元素化合物项目学习设计与实施

苏晓晓+王磊

一、目标确定与内容选取

结合项目学习的特点和学生学习元素化合物要达到的目标，在设计和实施过程中提出了三个层面的目标。

1.知识与情境的融合问题：设计环节上更注重以项目任务为明线，知识为暗线，最后由学生自主整理呈现。

2.项目的设计和开展程度：项目学习不光强调情境，还强调学生完成一个项目任务，强调基于项目问题解决的实践活动。故应尽量给学生完整的活动任务；指导学生合理拆解任务，达成问题解决；帮助学生根据任务难易，阶梯性解决问题。

3.核心观念的落实程度：选取多变价元素硫和氮为载体，探究典型物质的预测分析角度，强化学生分析物质性质的一般研究方法的思维，并落实多价态与氧化还原剂选择的思路，从而在元素观、分类观基础上提升学生的转化观意识。

硫和氮元素的相关内容是高中元素化合物教学的重点内容，且这部分知识丰富，具有元素化合物教学的典型性和代表性。同时，酸雨作为生活中经常听到的话题，学生非常有必要了解其中的原理和奥妙，而酸雨的形成和防治与硫、氮元素的有关知识关系密切，因此我们选定了酸雨作为项目主题。

二、方案设计

项目学习的具体设计方案如表1所示。

三、实施过程

第一课时

师：（图片展示）由环境污染现象引出人类面对的几大环境污染问题。

生：学生根据自己已有的知识思考判断。

师：谁引起乐山大佛的面容变化？如果你是研究员，又如何去探究这个罪魁祸首？

生：寻找解决问题的思路，组内交流，三个组分别汇报自己的想法。

师：提炼学生分析解决问题的脉络，总括解决问题的思路：危害来由，是什么→如何形成→如何防治。

师：每个小组制作一份《酸雨与我》的宣传材料，组织同学到社区向居民开展宣传活动。

【任务一】认识自然界中的酸雨，了解酸雨是什么。

师：询问硫酸型酸雨的核心物质，核心元素。（要求小组合作，尽可能多地列出含硫的物质。）

生：两组同学上黑板罗列。一组按记忆常识想到什么罗列什么，另一组按二维图框架线条走。

【任务二】认识酸雨是如何形成的，探究二氧化硫的性质。

师：利用学习过的动态二维图，思考酸雨是如何形成的。

【合作探讨】小组设计在大气中可能的SO2→H2SO4路徑，并标出实现转化的具体物质，说出设计依据。

生：二维图上绘制SO2→H2SO4的路径：SO2→SO3→H2SO4或SO2→H2SO3→H2SO4。加入的试剂是氧化剂。

师：引导学生进一步思考若在实验室还有哪些物质可以实现SO2 →SO42-（硫酸或硫酸盐）。

【实验设计】

【实验实施】寻找合适的试剂来验证。

【实验验证】理论分析和实验现象是否一致。

【组间交流】做了哪些实验？得到什么结论？认识了物质的哪些性质？出现了哪些意外现象？产生了哪些问题？

师：类别变化价态也变化时，可以寻找中间过渡物质做桥梁。对于试剂的选择无非就是若类别变了考虑二维图上的类别线（即八点图）；有价态变化时考虑氧化、还原剂；两者皆变，尽量合一考虑。

生：聆听，记录。

师：（图片展示）SO2的生活用途：果脯、红酒的添加剂。

【演示实验1】品红的暂时漂白性褪色，加热颜色又恢复。

生：聆听，观察。思考SO2漂白和氯气漂白的区别。

【查阅资料】变废为宝，了解硫酸的工业用途。

师：通过体会硫酸厂的分布之多之广，让学生体会硫酸不愧为工业之魂。

生：学生回忆初中已知的硫酸的性质。

师：（图片展示）冷浓硫酸的运输方法。

生：掌握新的概念：钝化现象。

师：【实验演示2】浓硫酸与铜的反应。

生：观察实验装置的特殊性（控制开始与结束的神奇设计）；仔细观察现象，并及时记录；分析现象，得出结论。

【演示实验3】黑面包实验。

（注意实验操作的准确性；注意浓硫酸混合使用时的添加顺序；及时提醒学生注意实验室安全注意事项，实验观察的要点。）

生：思考体现出的浓硫酸的脱水性、强氧化性。

第二课时

师：带领学生回顾总结并在含硫物质的二维结构知识图上呈现，并引导学生学会动态分析应用二维图。

【任务三】酸雨如何防治，巩固硫单质及硫氧化物的性质。

师：如何防治酸雨？

生：小组讨论。

【汇报交流】从防和治两个角度双管齐下，用常识和已有化学知识解释具体方法。

师：辅助学生提炼总结。

生：小组讨论：落实具体的“防”是要防什么？怎么“治”？

师：将防治问题转化为相对应的化学学科问题——哪些含硫的物质能转化为二氧化硫？说明推测的理论依据。

生：交流探讨：自然因素——火山喷发。人为因素——化石燃料的燃烧，烟花爆竹的燃放，工厂废气，实验室排放等。

师：讲解酸雨防治。

1.根本手段——预防：新能源开发C+H2O==CO+H2。

2.防治手段

（1）不释放SO2： “固硫”过程——对煤（其中含硫为0.3%-5%）进行处理，如选洗加工、综合开发、在煤中加入适量的石灰石（生石灰）、对排放的烟进行处理以回收SO2。

（2）已释放的SO2：利用SO2的性质（酸性；还原性）治理；种植绿色植物进行吸收。

生：思考在防治措施中SO2的性质如何体现。二维图和八点图的动态应用。

师：防治的一切措施都是依据化学中物质的转化关系，将有污染的转化为无污染并能被人类所利用的物质，或者直接从源头不产生污染物。

【任务四】迁移应用硝酸型酸雨问题的分析解决。

生：小组合作，拓展应用：硝酸型酸雨的形成、防治。

师：迁移应用所学到的分析解决环境问题的思路，研究硝酸型酸雨（重点是如何形成的过程）。

生：写出从化学视角分析环境问题的角度（框架）和思路步骤以及所涉及的化学知识。

师：反馈学生对于硝酸型酸雨问题的整体看法。带领学生在二维图上勾勒出他们的思路途径。

生：观看视频：实验1：氮氧放电。实验2：NO2与水反应。

师：提醒学生观察气体颜色，水溶性区别；总结物质的性质。

师：重点强调尾气处理还原剂的优势。

生：交流汽车尾气中氮氧化物如何来的？思考：如何处理尾气？寻找哪类试剂？

师：还原剂的合理选择：使NO或NO2与CO反应生成；可参与大气生态循环的无毒气体。

生：自主学习。梳理本项目涉及的知识、思路方法；反思自己的收获。小组合作，制作《酸雨与我》宣传册。