明正球 周澤宇

摘 ? 要：以“二氧化硫的性質與應用”為例，探索如何在課堂教學中通過有效的教學設計與實施培養(yǎng)學生的化學學科核心素養(yǎng)。即創(chuàng)設學習情境，通過問題導向、實驗探究等形式，傳遞學科價值，引發(fā)思維碰撞，水到渠成地培養(yǎng)學生的科學探究與創(chuàng)新意識、證據(jù)推理與模型認知、科學精神與社會責任等核心素養(yǎng)。

關鍵詞：化學核心素養(yǎng);二氧化硫;教學設計;高中化學

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注，高中化學學科核心素養(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”“科學探究與創(chuàng)新意識”“科學精神與社會責任”五個要素，是學生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分。“全面發(fā)展學生的學科核心素養(yǎng)”也是普通高中化學課程標準（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，通過教學活動，努力嘗試在教學中培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)，提高學生的綜合能力，進而為他們的終身發(fā)展奠基。

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

一、教學實錄

（一）情境引入

播放“問題銀耳”新聞。

師：結合剛才的新聞，你能獲取哪些關于SO2的信息？

設計意圖：創(chuàng)設情境，從與生活息息相關的新聞入手，激發(fā)學習興趣，并從新聞中提煉信息，為后續(xù)的學習埋下伏筆。

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

1.物理性質

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

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

2.化學性質

（1）酸性氧化物

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

生：有可能，可能生成了酸性物質。

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。

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反應的化學方程式。

設計意圖：類別觀的應用，能從不同層次認識物質的多樣性，并對物質進行分類，體會研究物質的一般方法，了解物質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呢？

生：漂白性。

實驗：二氧化硫漂白品紅實驗。

師：請同學們快速閱讀課本，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，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。

實驗：給褪色的品紅加熱。

師：大家知道還有什么物質具有漂白性嗎？

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，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，因此過程可逆。

設計意圖：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性質？

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。

設計意圖：能從元素角度認識物質的性質，價態(tài)觀的應用。

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個同學一組展開討論（歷時2分鐘）。

圖2 ?裝有SO2的注射器

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

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。通過前面的學習，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：說明二氧化硫將氯水和高錳酸鉀漂白了！

師：同學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，應該是二氧化硫將氯水和高錳酸鉀還原了，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。

設計意圖：運用化學實驗的方法，進行實驗探究，勤于實踐，善于合作，敢于質疑，勇于創(chuàng)新。

師：怎么設計實驗呢？

教室里很安靜，沒有學生舉手回答。

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，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或者氯水的黃綠色恢復就說明剛才褪色是因為二氧化硫的漂白性，如果不能恢復，就是因為二氧化硫的還原性。

師：不錯，現(xiàn)學現(xiàn)用。

設計意圖：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，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，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。同學們通過探究得出的結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的化學方程式。

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

正準備繼續(xù)探究，這時突然有學生表示，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-！

同學們自發(fā)鼓掌，教師趁熱打鐵，邀請?zhí)岢鰡栴}的同學上臺，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？請同學們利用實驗筐中的藥品，繼續(xù)設計實驗。

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，發(fā)生了歸中反應。

設計意圖：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)學生的科學態(tài)度和社會責任，對與化學有關的熱點問題做出正確的價值判斷。

（四）首尾呼應

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。

設計意圖：活學活用，解決生活實際問題，提高學生的學習興趣，首尾呼應。

二、課后反思

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

在課堂中出現(xiàn)的質疑也值得深思，生生之間、師生之間思維的碰撞是課堂的精彩所在，實時生成的質疑和困惑，對于增強學生的學習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)。