基于化学核心素养培养的教学设计

黎耀中

【摘 要】本文以“二氧化硫”教学设计为例，阐述基于真实情境，创设 5 个教学环节开展“二氧化硫”实验探究教学的具体做法，以课堂提问、讨论、评价相结合，进行“教、学、评”一体化教学，培养学生化学学科核心素养。

【关键词】化學核心素养 教学设计 实验探究 情境教学

【中图分类号】G  【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2020）26-0106-03

2017 年《普通高中新课程标准（2017 年版）》为开展课堂教学设计确定了方向，以素养为本，注重学习情境的真实性、注重学习目标和评价目标的结合，开展“教、学、评”一体化的教学设计。下面以人教版必修 1“二氧化硫”教学内容为例，阐述教学设计和实践过程。

一、教学设计思路

（一）挖掘教学内容，促进学生核心素养的发展

本节内容是人教版必修 1 第四章第三节《硫和氮的氧化物》第一课时的内容，从知识体系看，本节内容起着承上启下的重要作用，它既是《金属及其化合物》的进一步深化，又是学完硅、氯元素及其化合物这部分内容的延续，也对氮及其化合物的学习有着指导意义。从研究方法看，SO2 与 CO2 物质类别相同，均为酸性氧化物，S 与 Cl 的元素性质也有相似性，均为有多种变价的非金属元素，但 SO2 又具备其他的特殊性质。因此，创设情境开展研究性学习，使学生基本掌握研究物质化学性质的一般方法和规律。本节课主要培养学生证据推理、科学探究、宏观辨识与微观探析三大化学核心素养。

（二）根据学情，制订教学与评价目标

在传统的教学中，教师大多关注教学过程，而忽略学生化学知识的建构过程以及诊断学生的学习情况。核心素养导向下的化学教学设计，关注教学目标、学习过程、评价目标的一致性。本节课基于上述分析，形成了以下教学目标和评价目标（如表 1 所示）。

（三）设计学习环节，促进知识的串联和结构化

设置教学环境促进知识串联，使学习二氧化硫的思路清晰。总共分为五个环节，其中，环节一，强化化学源于生活，体现化学学科价值;环节二，类比学习，旧知延伸到新知;环节三，核心元素化合价推测、论证二氧化硫的性质;环节四，突出化学学科本质，以实验为证据推理，通过系列实验探究帮助学生认识二氧化硫的漂白性;环节五，回归化学学科本质，应用于生活，解决实际问题。

二、教学过程分析

（一）教学环节一：引入真实情境，提出 SO2 的危害和处理办法

【多媒体】SO2 泄露事故新闻。

【讨论一】假如你正处在 SO2 泄漏的现场，你将如何去做？

〖学生〗处理方法：报警（110，119）;戴眼罩和防毒面具、往高处跑、捂湿毛巾、喷水。

〖设计意图〗用真实情境引入，通过“ SO2 泄漏”这一突发紧急情况，培养学生掌握应急救险的技能，同时也引出 SO2 的物理和化学性质。

【讨论二】如果你是现场救援人员，除了喷水，你是否还有其他方法消除 SO2？

（二）教学环节二：依据物质类别的通性，设计实验探究 SO2 的酸性

〖教师〗SO2 按组成分类，属于哪类物质？它可能具有怎样的化学性质？说明推测依据？

〖学生〗推测 SO2 化学性质：SO2 属于酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。

〖教师〗如何设计实验来验证我们的推测呢？

提供药品：SO2 气体（封装于试管）、NaOH 溶液、Ba（OH）2 溶液、紫色石蕊试液。

〖学生〗实验设计：分别将石蕊试液、Ba（OH）2 溶液加入封装有 SO2 的试管中，观察现象，分析实验原理并得出结论。

【多媒体】

【思考】若有 SO2 和 CO2 的混合气体，能否用澄清石灰水检验其中的 CO2？为什么？

〖学生〗SO2 能与澄清石灰水反应生成沉淀，会干扰 CO2 的检验。

〖设计意图〗培养学生以实验为基础的科学分析问题的能力。通过学生合作进行实验探究，培养学生的合作能力、观察能力、实验能力、归纳能力，培养学生的科研意识。

（三）教学环节三：引导学生从 SO2 中心原子化合价变化角度推测 SO2 具有的性质

〖学生〗

〖教师〗如何设计实验来验证我们的推测呢？

提供药品：SO2 气体（封装于试管）、氢硫酸溶液（H2S）、酸性 KMnO4 溶液、紫色石蕊试液、品红溶液。

〖学生〗分组实验设计：分别将氢硫酸溶液、酸性 KMnO4 溶液加入封装有 SO2 的试管中，观察现象，分析原因，书写化学反应方程式，进行小组汇报。

【多媒体】

〖设计意图〗不断设置疑问，引导学生探究，使学生在探究中思考解决问题的办法，在合作实验中提升探究能力，在解决问题中构建知识体系和确保模型认知核心素养培养的落实。

（四）教学环节四：通过与 SO2 相关的几个颜色变化实验，探究 SO2 的漂白性

【多媒体】日常生活常见变化：草帽发黄、银耳变白。

〖教师〗SO2 与以上两个颜色变化有关，据此推测 SO2 具有什么性质？如何通过实验探究。

提供药品：SO2 气体（封装于试管）、品红溶液、石蕊试液。

〖学生〗讨论：SO2 可能具有漂白性。

实验设计：分别将品红溶液、石蕊试液加入封装有 SO2 的试管中，观察现象。反应现象：品红溶液迅速褪色，石蕊试液只变红不褪色。分析原因，进行小组汇报。

〖教师〗SO2 具有漂白性，能漂白品红，但不能漂白石蕊。SO2 的这种漂白作用与前阶段学习过的氯水的漂白作用相同吗？如何设计实验探究呢？

〖学生〗设计实验：用酒精灯微热褪色后的品红溶液，观察到品红恢复红色，分析原因。

【多媒体】

〖教师〗SO2 的漂白性与氯水的漂白性有什么本质上的区别？

〖学生〗思考：SO2 的漂白为化合漂白，不稳定;氯水的漂白性是由于其所含 HClO 具有强氧化性而具有漂白性，为不可逆漂白。

〖教师〗草帽发黄，银耳变白解析：草帽发黄，银耳变白是因为 SO2 的漂白性，而又因为其漂白性具有不稳定性，所以时间长了漂白了的草帽会发黄。

〖设计意图〗化学联系生活，使学生在真实的生活情境中掌握知识。同时对比氯水理解 SO2 的漂白性特点，培养学生用对比、归纳的方法进行学习。培养化学社会责任核心素养，深刻理解化学、技术、社会与环境的关系。将课堂知识应用到日常生活中，提高学习积极性，为后续学习做好准备。

〖教师〗已知溴水为红棕色，滴有酚酞的 NaOH 溶液为红色，SO2 均能使以上两种溶液褪色，是否体现了 SO2 的漂白性，为什么？设计实验验证猜想。

提供药品：SO2 气体（封装于试管）、NaOH 溶液、BaCl2 溶液、溴水、酚酞试液。

〖学生〗分组讨论并设计实验。

【多媒体】

〖设计意图〗引导学生对比分析相同的“褪色”现象中蕴含的不同原因，并能根据实验目的来设计并优化实验方案，动手操作实验，动脑对观察记录的实验现象进行分析并获得结论。使学生在对比实验中掌握研究物质化学性质的重要方法“分析对比法”。

（五）教学环节五：充分挖掘学生的自主学习能力，了解 SO2 的用途

〖教师〗物质的性质决定用途，SO2 的用途体现在哪些方面呢？

【图片展示】展示百度百科上关于 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 应用于食品的哪个方面吗？

【思考 2】你知道 SO2 如何“变废为宝”吗？

〖学生〗SO2 用作漂白剂、防腐剂，SO2 作硫酸工业的原料。

〖设计意图〗学生通过多种途径获取知识，培养学生资料搜集能力、信息提取和分析能力。让知识联系生活实际，让学生树立化学来源于生活，服务于生活的观念和意识。

【练习】已知某气体可能含有 SO2 和 CO2 中的一种或两种，利用以下装置设计实验鉴定该气体的成分。气体依次通过的顺序是                    。（装置可重复使用）

〖学生〗

〖教师〗请大家对照引入新课的新闻材料，救援人员采用喷水的方式消除 SO2，是利用了 SO2 哪个化学性质？外泄的 SO2 挥发到空气中可能会造成酸雨，如果你是环保专家，请你思考酸雨的形成原因，并讨论一下如何防治酸雨？

〖学生〗汇报硫酸型酸雨的形成与防治，并书写相应化学方程式。

在整个课堂实践中，教师均对学生回答的问题点评。

三、利用教学设计提升学生化学学科核心素养的分析

从 SO2 的危害性出发进行教学设计，引导学生从事物的两面性出发，诊断并提高学生解决问题的能力。根据 S 原子的位置以及 SO2 的结构猜测 SO2 的性质，认识元素“位”“构”“性”的内在联系，这既是落实“宏观辨识与微观探析”的具体体现，又是基于核心观念的结构化设计，有利于学生形成网状知识结构;在探究 SO2 的化学性质实验时，创设生动活泼的教学情境，开阔学生的发散思维，帮助学生训练科学的实验操作方法，从化学实验事实认识 SO2 的本质和规律，认识实验在化学中的重要性，将化学知识与实验探究能力的形成以及核心素養的培养有机联系起来;最后，从物质的用途出发，帮助学生用所学知识解决实际问题，实现“化学源于生活，服务于生活”的价值。培养社会责任素养，深刻理解化学、技术、社会与环境的关系。将课堂知识应用到日常生活中，提高学生学习积极性，为学生后续学习做好准备。

【参考文献】

[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017版）[M].北京：人民教育出版社，2018.