基于化學核心素養的單元教學實踐

袁清磊

摘要：以“硫的轉化”這節課為例，基于化學核心素養，以情境為載體，用學習任務來驅動，將知識資料化，通過化學實驗創設情境，凸顯化學學科特點，展現出化學與實際生活相聯系，來源于生活，應用于生活。教學設計上采用單元教學策略，運用整體設計的方法，以核心知識點為主線串聯起整節課，為學生構建知識體系。

關鍵詞：化學核心素養;單元教學;實驗教學;任務驅動;知識資料化

文章編號：1008-0546（2021）08-0044-03

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B

doi： 10.3969/j.issn. 1008-0546.2021.08.012

基于新高考模式及《普通高中化學課程標準（2017版）》，我們在化學教學巾必須貫徹價值引領、素養導向、能力為重、知識為基的理念，真正以學生為本，在課堂教學中不是單純的講授知識，而是以新情境為載體，用學習任務來驅動，真正提升學生運用知識解決問題的能力，培養學生化學核心素養。

一、教學設計理念

培養學生的化學核心素養，根本目的是提升學生的能力，實現立德樹人根本任務。要改變以前講授知識、滿堂灌的教學形式，將核心知識變為可以利用的資料，設立新情境，讓學生利用所給資料解決新情境中提出的問題，真正做到學以致用，在運用知識的過程中掌握知識，觸類旁通，舉一反三。

化學學科最重要的情境之一是實驗情境，在“教育部關于加強和改進中小學實驗教學的意見”中明確提出，要全面貫徹黨的教育方針，夯實基礎，開齊開足開好國家課程標準規定的實驗，切實扭轉忽視實驗教學的傾向。這足以說明實驗的重要性，實驗是促進學生化學核心素養發展的最好載體，在實驗中可以感受化學是一門解決實際問題的學科，認識化學的社會價值和生活價值。

新高考形勢下，三個選擇性必修課程都要考查，知識量大、時間短、范圍廣、難度大等特點要求我們必須采取單元教學策略，將一整節有機統一起來，建立聯系，直接為學生構建知識框架，有效提升學生思維的深度和廣度。

二、教學設計思路

本節課以S02的漂白性、酸性氧化物、氧化性和還原性為中心知識點，通過六個學習任務將濃硫酸、單質硫等含硫元素物質聯系起來，以演示實驗、探究實驗、滴定實驗為載體，讓學生在任務的解決過程中建構知識體系，掌握必備知識，提升關鍵能力，培養化學學科核心素養。教學設計思路如圖1所示[1]。

三、本節課教學實踐

【引入】硫酸大家都不陌生，經常可以在各類普法節目中看到硫酸毀容或者是誤服硫酸導致食道切除的案例。硫酸最早還是在礦石的冶煉過程中被發現的，通過干餾的煉制工藝，從顏色鮮艷的硫酸銅和硫酸鐵中得到。硫酸是一種重要的工業原料，應用非常廣泛。

【學習任務[2]】分析濃硫酸與蔗糖的反應[3]（教師做演示實驗，在蔗糖中加入濃硫酸，邊加邊攪拌，如圖2所示）。提供資料1：濃硫酸具有脫水性，能按水的元素組成質量比脫去紙屑、棉花所含有機物中的氫、氧元素，使這些有機物炭化。

問題l：請分析蔗糖為什么會變黑？

問題2：膨脹的原因是什么？

問題3：你能用化學方程式表示“黑面包”的形成嗎？

【設計意圖】任務1是為了讓學生通過演示實驗，認識濃硫酸的脫水性和強氧化性，學生明白變黑的原因，但對于膨脹需要教師引導學生聯想該冊書中的微項目——探秘膨松劑。學生的誤區在于認為產生氣體是由于蔗糖與濃硫酸的反應，忽視了實際發生反應的是蔗糖脫水后生成的C。化學反應方程式的書寫旨在鍛煉學生的氧化還原觀，培養學生分析與推測的能力，提升宏觀辨識與微觀探析以及證據推理與模型認知的核心素養。

【學習任務2】請設計實驗方案檢驗該反應的產物，給大家提供的試劑如下：品紅、酸性KMn04溶液、澄清石灰水、無水硫酸銅。提供資料2：①SO2具有漂白性，能使品紅等有色物質褪色，加熱后恢復原色，如圖3;②CaSO3是一種白色沉淀;③+4價的S元素具有強還原性。

學生經過討論，設計了三種實驗方案，如圖4：

教師：請對這三種實驗方案進行評價。

學生回答：使用SO2的漂白性檢驗SO2，使用澄清石灰水檢驗CO2，但S02和CO2都能使澄清石灰水變渾濁，故檢驗C02之前必須將SO2除盡，運用S02的還原性，通人酸性KMn04溶液，用到了資料③，最后還要檢驗SO2已除盡，再次利用S02的漂白性。

最終的實驗方案，如圖5：

【設計意圖】通過該實驗方案的設計，讓學生綜合掌握S02的漂白性、酸性氧化物的性質、還原性，對于SO2的性質有更直觀的認識，培養學生歸納與認證能力，提升科學探究與創新意識的水平。

【學習任務3】濃硫酸該用什么材質的罐車運輸呢？請按如圖6實驗裝置進行實驗[4]，觀察濃硫酸是否可以與更不活潑的銅發生反應。資料3：濃硫酸在常溫下可以在鐵鋁表面形成一層致密的氧化膜，阻止進一步反應，稱為鈍化。

問題l：品紅試紙褪色說明什么？

問題2：濃硫酸底部為什么有H色固體出現[5]？

問題3：該如何驗證該白色固體？

問題4：飽和NaOH溶液有什么作用？

【設計意圖】通過銅與濃硫酸反應的創新實驗，培養學生科學探究與創新意識的核心素養。再次強化SO2的漂白性和酸性氧化物的性質，對于白色固體的驗證是一個難點，學生能夠知道產物是硫酸銅，但為何不是藍色的溶液而是白色的固體，這就必須用濃硫酸的吸水性來解釋。檢驗白色固體的方法，學生經過討論探究得到可以加入右側的水，只要變藍則證明有硫酸銅，這里就出現了一個誤區，到底是濃硫酸加入蒸餾水中還是蒸餾水加入濃硫酸中，加深了學生對實驗操作安全性的認識，對于濃硫酸的吸水性和安全性做深入的探究，鍛煉學生的化學學科思維。

【學習任務4】請設計實驗證明SO2具有氧化性和還原性。給大家提供的試劑如下：SO2氣體、氯水、酸性KMn04溶液、H2S氣體，請大家按照自己的設計填寫記錄表（表1）進行分組實驗。資料4：硫單質俗稱硫黃，是一種淡黃色固體，不溶于水、微溶于酒精、易溶于CS2。

【設計意圖】學生通過實驗設計，掌握SO2加入強氧化劑可生成S02-4，加入強還原劑生成S單質，根據資料4，利用硫單質的性質說明實驗現象，發展學生對物質及其轉化思路的認識水平以及實驗探究的水平，培養學生證據推理與模型認知、科學探究與創新意識的核心素養。

【學習任務5】工業生產和日常生活中要大量使用煤和石油等化石燃料。煤和石油中含有硫元素，燃燒時除了產生二氧化碳外還產生二氧化硫，最后形成酸雨，請分析酸雨的形成過程。

【設計意圖】通過酸雨形成的情境，使學生了解二氧化硫生成三氧化硫的變化過程，掌握三氧化硫的相關性質，認識到工業生產和日常生活對環境造成的影響，提高學生的環境保護意識，培養學生科學態度與社會責任等核心素養。

【教學任務6】雖然二氧化硫有毒，但某些食品中卻含有一定量的二氧化硫，比如紅酒中就含有二氧化硫。我國《食品添加劑使用標準（ GB2760-2014）》巾規定葡萄酒巾SO2的最大殘留量為0.25g/L，某同學使用碘量法測定上述葡萄酒是否達標，方法如下：

取lOmL該葡萄酒，稀釋到lOOmL，加入到錐形瓶中，再向錐形瓶中加2-3滴淀粉溶液，逐滴滴入5×I0-4mol·L-1的碘溶液，當錐形瓶中溶液變為淺藍色時停止，消耗碘溶液60mL。

據此推斷該葡萄酒是否達標。

【設計意圖6】通過對葡萄酒中SO2殘留量的測定，進一步完善學生的知識體系，讓學生初步了解定量計算，培養學生理解與辨析的能力，明確化學是一門能夠解決實際問題的學科，認識到化學與生活的緊密關系，增強的社會責任感。

四、教學設計反思

在整個教學中，圍繞核心素養，采取單元教學設計的理念，強化知識的生成性。在實際教學中，學生在學習任務的驅動下，將知識點以資料的形式呈現，利用資料解決實際問題，以實驗為載體，提出問題、討論解決問題，真正實現以學生的學為主體，促進學生學習方式的轉變。

本節課的設計環環相扣，通過實際教學檢測來看，學生大約利用2課時的時間來解決這六大任務，課后檢測效果良好，相關知識點深入人心，學生整節課能高度參與，積極思考，提高效率。凸顯出化學的實際應用價值，充分體現出“從生活走進化學，從化學走向生活”的教學理念。

參考文獻

[l]王冬，李建娣.“教、學、評”一體化的教學實踐與思考——以“鐵及其化合物的應用”為例[J].化學教與學，2020（11）：67-70

[2]匡林文.基于化學核心素養的教學設計——以“化學能和電能”為例[J].化學教與學，2020（12）：73-77

[3]洪艷萍.學科核心素養視角下的高中化學課堂教學探析以濃硫酸與碳反應產物的實驗探究課為例[J]中學教學參考，2019（ 12）：69-70

[4]張紅衛.濃硫酸與銅反應實驗的改進[J].化學教學，2020（1）：67-69

[5]高飛.基于核心素養審視實驗創新之教學——以濃硫酸的性質實驗教學為例[J].中國現代教育裝備，2020（11）：58-60