以SO2为例培养学生化学核心素养
2021-06-28黄春德
黄春德
摘 要:本文以复习课“SO2性质的学习与探究”教学为例,结合实际生活污染与工业生产创设情境,构建知识体系,设置问题,培养学生运用化学学科思维的能力。此过程,培养学生证据推理与模型认知、科学态度与社会责任等化学核心素养,增加学生保护环境意识,并能学以致用。
关键词:模型认知;化学核心素养;物质类别
一、问题的提出
环境污染,全球变暖是21世纪人类面临的一大问题。只有保护我们的生活环境,人类才有美好的未来。SO2污染环境的问题,贯穿于整个中学阶段的化学学习,学生对其性质非常熟悉,知道它是造成酸雨的罪魁祸首,严重影响我们的生活环境。但是只局限于片面地了解,片段的掌握,无法构建科学思维模型,用科学的眼光看待SO2,带着“变废为宝”的“眼镜”看待这一物质,才是我们学科学习的正确方式。
二、教学案例
(一)内容与学情分析
1.从知识层面:作为高考一轮复习课,学生对氧化还原反应、电化学、元素化合物的知识已经有了一定程度的认识。学生已经复习了CO2的性质,SO2作为中间价态非金属氧化物,具有显著的还原性的酸性气体。2、从能力层面对于物质类别以及价态规律有了初步的认识。3、从情感主线,学生对于环境问题感受深刻,环保意识强烈。
(二)基于高考评价体系与化学核心素养构建的教学流程
SO2的性质提炼以及污染问题解决并应用的教学活动流程如图1所示。流程包括“整合知识—-构建模型—应用、评价模型—修正模型”的四个环节,培养学生科学探究意识与方法。
环节1:情境引入,2019年我国SO2污染现状,引导学生总结SO2的性质与产生以及实验室制备方法。由此,展现学生课前构建的有关SO2的思维导图,让学生整体把握物质性质。
环节2:初步构建学习SO2性质的模型,让学生尝试从类别与价态规律对比CO2与SO2的性质异同点,同时解决“乙醇制备乙烯实验”中气体的检验与验证的方法。
实验室用无水乙醇和浓硫酸加热制乙烯时,若温度高于180℃,除了生成乙烯和水以外,还会有副产物SO2、 CO2生成。引导学生设计实验检验这4种产物。学生通过小组讨论,可设计以下装置。
[评价环节2]学生构建鉴别气体的思维模型,并通过引用模型,从理论过渡到应用。举一反三. 应用模型,验证模型。
环节3应用模型,评价模型。教师提供数种解决工业生产中吸收SO2气体的方法。学生认真分析各种方案,剖析每种方案的优缺点。鉴于课堂时间比较有限,本过程采用小组探究形式,每个小组提供一种方法,并归纳总结自己小组的方案的优缺点。
方案一:石灰乳吸收法,原理是:Ca(OH)2+SO2→CaSO3↓+H2O
吸收产物亚硫酸钙由管道输送至氧化塔氧化2CaSO3+O2+4H2O→2CaSO4·2H2O
优点:石灰乳的成本相对比较低,副产物石膏;
缺点:输送亚硫酸钙的过程容易造成管道堵塞。另外,脱硫石膏酸性高,带来新环境污染和资源浪费。
方案二:氨水吸收法:2NH3+SO2+H2O=(NH4)2SO3或 NH3+SO2+H2O=NH4HSO3
优点:可以得到副产物铵态氮肥;缺点:氨水的运输不便、安全隐患、成本较高。
方案三:氢氧化钠溶液或亚硫酸钠吸收法:NaOH+SO2→NaHSO3
此法吸收效果最好,但是NaOH成本高。
除去上述方案,还有海水吸收法,饱和亚硫酸溶液吸收法等方法。
[点评环节3]此环节充分扩散学生思维,调动学生参与活动,检验学生应用模型的能力,发挥模型的作用,同时引导学生评析每种方案,让学生更全面地认识知识体系。
三、结束语
综上所述,本文意在结合2020年《高考评价体系》的要求,研究培养学生化学学科素养的方法。通过设计课程并结合生活现状,让学生认识化学学习的方法,摒弃一味的死记硬背和灌输型教学。通过引导学生应用知识,感受知识,让学生感受学科学习的魅力;更是纠正了学生以往的错误理念:“化学是污染的根源”。学生会认识到,想保护环境,守护我们生存的家园,是要充分發挥化学学科的作用,合理使用资源,开发资源,变废为宝,消除污染。
参考文献
[1]教育部考试中心.中国高考评价体系[M].北京:人民教育出版者,2019.
[2]曹旭琴.二氧化硫复习课教学设计[J].化学教学,2014(4):41-44.
惠州市华罗庚中学 516000