顏成

基于“問題”引領(lǐng)的“硫的氧化物”教學(xué)案例

顏成

（江蘇省溧水高級中學(xué)江蘇南京211200）

針對目前導(dǎo)學(xué)案使用的不合理情況進(jìn)行深入思考，以“硫的氧化物”一課為例，對導(dǎo)學(xué)案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。問題是教學(xué)過程的核心，也是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)模式。同時(shí)注重問題的寬度、深度和強(qiáng)度，幫助學(xué)生調(diào)整學(xué)習(xí)方式、方法，提高學(xué)習(xí)水平，促進(jìn)教師備課方式的改變。

問題；導(dǎo)學(xué)案；教學(xué)案例；硫的氧化物

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

“最近發(fā)展區(qū)”理論指出，教學(xué)的著眼點(diǎn)應(yīng)是在學(xué)生已解決問題的基礎(chǔ)上提出新的問題，學(xué)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(zhǔn)確把握學(xué)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(diǎn)。

導(dǎo)學(xué)案最大的優(yōu)點(diǎn)是充分體現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的優(yōu)點(diǎn)。導(dǎo)學(xué)案不合理編制的最大缺點(diǎn)是限定和固化了學(xué)生思維。鑒于此，筆者在對“硫的氧化物”進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，采取以“解決核心問題”為引領(lǐng)的教學(xué)模式，將學(xué)案細(xì)化分為課前自主學(xué)習(xí)學(xué)案和課堂自主探究學(xué)案兩個部分，利用學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)過程中提出的問題，將問題進(jìn)行優(yōu)化重組，從而引領(lǐng)課堂教學(xué)。

一、教材分析

“硫的氧化物”是人教版《化學(xué)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(shí)內(nèi)容，是中學(xué)階段學(xué)習(xí)非金屬氧化物性質(zhì)的重點(diǎn)內(nèi)容。這章內(nèi)容，教科書從空氣質(zhì)量日報(bào)引出環(huán)境問題，最后落實(shí)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(xué)思路是先弄清污染物的性質(zhì)，然后讓學(xué)生了解引起大氣污染的原因，從而引導(dǎo)學(xué)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(xué)的重點(diǎn)為二氧化硫的酸性氧化物、氧化性、還原性及漂白性。在教學(xué)過程中，滲透物質(zhì)的類別觀念，強(qiáng)調(diào)酸性氧化物的對比學(xué)習(xí)；同時(shí)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(xué)情的三維目標(biāo)構(gòu)建

心理學(xué)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(dāng)提出的問題需借助于那些他所沒掌握的知識才能解決時(shí)，思維過程才能發(fā)生。”學(xué)生在初中及高一前一階段的學(xué)習(xí)，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(xué)生通過自主學(xué)習(xí)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(shí)也具備了深入解決問題的基礎(chǔ)，如在自主學(xué)習(xí)學(xué)案中預(yù)設(shè)了氧化還原的概念等。因此，為激發(fā)學(xué)生的思維，筆者將三維目標(biāo)分步設(shè)立，并設(shè)置了以下三維目標(biāo)（見表1）。

三、教學(xué)過程設(shè)計(jì)

該教學(xué)案例以“學(xué)生的問題”為線索，通過對導(dǎo)學(xué)案的設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生進(jìn)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(xué)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(xué)生考慮問題的方式、方法、角度等得到新的認(rèn)識。這個過程也是學(xué)生合作學(xué)習(xí)的一種方式，也為后續(xù)的探究性學(xué)習(xí)提供了基礎(chǔ)。同時(shí)利用問題，引導(dǎo)學(xué)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(jìn)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(xué)習(xí)學(xué)案

圖1　教學(xué)過程設(shè)計(jì)

1.學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)階段

表2　課前自主學(xué)習(xí)學(xué)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(jì)意圖】

課前自主學(xué)習(xí)學(xué)案的目的，是讓學(xué)生對所要學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行充分的掌握。通過學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，提前意識到學(xué)習(xí)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(xué)提供基礎(chǔ)。

圖2　SOLO分類理論模型

同時(shí)，根據(jù)SOLO理論［4］編制了部分習(xí)題，以了解學(xué)生自我預(yù)習(xí)的效果以及學(xué)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(xué)生對課本中的內(nèi)容進(jìn)行內(nèi)化，并要能結(jié)合相關(guān)知識進(jìn)行多點(diǎn)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(xiàng)需要學(xué)生聯(lián)系氯氣、二氧化碳的性質(zhì)進(jìn)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(xué)生結(jié)合預(yù)習(xí)及習(xí)題中出現(xiàn)的問題，進(jìn)行仔細(xì)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(xué)生的問題主要可以分為三類。

⑴對教學(xué)無實(shí)際意義

有的學(xué)生提出的問題，對該課堂教學(xué)無實(shí)際意義和幫助。如有學(xué)生提出品紅的化學(xué)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(xué)過程的選擇中，可以進(jìn)行淡化處理。可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行相互間的交流，也可以去查閱資料進(jìn)行解決。這樣操作可以有效拓展學(xué)生的知識面，培養(yǎng)他們學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

⑵對教材進(jìn)行補(bǔ)充

有的學(xué)生提出的一些問題對教材進(jìn)行了適當(dāng)?shù)难a(bǔ)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(dāng)選擇穿插進(jìn)入課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中。若過多深入，組織討論，則會沖淡教學(xué)主題，使核心知識的學(xué)習(xí)受到?jīng)_擊。

⑶對核心知識進(jìn)行深化

有部分學(xué)生針對課本內(nèi)容進(jìn)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(qiáng)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(jìn)行適當(dāng)?shù)臍w類整理，并進(jìn)行二次備課，重新修訂教學(xué)設(shè)計(jì)，以學(xué)生的問題引領(lǐng)課堂教學(xué)。

【設(shè)計(jì)意圖】

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

3.課堂解決問題階段

（1）課堂教學(xué)流程

圖3　課堂教學(xué)流程

【問題1設(shè)計(jì)意圖】

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

【問題2設(shè)計(jì)意圖】

引導(dǎo)學(xué)生通過自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)加深對二氧化硫酸性氧化物的認(rèn)識，并且通過遷移類比CO2，來認(rèn)知二氧化硫與堿的反應(yīng)等；同時(shí)也加深學(xué)生對亞硫酸酸性與碳酸酸性強(qiáng)弱的認(rèn)識。

【問題3設(shè)計(jì)意圖】

引導(dǎo)學(xué)生通過自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)去認(rèn)知二氧化硫的漂白與氯水漂白的機(jī)理不同。

【問題4、問題5設(shè)計(jì)意圖】

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

【問題6設(shè)計(jì)意圖】

問題1至問題5都是在螺旋式地提升學(xué)生認(rèn)知問題的寬度、深度，為問題6的展開進(jìn)行了鋪墊。因此本節(jié)課的教學(xué)的重要環(huán)節(jié)就落在了最后一個問題上。實(shí)驗(yàn)是科學(xué)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(xué)生已經(jīng)具備解決問題的能力前提下，引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行小組討論交流，加強(qiáng)學(xué)生對物質(zhì)變化的深層次規(guī)律性的認(rèn)識，注重思維的寬度、深度及強(qiáng)度，努力提高學(xué)生的思維品質(zhì)，樹立嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的認(rèn)知觀念。

（2）課堂教學(xué)學(xué)案

表3　課堂自主探究學(xué)案

（3）學(xué)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(qiáng)（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(xué)方程式為H2SO3+CaCl2= CaSO3+2HCl，違背強(qiáng)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(diǎn)滴板上，在其中一只點(diǎn)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(diǎn)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(jìn)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(jìn)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(xué)工作中，要注意引導(dǎo)學(xué)生靜下心來讀書，獨(dú)立閱讀有關(guān)文獻(xiàn)資料，引導(dǎo)學(xué)生開展合作性學(xué)習(xí)活動，讓學(xué)生在對話、交流和研討中增強(qiáng)合作意識和合作能力。鼓勵學(xué)生提出自己的問題，理性思考與實(shí)踐探索相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)能力的提高，把動腦與動手結(jié)合起來。

在課堂教學(xué)中，教師要盡可能地成為組織者、引導(dǎo)者和互動者，要創(chuàng)設(shè)心情舒暢、寬松、和諧的課堂學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生能把自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)三種學(xué)習(xí)方式融為一體；兼顧學(xué)科本體知識、學(xué)生視角、學(xué)生基礎(chǔ)等多方面的因素，設(shè)置難度平行、深度遞進(jìn)、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(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量和狀態(tài)，幫助教師制定高效的教學(xué)設(shè)計(jì)，幫助學(xué)生調(diào)整學(xué)習(xí)方式、方法，向更高層次學(xué)習(xí)水平發(fā)展［5］。因此，學(xué)生在深入學(xué)習(xí)時(shí)，應(yīng)具備一些基礎(chǔ)能力，以便在課堂教學(xué)的引導(dǎo)過程中，不斷拓寬學(xué)生思維的寬度和深度，以及強(qiáng)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(jià)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(yàn)→對照試驗(yàn)的產(chǎn)生，則是思維的強(qiáng)度在不斷深化。

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

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

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