基于化學核心素養培養的教學設計

黎耀中

【摘 要】本文以“二氧化硫”教學設計為例，闡述基于真實情境，創設 5 個教學環節開展“二氧化硫”實驗探究教學的具體做法，以課堂提問、討論、評價相結合，進行“教、學、評”一體化教學，培養學生化學學科核心素養。

【關鍵詞】化學核心素養 教學設計 實驗探究 情境教學

【中圖分類號】G? 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2020）26-0106-03

2017 年《普通高中新課程標準（2017 年版）》為開展課堂教學設計確定了方向，以素養為本，注重學習情境的真實性、注重學習目標和評價目標的結合，開展“教、學、評”一體化的教學設計。下面以人教版必修 1“二氧化硫”教學內容為例，闡述教學設計和實踐過程。

一、教學設計思路

（一）挖掘教學內容，促進學生核心素養的發展

本節內容是人教版必修 1 第四章第三節《硫和氮的氧化物》第一課時的內容，從知識體系看，本節內容起著承上啟下的重要作用，它既是《金屬及其化合物》的進一步深化，又是學完硅、氯元素及其化合物這部分內容的延續，也對氮及其化合物的學習有著指導意義。從研究方法看，SO2 與 CO2 物質類別相同，均為酸性氧化物，S 與 Cl 的元素性質也有相似性，均為有多種變價的非金屬元素，但 SO2 又具備其他的特殊性質。因此，創設情境開展研究性學習，使學生基本掌握研究物質化學性質的一般方法和規律。本節課主要培養學生證據推理、科學探究、宏觀辨識與微觀探析三大化學核心素養。

（二）根據學情，制訂教學與評價目標

在傳統的教學中，教師大多關注教學過程，而忽略學生化學知識的建構過程以及診斷學生的學習情況。核心素養導向下的化學教學設計，關注教學目標、學習過程、評價目標的一致性。本節課基于上述分析，形成了以下教學目標和評價目標（如表 1 所示）。

（三）設計學習環節，促進知識的串聯和結構化

設置教學環境促進知識串聯，使學習二氧化硫的思路清晰。總共分為五個環節，其中，環節一，強化化學源于生活，體現化學學科價值;環節二，類比學習，舊知延伸到新知;環節三，核心元素化合價推測、論證二氧化硫的性質;環節四，突出化學學科本質，以實驗為證據推理，通過系列實驗探究幫助學生認識二氧化硫的漂白性;環節五，回歸化學學科本質，應用于生活，解決實際問題。

二、教學過程分析

（一）教學環節一：引入真實情境，提出 SO2 的危害和處理辦法

【多媒體】SO2 泄露事故新聞。

【討論一】假如你正處在 SO2 泄漏的現場，你將如何去做？

〖學生〗處理方法：報警（110，119）;戴眼罩和防毒面具、往高處跑、捂濕毛巾、噴水。

〖設計意圖〗用真實情境引入，通過“ SO2 泄漏”這一突發緊急情況，培養學生掌握應急救險的技能，同時也引出 SO2 的物理和化學性質。

【討論二】如果你是現場救援人員，除了噴水，你是否還有其他方法消除 SO2？

（二）教學環節二：依據物質類別的通性，設計實驗探究 SO2 的酸性

〖教師〗SO2 按組成分類，屬于哪類物質？它可能具有怎樣的化學性質？說明推測依據？

〖學生〗推測 SO2 化學性質：SO2 屬于酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。

〖教師〗如何設計實驗來驗證我們的推測呢？

提供藥品：SO2 氣體（封裝于試管）、NaOH 溶液、Ba（OH）2 溶液、紫色石蕊試液。

〖學生〗實驗設計：分別將石蕊試液、Ba（OH）2 溶液加入封裝有 SO2 的試管中，觀察現象，分析實驗原理并得出結論。

【多媒體】

【思考】若有 SO2 和 CO2 的混合氣體，能否用澄清石灰水檢驗其中的 CO2？為什么？

〖學生〗SO2 能與澄清石灰水反應生成沉淀，會干擾 CO2 的檢驗。

〖設計意圖〗培養學生以實驗為基礎的科學分析問題的能力。通過學生合作進行實驗探究，培養學生的合作能力、觀察能力、實驗能力、歸納能力，培養學生的科研意識。

（三）教學環節三：引導學生從 SO2 中心原子化合價變化角度推測 SO2 具有的性質

〖學生〗

〖教師〗如何設計實驗來驗證我們的推測呢？

提供藥品：SO2 氣體（封裝于試管）、氫硫酸溶液（H2S）、酸性 KMnO4 溶液、紫色石蕊試液、品紅溶液。

〖學生〗分組實驗設計：分別將氫硫酸溶液、酸性 KMnO4 溶液加入封裝有 SO2 的試管中，觀察現象，分析原因，書寫化學反應方程式，進行小組匯報。

【多媒體】

〖設計意圖〗不斷設置疑問，引導學生探究，使學生在探究中思考解決問題的辦法，在合作實驗中提升探究能力，在解決問題中構建知識體系和確保模型認知核心素養培養的落實。

（四）教學環節四：通過與 SO2 相關的幾個顏色變化實驗，探究 SO2 的漂白性

【多媒體】日常生活常見變化：草帽發黃、銀耳變白。

〖教師〗SO2 與以上兩個顏色變化有關，據此推測 SO2 具有什么性質？如何通過實驗探究。

提供藥品：SO2 氣體（封裝于試管）、品紅溶液、石蕊試液。

〖學生〗討論：SO2 可能具有漂白性。

實驗設計：分別將品紅溶液、石蕊試液加入封裝有 SO2 的試管中，觀察現象。反應現象：品紅溶液迅速褪色，石蕊試液只變紅不褪色。分析原因，進行小組匯報。

〖教師〗SO2 具有漂白性，能漂白品紅，但不能漂白石蕊。SO2 的這種漂白作用與前階段學習過的氯水的漂白作用相同嗎？如何設計實驗探究呢？

〖學生〗設計實驗：用酒精燈微熱褪色后的品紅溶液，觀察到品紅恢復紅色，分析原因。

【多媒體】

〖教師〗SO2 的漂白性與氯水的漂白性有什么本質上的區別？

〖學生〗思考：SO2 的漂白為化合漂白，不穩定;氯水的漂白性是由于其所含 HClO 具有強氧化性而具有漂白性，為不可逆漂白。

〖教師〗草帽發黃，銀耳變白解析：草帽發黃，銀耳變白是因為 SO2 的漂白性，而又因為其漂白性具有不穩定性，所以時間長了漂白了的草帽會發黃。

〖設計意圖〗化學聯系生活，使學生在真實的生活情境中掌握知識。同時對比氯水理解 SO2 的漂白性特點，培養學生用對比、歸納的方法進行學習。培養化學社會責任核心素養，深刻理解化學、技術、社會與環境的關系。將課堂知識應用到日常生活中，提高學習積極性，為后續學習做好準備。

〖教師〗已知溴水為紅棕色，滴有酚酞的 NaOH 溶液為紅色，SO2 均能使以上兩種溶液褪色，是否體現了 SO2 的漂白性，為什么？設計實驗驗證猜想。

提供藥品：SO2 氣體（封裝于試管）、NaOH 溶液、BaCl2 溶液、溴水、酚酞試液。

〖學生〗分組討論并設計實驗。

【多媒體】

〖設計意圖〗引導學生對比分析相同的“褪色”現象中蘊含的不同原因，并能根據實驗目的來設計并優化實驗方案，動手操作實驗，動腦對觀察記錄的實驗現象進行分析并獲得結論。使學生在對比實驗中掌握研究物質化學性質的重要方法“分析對比法”。

（五）教學環節五：充分挖掘學生的自主學習能力，了解 SO2 的用途

〖教師〗物質的性質決定用途，SO2 的用途體現在哪些方面呢？

【圖片展示】展示百度百科上關于 SO2 的用途、葡萄酒的配料表、葡萄酒中 SO2 的作用。

【思考 1】你知道 SO2 應用于食品的哪個方面嗎？

【思考 2】你知道 SO2 如何“變廢為寶”嗎？

〖學生〗SO2 用作漂白劑、防腐劑，SO2 作硫酸工業的原料。

〖設計意圖〗學生通過多種途徑獲取知識，培養學生資料搜集能力、信息提取和分析能力。讓知識聯系生活實際，讓學生樹立化學來源于生活，服務于生活的觀念和意識。

【練習】已知某氣體可能含有 SO2 和 CO2 中的一種或兩種，利用以下裝置設計實驗鑒定該氣體的成分。氣體依次通過的順序是? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 。（裝置可重復使用）

〖學生〗

〖教師〗請大家對照引入新課的新聞材料，救援人員采用噴水的方式消除 SO2，是利用了 SO2 哪個化學性質？外泄的 SO2 揮發到空氣中可能會造成酸雨，如果你是環保專家，請你思考酸雨的形成原因，并討論一下如何防治酸雨？

〖學生〗匯報硫酸型酸雨的形成與防治，并書寫相應化學方程式。

在整個課堂實踐中，教師均對學生回答的問題點評。

三、利用教學設計提升學生化學學科核心素養的分析

從 SO2 的危害性出發進行教學設計，引導學生從事物的兩面性出發，診斷并提高學生解決問題的能力。根據 S 原子的位置以及 SO2 的結構猜測 SO2 的性質，認識元素“位”“構”“性”的內在聯系，這既是落實“宏觀辨識與微觀探析”的具體體現，又是基于核心觀念的結構化設計，有利于學生形成網狀知識結構;在探究 SO2 的化學性質實驗時，創設生動活潑的教學情境，開闊學生的發散思維，幫助學生訓練科學的實驗操作方法，從化學實驗事實認識 SO2 的本質和規律，認識實驗在化學中的重要性，將化學知識與實驗探究能力的形成以及核心素養的培養有機聯系起來;最后，從物質的用途出發，幫助學生用所學知識解決實際問題，實現“化學源于生活，服務于生活”的價值。培養社會責任素養，深刻理解化學、技術、社會與環境的關系。將課堂知識應用到日常生活中，提高學生學習積極性，為學生后續學習做好準備。

【參考文獻】

[1]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017版）[M].北京：人民教育出版社，2018.