中學(xué)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)探究

傅濤蘭

從元素化合物課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)角度著手，以“SO2的性質(zhì)和用途”教學(xué)為例，在課堂教學(xué)中進(jìn)行學(xué)科的實(shí)驗(yàn)觀、環(huán)保觀等思維的培養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)和化學(xué)學(xué)科思維。

高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的修訂，要求學(xué)生在學(xué)習(xí)中形成學(xué)科的核心素養(yǎng)觀，要求教師在教學(xué)中能幫助學(xué)生形成能體現(xiàn)學(xué)科自身本質(zhì)特征、具有學(xué)科性質(zhì)的核心素養(yǎng)觀。元素化合物是化學(xué)學(xué)科知識體系的基礎(chǔ)，元素化合物知識的學(xué)習(xí)，對于學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成有重要的作用。

1 教學(xué)設(shè)計(jì)的思路

教學(xué)中，教師通過一系列情境的創(chuàng)設(shè)，讓學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題，并設(shè)計(jì)方案去解決問題，在對實(shí)驗(yàn)事實(shí)評價(jià)的基礎(chǔ)上，形成分析、解決問題的思路和方法。在對信息的分析處理中，能夠應(yīng)用所學(xué)的知識和方法去解決日常生活中實(shí)際問題，以提升學(xué)生的化學(xué)思維素養(yǎng)。

2 教學(xué)過程設(shè)計(jì)

2.1 創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課

【情境1】運(yùn)用多媒體向?qū)W生展示一份空氣質(zhì)量日報(bào)圖片，讓學(xué)生注意在首要污染物一欄出現(xiàn)了SO2。接著為學(xué)生播放一小段SO2污染大氣的視頻，并展示SO2對人體的危害的相關(guān)研究報(bào)道，讓學(xué)生認(rèn)識到SO2對空氣的嚴(yán)重污染。再給學(xué)生展示紅酒的圖片，引導(dǎo)學(xué)生思考，紅酒中怎么還會有SO2，它的作用是什么？

【情境2】運(yùn)用多媒體向?qū)W生展示酸雨的相關(guān)圖片，并為學(xué)生播放一小段酸雨危害環(huán)境的視頻，讓學(xué)生認(rèn)識到酸雨對環(huán)境的嚴(yán)重危害。

【情境3】運(yùn)用多媒體為學(xué)生展示“央視記者暗訪福建古田銀耳變白內(nèi)幕”的相關(guān)報(bào)道。

【提出三個(gè)問題】

（1）大氣中的SO2是從哪里來的？它的主要來源是什么？紅酒中怎么還會有SO2，它的作用是什么呢？

（2）酸雨是怎樣形成的呢？是不是SO2與水發(fā)生了反應(yīng)呢？

（3）銀耳是怎樣變白的？

2.2 教師引導(dǎo)，自主探究，解決問題

【探究一】二氧化硫的來源問題及紅酒中二氧化硫的作用

【教師活動(dòng)】

運(yùn)用多媒體向?qū)W生展示硫及化石燃料燃燒的圖片，讓學(xué)生認(rèn)識到SO2的主要來源，提出硫燃燒能產(chǎn)生SO2的反應(yīng)。并啟發(fā)誘導(dǎo)，讓學(xué)生思考，日常生活中還有哪些地方會排放SO2？紅酒中怎么還會有SO2，它的作用是什么？

【學(xué)生活動(dòng)】思考，討論，回答問題。

【教師活動(dòng)】評價(jià)學(xué)生表現(xiàn)，并做出一定的補(bǔ)充。

【結(jié)論】空氣中的SO2主要來自含硫的煤和石油的燃燒，是一種有毒氣體。同時(shí)，SO2也是一種防腐劑，具有抗氧化和抗菌的作用。

設(shè)計(jì)意圖：通過多媒體展示硫及化石燃料燃燒的圖片，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性，引導(dǎo)他們積極思考，關(guān)注生活中化學(xué)，使學(xué)生進(jìn)入學(xué)科核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)模式中。

【探究二】酸雨的成因問題

【教師提問】酸雨是怎樣形成的？是不是SO2與水發(fā)生了反應(yīng)呢？發(fā)生了怎樣的反應(yīng)呢？如何用實(shí)驗(yàn)來解決這個(gè)問題呢？

【學(xué)生活動(dòng)】小組討論，得到初步的實(shí)驗(yàn)方案。

【教師活動(dòng)】

（1）評價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案，提出自己的實(shí)驗(yàn)方案。演示實(shí)驗(yàn)。

（2）實(shí)驗(yàn)講解并演示SO2氣體溶于水的實(shí)驗(yàn)。然后用PH試紙及紫色石蕊試劑測定溶液的酸堿性。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，滴加紫色石蕊試劑，溶液顯紅色。

【教師提問】在實(shí)驗(yàn)中，試管中水面上升說明了什么？試管中溶液顯酸性又說明了么？

【學(xué)生活動(dòng)】思考，討論，回答問題。

【教師活動(dòng)】評價(jià)學(xué)生的表現(xiàn)，并做出適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充和深入的講解。

【結(jié)論】SO2是酸性氧化物，與水反應(yīng)生成對應(yīng)的酸——亞硫酸。同時(shí)，H2SO3不穩(wěn)定，容易分解成水和SO2。

【教師提問】既然SO2是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。那么，它還能發(fā)生哪些反應(yīng)呢？

【學(xué)生活動(dòng)】獨(dú)立思考，回答問題。

【教師活動(dòng)】評價(jià)學(xué)生的表現(xiàn)并做出適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充。SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O，SO2 + NaOH = NaHSO3。

【結(jié)論】SO2是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。

設(shè)計(jì)意圖：進(jìn)一步通過可操作實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生進(jìn)入學(xué)科核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)模式中。

【探究三】銀耳變白的問題

【教師提問】不法分子是怎樣通過硫熏烤是銀耳變白的？

【學(xué)生活動(dòng)】小組討論，得到初步的實(shí)驗(yàn)方案。

【教師活動(dòng)】

（1）評價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案。演示實(shí)驗(yàn)。

（2）實(shí)驗(yàn)講解。取出上一實(shí)驗(yàn)獲得的溶液，在試管里保留1/3的溶液，滴入1-2滴品紅溶液，振蕩，觀察試管內(nèi)顏色變化。加熱試管，再觀察。

品紅溶液褪色說明SO2的什么性質(zhì)？為什么加熱后品紅溶液恢復(fù)了顏色呢？

【學(xué)生活動(dòng)】觀察現(xiàn)象，思考，討論，回答問題。

【教師提問】展示探究二活動(dòng)做的SO2與石蕊試液作用的試管，向?qū)W生提問，SO2能否漂白指示劑。

【學(xué)生活動(dòng)】思考，討論，回答問題。

【教師活動(dòng)】評價(jià)學(xué)生的表現(xiàn)，并做出適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充和深入的講解。

【結(jié)論】SO2具有漂白性，但不能漂白紫色石蕊試劑。SO2的漂白作用是由于它能與某些有色物質(zhì)生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)。

【教師提問】那么，SO2的漂白性與我們之前學(xué)過的氯水在原理，效果和適用范圍上有什么區(qū)別呢？

【學(xué)生活動(dòng)】獨(dú)立思考，回答問題。

【教師活動(dòng)】評價(jià)學(xué)生的表現(xiàn)。運(yùn)用多媒體課件打出二者的對比表格，并做深入的講解。運(yùn)用多媒體課件展示SO2的廣泛用途。SO2在工業(yè)上用作漂白劑，漂白紙漿、毛、絲、草帽等。另外，SO2還可用于殺菌，消毒等。

設(shè)計(jì)意圖：構(gòu)建學(xué)科素養(yǎng)平臺，建立對比觀，讓學(xué)生在理解的前提下，投入到生動(dòng)的學(xué)習(xí)情境中，通過實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，在解決問題的過程中，構(gòu)建知識體系，促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)能力的提升。

【探究四】SO2與KMnO4溶液的反應(yīng)

【教師活動(dòng)】SO2通入到品紅溶液中，體現(xiàn)了SO2的漂白性，那么我們來分析下面這個(gè)實(shí)驗(yàn)。演示實(shí)驗(yàn)：將含SO2的水溶液滴入到含KMnO4溶液的試管中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)高錳酸鉀溶液褪色了，這是SO2的漂白性的體現(xiàn)嗎？

【學(xué)生活動(dòng)】討論分析，產(chǎn)生思維碰撞，提出觀點(diǎn)，溶液再次加熱，如果KMnO4溶液的顏色能恢復(fù)，則是漂白性，反之則不是。

【教師活動(dòng)】

（1）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，加熱溶液，顏色不恢復(fù)。如果不是因?yàn)镾O2的漂白性，那是什么呢？

（2）引導(dǎo)分析，請大家從各自物質(zhì)分析分析KMnO4具有什么性質(zhì)，SO2中從硫元素的價(jià)態(tài)的角度進(jìn)行分析。

【學(xué)生活動(dòng)】

KMnO4具有強(qiáng)氧化性，可以被氧化，二者發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，生成了硫酸根。

【教師提問】SO2中硫?yàn)?4價(jià)，從化合價(jià)角度分析，只能被氧化體現(xiàn)還原性嗎？如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證SO2被氧化成硫酸根呢？

【學(xué)生活動(dòng)】SO2中硫?yàn)?4價(jià)，從化合價(jià)角度分析，說明SO2被 KMnO4氧化成了硫酸根，SO2體現(xiàn)了還原性。

【教師活動(dòng)】從化合價(jià)角度分析，SO2既有氧化性又有還原性。請學(xué)生書寫出化學(xué)方程式。引導(dǎo)學(xué)生思考，如何用驗(yàn)證SO2具有還原性。然后，通過多媒體向?qū)W生演示硫化氫氣體與SO2氣體反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，請通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，思考反應(yīng)的方程式，體現(xiàn)了SO2的什么性質(zhì)。

【學(xué)生活動(dòng)】討論分析，產(chǎn)生思維碰撞，完成了化學(xué)方程式的書寫。

【結(jié)論】SO2與KMnO4反應(yīng)體現(xiàn)的SO2的氧化物，并非漂白性。SO2既有氧化性又有還原性。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)習(xí)了SO2的漂白性后，進(jìn)行SO2與KMnO4溶液的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行對比分析，形成沖擊感，使學(xué)生的象深刻，提高了學(xué)習(xí)挑戰(zhàn)性，激發(fā)學(xué)生的高級思維活動(dòng)，很好地體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的升華。

3 結(jié)束語

本節(jié)課符合新課標(biāo)理念，以“核心素養(yǎng)，提升有效教學(xué)”為指導(dǎo)，從結(jié)合實(shí)際和觀察現(xiàn)象出發(fā)，讓學(xué)生自主探究，獨(dú)立思考和小組討論相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和合作意識。由于課堂時(shí)間有限，部分知識點(diǎn)在本節(jié)課的設(shè)計(jì)中沒有呈現(xiàn)，而是將其作為課外探究問題提出，有興趣的學(xué)生可以結(jié)合本節(jié)課的學(xué)習(xí)方法，課外自主探究，也使知識的學(xué)習(xí)由課內(nèi)延伸至課外，從而實(shí)現(xiàn)了培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的目標(biāo)。

本文系嘉應(yīng)學(xué)院創(chuàng)建國家教師教育創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)2018年度研究課題（項(xiàng)目編號18JYJ115）的研究成果。

（作者單位：廣東梅縣東山中學(xué)）