基于“問題”引領(lǐng)的“硫的氧化物”教學案例

顏成

基于“問題”引領(lǐng)的“硫的氧化物”教學案例

顏成

（江蘇省溧水高級中學江蘇南京211200）

針對目前導學案使用的不合理情況進行深入思考，以“硫的氧化物”一課為例，對導學案進行優(yōu)化設(shè)計。問題是教學過程的核心，也是激發(fā)學生學習思維的有效途徑。以“收集問題、解決問題、深化問題”為主線，提出以問題為引領(lǐng)的教學模式。同時注重問題的寬度、深度和強度，幫助學生調(diào)整學習方式、方法，提高學習水平，促進教師備課方式的改變。

問題；導學案；教學案例；硫的氧化物

目前很多教師在編制導學案的過程中出現(xiàn)了較多的誤區(qū)。如導學案面面俱到、沖淡教學重難點［1］。甚至一些教學過程中的“問題支架”也一并出現(xiàn)在導學案中。課堂教學一直處于一種流變生成的狀態(tài)，不同學生、不同環(huán)境、不同教師等因素都將影響課堂的實際教學。而“問題支架”作為預(yù)設(shè)問題直接出現(xiàn)在導學案中，忽視了這些因素對課堂的教學影響。問題支架的過早出現(xiàn)，會使教師在課堂中的“引導者”“組織者”成為“多余者”，教師的教學過程模式化；同時也使學生思維限定在問題預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，使學生思維訓練的寬度、深度和強度難以達到較高水平，難以全面提高學生的化學素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。

“最近發(fā)展區(qū)”理論指出，教學的著眼點應(yīng)是在學生已解決問題的基礎(chǔ)上提出新的問題，學生通過解決難度螺旋上升的問題，超越現(xiàn)有知識和技能發(fā)展水平［2］。因此，準確把握學生已解決的問題，設(shè)置難度適宜的問題支架，成為教師在備課過程中的思考重點。

導學案最大的優(yōu)點是充分體現(xiàn)學生自主學習的優(yōu)點。導學案不合理編制的最大缺點是限定和固化了學生思維。鑒于此，筆者在對“硫的氧化物”進行教學設(shè)計時，采取以“解決核心問題”為引領(lǐng)的教學模式，將學案細化分為課前自主學習學案和課堂自主探究學案兩個部分，利用學生課前自主學習過程中提出的問題，將問題進行優(yōu)化重組，從而引領(lǐng)課堂教學。

一、教材分析

“硫的氧化物”是人教版《化學1》第四章“非金屬及其化合物”第三節(jié)“硫和氮的氧化物”的第一課時內(nèi)容，是中學階段學習非金屬氧化物性質(zhì)的重點內(nèi)容。這章內(nèi)容，教科書從空氣質(zhì)量日報引出環(huán)境問題，最后落實到二氧化硫和二氧化氮對環(huán)境的污染，對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的危害，以及防治環(huán)境污染的措施等方面?？傮w的教學思路是先弄清污染物的性質(zhì)，然后讓學生了解引起大氣污染的原因，從而引導學生形成參與解決環(huán)境問題的意識［3］。因此，具體到“硫的氧化物”這堂課上，教學的重點為二氧化硫的酸性氧化物、氧化性、還原性及漂白性。在教學過程中，滲透物質(zhì)的類別觀念，強調(diào)酸性氧化物的對比學習；同時樹立元素觀，即物質(zhì)的特殊性質(zhì)由核心元素決定。

二、基于學情的三維目標構(gòu)建

心理學研究指出：“如果人能夠用他現(xiàn)有的知識去回答某個問題，那么思維過程就不能發(fā)生；當提出的問題需借助于那些他所沒掌握的知識才能解決時，思維過程才能發(fā)生?！睂W生在初中及高一前一階段的學習，已涉及了碳及其化合物、二氧化硫造成酸雨、硅及其化合物、氯及其化合物的性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)理論的相關(guān)知識。因此，學生通過自主學習和思考，已能解決部分問題，如物理性質(zhì)、酸性氧化物等；同時也具備了深入解決問題的基礎(chǔ)，如在自主學習學案中預(yù)設(shè)了氧化還原的概念等。因此，為激發(fā)學生的思維，筆者將三維目標分步設(shè)立，并設(shè)置了以下三維目標（見表1）。

三、教學過程設(shè)計

該教學案例以“學生的問題”為線索，通過對導學案的設(shè)計，激發(fā)學生進行思考并提出問題。通過教師的整理、分類以及集中展示，讓不同學生站在不同的角度、層面所提出的問題得到充分的交流，也讓學生考慮問題的方式、方法、角度等得到新的認識。這個過程也是學生合作學習的一種方式，也為后續(xù)的探究性學習提供了基礎(chǔ)。同時利用問題，引導學生從二氧化硫所屬物質(zhì)類別、氧化還原理論等角度對問題進行深入的研究，為后續(xù)探究提供更加廣闊的思維維度。

表1　課前自主學習學案

圖1　教學過程設(shè)計

1.學生課前自主學習階段

表2　課前自主學習學案（硫的氧化物）

A.游離態(tài)的硫存在于火山噴口附近或地殼的巖層里B.硫在過量純氧中燃燒的產(chǎn)物為SO3C.硫和鐵在加熱條件下生成硫化鐵（Fe2S3）D.試管內(nèi)壁附著的硫可用二硫化碳溶解除去2.下列關(guān)于SO2和SO3的說法中，正確的是（）E.SO3極易溶于水，且與水反應(yīng)生成硫酸F.SO2和SO3均有漂白性，能使紫色石蕊褪色G.為除去SO2中少量的HCl氣體，可將混合氣體通入NaOH溶液中H.SO2在空氣中很容易被氧化為SO3六、提出你的疑問

【設(shè)計意圖】

課前自主學習學案的目的，是讓學生對所要學習內(nèi)容進行充分的掌握。通過學生的自主學習，提前意識到學習中所需要的一些基本理論，如酸性氧化物、氧化還原反應(yīng)等，為后續(xù)的深入教學提供基礎(chǔ)。

圖2　SOLO分類理論模型

同時，根據(jù)SOLO理論［4］編制了部分習題，以了解學生自我預(yù)習的效果以及學生思維的深度。如A、D均為能從課本中直接尋找到的內(nèi)容，可劃分為單一結(jié)構(gòu)類型；B、E、F、H則需要學生對課本中的內(nèi)容進行內(nèi)化，并要能結(jié)合相關(guān)知識進行多點考慮，如二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫需要催化劑及更高的溫度，可劃為多元結(jié)構(gòu)類型；C、G項需要學生聯(lián)系氯氣、二氧化碳的性質(zhì)進行對比分析，并結(jié)合二氧化硫自身性質(zhì)才能做出判斷，可劃為關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)類型。

最后“留白”，讓學生結(jié)合預(yù)習及習題中出現(xiàn)的問題，進行仔細深入的思考，發(fā)掘問題，為后續(xù)的“教師課前整理問題”及“課堂解決問題”埋下伏筆。

2.教師課前整理問題階段

學生的問題主要可以分為三類。

⑴對教學無實際意義

有的學生提出的問題，對該課堂教學無實際意義和幫助。如有學生提出品紅的化學式及結(jié)構(gòu)是什么，SO3能否直接轉(zhuǎn)化為SO2，為什么常溫下SO2是氣體而SO3是固體等。對于這一類問題，在教學過程的選擇中，可以進行淡化處理?？梢砸龑W生進行相互間的交流，也可以去查閱資料進行解決。這樣操作可以有效拓展學生的知識面，培養(yǎng)他們學習化學的興趣。

⑵對教材進行補充

有的學生提出的一些問題對教材進行了適當?shù)难a充。如可逆符號是否一定要寫；亞硫酸鹽的溶解性如何；三氧化硫的物理性質(zhì)；硫與鐵在加熱條件下反應(yīng)生成什么等。這樣的問題可以適當選擇穿插進入課堂教學環(huán)節(jié)中。若過多深入，組織討論，則會沖淡教學主題，使核心知識的學習受到?jīng)_擊。

⑶對核心知識進行深化

有部分學生針對課本內(nèi)容進行了深入思考，提出了很多在課堂中值得討論的問題。如鑒別SO2和CO2的方法、SO2的漂白與氯水漂白的原理是否相同、SO2能否與強氧化劑（高錳酸鉀、硝酸、氯水、濃硫酸等）反應(yīng)；二氧化硫能否轉(zhuǎn)化為硫單質(zhì)等。這類問題，教師應(yīng)進行適當?shù)臍w類整理，并進行二次備課，重新修訂教學設(shè)計，以學生的問題引領(lǐng)課堂教學。

【設(shè)計意圖】

針對學生在自主預(yù)習過程中提出的問題進行分類整理，并將其排成圖片，進行剪輯、編排。學生的問題之所以仍然保留圖片形式，是因為當學生看到課堂教學的PPT上出現(xiàn)自己的字跡時，學生的思考得到充分肯定，有助于提高學生在課堂中的專注程度以及學習的積極性。

3.課堂解決問題階段

（1）課堂教學流程

圖3　課堂教學流程

【問題1設(shè)計意圖】

選擇回答較為全面的學生的學案進行拍照投影，可起到對學生自主學習成果的展示作用；同時可以拓寬學生認知的寬度和深度；同時，這些來自于學生群體間的字跡更易集中學生在學習過程中的專注程度，提高學生的學習熱情。

【問題2設(shè)計意圖】

引導學生通過自主設(shè)計實驗加深對二氧化硫酸性氧化物的認識，并且通過遷移類比CO2，來認知二氧化硫與堿的反應(yīng)等；同時也加深學生對亞硫酸酸性與碳酸酸性強弱的認識。

【問題3設(shè)計意圖】

引導學生通過自主設(shè)計實驗去認知二氧化硫的漂白與氯水漂白的機理不同。

【問題4、問題5設(shè)計意圖】

引導學生從元素觀的角度來認知問題，通過對氧化還原反應(yīng)知識的應(yīng)用，認識到二氧化硫與二氧化碳性質(zhì)上的差異，拓展學生認識的思維寬度，樹立全面認識物質(zhì)的科學觀念；同時從二氧化硫的認知逐漸遷移到+4硫元素的認知上，深化學生認識問題的思維深度。

【問題6設(shè)計意圖】

問題1至問題5都是在螺旋式地提升學生認知問題的寬度、深度，為問題6的展開進行了鋪墊。因此本節(jié)課的教學的重要環(huán)節(jié)就落在了最后一個問題上。實驗是科學探究的重要活動，探究的形式有多種多樣，可以是討論、比較、歸納、動手操作等活動。因此，在學生已經(jīng)具備解決問題的能力前提下，引導學生自主設(shè)計實驗方案，并進行小組討論交流，加強學生對物質(zhì)變化的深層次規(guī)律性的認識，注重思維的寬度、深度及強度，努力提高學生的思維品質(zhì)，樹立嚴謹科學的認知觀念。

（2）課堂教學學案

表3　課堂自主探究學案

（3）學生提出的問題及解決方案總結(jié)

將裝有二氧化硫的試管倒置于盛有蒸餾水的水槽中，并輕微晃動試管，至水面不再上升為止，并將所得溶液分為5份，分裝于其他試管中。

①亞硫酸的酸性與漂白性

取其中一支試管，滴加紫色石蕊試液，可以觀察到溶液變紅；另取其中一支試管，滴加品紅溶液并振蕩，溶液褪色，經(jīng)加熱后，溶液恢復(fù)為紅色。

結(jié)論：二氧化硫水溶液可使紫色石蕊變紅，說明具有酸性，且酸性比碳酸強（碳酸不可使紫色石蕊變紅）；二氧化硫不能使紫色石蕊褪色，但可使品紅褪色，說明二氧化硫只能漂白某些特定物質(zhì)，加熱恢復(fù)為紅色，說明漂白具有可逆性，為化合漂白。

②亞硫酸與氯化鈣是否反應(yīng)

取其中一支試管，滴加氯化鈣溶液，未見白色；滴加1～2滴氫氧化鈉溶液，可見有白色沉淀產(chǎn)生；振蕩試管，沉淀溶解。

結(jié)論：H2SO3與CaCl2不反應(yīng)，不會生成CaSO3沉淀。若真的反應(yīng)，則化學方程式為H2SO3+CaCl2= CaSO3+2HCl，違背強酸制弱酸原理。

滴加氫氧化鈉溶液后，在局部發(fā)生反應(yīng)H2SO3+ 2OH-+Ca2+=CaSO3↓+2H2O；振蕩試管后，溶液中還有過量H2SO3，發(fā)生反應(yīng)CaSO3+H2SO3=Ca（HSO3）2。因此，將二氧化硫通入氫氧化鈣溶液中，會有白色沉淀產(chǎn)生。

③二氧化硫的氧化性

取其中一支試管，滴加1～2滴Na2S溶液，可見有淡黃色沉淀產(chǎn)生，其原理為5SO2+2Na2S+2H2O=3S↓+4NaHSO3

④二氧化硫的還原性

取其中一支試管，用膠頭滴管取少量二氧化硫水溶液，分別滴于2只點滴板上，在其中一只點滴板對應(yīng)孔穴中分別滴加1～2滴雙氧水、新制氯水、高錳酸鉀溶液、稀硝酸，觀察現(xiàn)象，可見高錳酸鉀溶液褪色，其他無明顯變化。然后，再向2只點滴板的對應(yīng)孔穴中，滴加氯化鋇溶液，可見未滴加氧化劑的無明顯現(xiàn)象，而滴加了雙氧水、新制氯水、高錳酸鉀溶液、稀硝酸的孔穴中均有白色沉淀產(chǎn)生，因此，滴加氧化劑以后，溶液中有SO42-生成。

⑤Na2SO3是否也具有類似的氧化性和還原性對照上述③和④，用Na2SO3再進行一次反應(yīng)。⑥Fe2+也應(yīng)該具有類似的氧化性和還原性對照上述③和④，用Fe2+再進行一次反應(yīng)。四、案例反思

1.鼓勵和拓展開放性問題

在日常教育教學工作中，要注意引導學生靜下心來讀書，獨立閱讀有關(guān)文獻資料，引導學生開展合作性學習活動，讓學生在對話、交流和研討中增強合作意識和合作能力。鼓勵學生提出自己的問題，理性思考與實踐探索相結(jié)合，促進學生中學化學學習能力的提高，把動腦與動手結(jié)合起來。

在課堂教學中，教師要盡可能地成為組織者、引導者和互動者，要創(chuàng)設(shè)心情舒暢、寬松、和諧的課堂學習環(huán)境，讓學生能把自主學習、合作學習、探究學習三種學習方式融為一體；兼顧學科本體知識、學生視角、學生基礎(chǔ)等多方面的因素，設(shè)置難度平行、深度遞進、維度寬廣的問題支架。只有這樣，我們的課堂才能成為高效的課堂。

2.備課模式的轉(zhuǎn)變——解決和深化核心知識體系

通過SOLO理論可以有效了解學生的學習質(zhì)量和狀態(tài)，幫助教師制定高效的教學設(shè)計，幫助學生調(diào)整學習方式、方法，向更高層次學習水平發(fā)展［5］。因此，學生在深入學習時，應(yīng)具備一些基礎(chǔ)能力，以便在課堂教學的引導過程中，不斷拓寬學生思維的寬度和深度，以及強度。譬如，本案例中，從CO2→SO2性質(zhì)遷移是思維寬度的一種體現(xiàn)；從SO2→+4價S（Na2SO3）→Fe2+的轉(zhuǎn)變，則是思維深度的一種體現(xiàn)；從SO2→SO42-→SO42-檢驗→對照試驗的產(chǎn)生，則是思維的強度在不斷深化。

教學過程中，需要教師轉(zhuǎn)換角色，站在學生的角度去思考和認識問題。而如果只是簡單的思考，理想地認為學生的認知水平，則所設(shè)計的教學過程往往會有一些疏漏。因此本教學案例從開始就努力梳理學生已經(jīng)具備的知識結(jié)構(gòu)和問題，圍繞學生提出的問題展開切合學生實際的教學設(shè)計，但又不僅僅停留于學生所提問題層面，而是對問題進行深入的引導，讓學生進行自主探究，形成實驗方案。

本案例結(jié)合學生的實際學習困難和疑惑，對核心知識和體系進行解決和深化。教師不僅要認真?zhèn)湔n，鉆研教材，思考學科本體知識，更要注重搜集學生問題，對問題進行新的整合設(shè)計，以及要在課堂教學中靈活應(yīng)變，及時組織、加工形成新的問題支架，為課堂教學的順利推進搭好橋梁，為學生的創(chuàng)造力培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

［1］侯國偉，葛玉宏，鄒慶松.高中化學導學案編制的誤區(qū)分析及其對策［J］.化學教與學，2012（6）：27-28

［2］于鶴偉.構(gòu)建基于問題的科學思維課堂［J］.化學教學，2016（3）：42-43

［3］課程教材研究所化學課程教材研究開發(fā)中心.普通高中課程標準試驗教科書·化學1（必修）教師教學用書［M］.北京：人民教育出版社，2015：71

［4］［5］劉志華，謝潔純，羅俏芳.SOLO分類理論在評價化學平衡畫圖題中的應(yīng)用［J］.化學教學，2016（3）：79-81

1008-0546（2016）11-0056-04

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10.3969/j.issn.1008-0546.2016.11.018