的針對性、啟發(fā)性、過程性和科學(xué)性，形成與測試任務(wù)融為一體、具有不同陌生度、豐富而生動的測試載體[2]。如果能堅持用基于實際問題解決的教學(xué)模式，促使學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式，發(fā)展其合作學(xué)習(xí)能力、自主學(xué)習(xí)能力，并能靈活運用結(jié)構(gòu)化知識解決實際問題，這樣的教學(xué)自然也能夠提高學(xué)生成績。

一、基于知識分析和具體學(xué)情確定教學(xué)目標(biāo)

“不同價態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化”是魯科版化學(xué)必修1第三章第三節(jié)“硫的轉(zhuǎn)化”的第2課時。在第三節(jié)第1課時學(xué)生了解了硫單質(zhì)的性質(zhì)以及含硫物質(zhì)在自然界中的轉(zhuǎn)化，對硫單質(zhì)的性質(zhì)、不同價態(tài)含硫化合物在自然界中的存在形態(tài)有了一定的認(rèn)識，初步掌握了研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序和常用方法，為本節(jié)課進(jìn)行簡單的實驗探究活動奠定和積累了理論基礎(chǔ)和實踐經(jīng)驗。本節(jié)課的主要目標(biāo)是運用氧化還原反應(yīng)原理探究在實驗室實現(xiàn)不同價態(tài)含硫物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化。然而，教科書提供的教學(xué)內(nèi)容是探究以硫黃、二氧化硫、硫酸為代表的0、+4、+6三種價態(tài)硫元素間的相互轉(zhuǎn)化，只有知識沒有情境。本節(jié)課選取“酸雨”為情境素材，圍繞“酸雨”的一系列實際問題開展教學(xué)活動。

基于上述教材分析，并根據(jù)學(xué)生實際情況確立本課的主要教學(xué)目標(biāo)為：①運用氧化還原反應(yīng)的知識探究不同價態(tài)硫元素之間的轉(zhuǎn)化;②認(rèn)識二氧化硫的氧化性、還原性、漂白性以及酸性氧化物的通性;③通過探究不同價態(tài)硫元素之間的轉(zhuǎn)化實驗，提升運用所學(xué)知識設(shè)計實驗的能力;④體驗探究物質(zhì)性質(zhì)的程序和方法，提高運用化學(xué)知識和方法解決實際問題的能力，形成理論聯(lián)系實際的觀念。

二、教學(xué)思維導(dǎo)圖

三、主要教學(xué)活動

【學(xué)習(xí)任務(wù)1】交流酸雨的危害;從控制二氧化硫的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的角度尋找酸雨的防治方法。

設(shè)計意圖：展示聯(lián)系實際的圖片資源，讓學(xué)生直觀感受酸雨的危害，引發(fā)學(xué)生對酸雨成因和防治的思考。

【學(xué)習(xí)任務(wù)2】探究酸雨的成分。

設(shè)計意圖：使學(xué)生的學(xué)習(xí)水平從孤立水平提升到系統(tǒng)水平，讓學(xué)生通過探究系統(tǒng)分析雨水的成分，測定雨水的pH，完善SO42-離子的檢驗實驗。

【學(xué)習(xí)任務(wù)3】實現(xiàn)某些含硫元素的化合物之間的轉(zhuǎn)化，學(xué)習(xí)二氧化硫的性質(zhì)。

設(shè)計意圖：發(fā)展學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力，引導(dǎo)學(xué)生從基于經(jīng)驗事實預(yù)測到基于物質(zhì)類別、元素價態(tài)預(yù)測;從基于實驗經(jīng)驗設(shè)計方案到依據(jù)氧化還原思路設(shè)計方案。

【學(xué)習(xí)任務(wù)4】探究硫單質(zhì)的性質(zhì)。

設(shè)計意圖：追本溯源，引導(dǎo)學(xué)生探尋現(xiàn)象背后的本質(zhì)原因，完善學(xué)生建立的硫及其化合物之間轉(zhuǎn)化關(guān)系的結(jié)構(gòu)化知識。

【學(xué)習(xí)任務(wù)5】討論酸雨的防治辦法。

設(shè)計意圖：發(fā)展并診斷學(xué)生解決實際問題的能力和對化學(xué)價值的認(rèn)識水平：自主調(diào)用認(rèn)識物質(zhì)性質(zhì)及轉(zhuǎn)化關(guān)系的思路方法，完成防治酸雨的真實任務(wù)，從環(huán)境安全、經(jīng)濟(jì)成本、操作便利等多角度思考和評價問題解決的方案。

四、教學(xué)建議

1.選取合適的問題

基于實際問題解決的教學(xué)模式中，情境素材的選取和真實問題的選擇是成功的關(guān)鍵，選取的問題可以是學(xué)生身邊需要解決的問題，也可以是社會性熱點議題，還可以是工業(yè)生產(chǎn)、科技前沿問題等。選擇真實問題要基于課程標(biāo)準(zhǔn)，服務(wù)教學(xué)內(nèi)容，貼近學(xué)生經(jīng)驗。因此，選擇問題時要考慮是否承載學(xué)科思想方法和能否發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)、提升學(xué)生的關(guān)鍵能力;是否涵蓋本節(jié)課的核心知識，能否將教學(xué)內(nèi)容與實際問題進(jìn)行有效融合;是否具有可操作性，能否調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

2.重視培養(yǎng)實驗探究能力

實驗探究常用于分析解決實際問題，依據(jù)證據(jù)證實或證偽假設(shè)。然而有一部分學(xué)生實驗探究能力弱，在實驗探究課上，即使教師分析了實驗的相關(guān)內(nèi)容，他們還是無從下手，不知所措，出現(xiàn)隨便應(yīng)付、等待教師講評的現(xiàn)象，影響了基于問題解決的探究進(jìn)程，削弱了教學(xué)效果。對此，教師在組織教學(xué)時要營造良好的探究氛圍，將以講授法為主的教學(xué)模式改變?yōu)樾〗M合作學(xué)習(xí)模式，讓學(xué)生與學(xué)生之間、學(xué)生與教師之間的互動成為常態(tài)，讓學(xué)生積極參與到課堂教學(xué)中來，同時要教會學(xué)生探究實驗的基本模式和主要環(huán)節(jié)。

3.讓學(xué)生親歷問題解決過程

在教學(xué)過程中，要避免核心知識與問題解決脫節(jié)，要讓學(xué)生在解決問題的過程中獲得知識、培養(yǎng)能力、體驗過程。單純?yōu)榱擞蠁栴}解決模式而設(shè)置與教學(xué)目標(biāo)毫無關(guān)聯(lián)的問題是假探究，無益于學(xué)生的發(fā)展。因此，要讓學(xué)生與教師一同經(jīng)歷從提出問題到分析問題再到解決問題的整個過程。在基于情境素材提出問題的環(huán)節(jié)，學(xué)生一般會提出五花八門的問題，師生共同討論，廣開言路，百家爭鳴，最終擇取聯(lián)系實際的同時聚焦學(xué)習(xí)目標(biāo)的核心問題進(jìn)行探討解決;在設(shè)計方案環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生從方案的可行性、科學(xué)性、安全性等維度出發(fā)，思考如何進(jìn)行證實或證偽，并找到有效合理的處理辦法，提煉完善實驗方案;在實驗探究環(huán)節(jié)，要求每個成員親自動手，團(tuán)結(jié)協(xié)作，講究效率，做出成果;在分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論環(huán)節(jié)，提倡證據(jù)意識，尊重數(shù)據(jù)，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度。學(xué)生在親歷整個解決問題的過程后，及時歸納總結(jié)成功經(jīng)驗和失敗教訓(xùn)，并進(jìn)一步將化學(xué)思想和方法延伸到生活和學(xué)習(xí)中，形成科學(xué)的化學(xué)觀。

總之，基于問題解決的教學(xué)模式能夠為高中化學(xué)元素化合物教學(xué)開辟一條新途徑。學(xué)生在對實際問題的提煉、剖析、探究的過程中，不僅求得了問題的答案，更重要的還在于學(xué)會用化學(xué)觀念、思想方法去探究解決問題，發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。因此，基于問題解決的教學(xué)模式，不僅能夠滿足學(xué)生對于元素化合物知識的學(xué)習(xí)，還可以將其應(yīng)用到化學(xué)反應(yīng)原理等化學(xué)模塊的學(xué)習(xí)中，豐富該教學(xué)模式的內(nèi)涵和實踐。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?]

[1]? 曹俐.基于學(xué)生自主建構(gòu)學(xué)科觀念的課堂教學(xué)：以氨的教學(xué)為例[J].貴州師范學(xué)院學(xué)報，2015（6）：50-53.

[2]? 中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版）[S].北京： 人民教育出版社，2018.

（責(zé)任編輯 羅 艷）