一、目標(biāo)確定與內(nèi)容選取
結(jié)合項(xiàng)目學(xué)習(xí)的特點(diǎn)和學(xué)生學(xué)習(xí)元素化合物要達(dá)到的目標(biāo),在設(shè)計(jì)和實(shí)施過程中提出了三個(gè)層面的目標(biāo)。
1.知識(shí)與情境的融合問題:設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)上更注重以項(xiàng)目任務(wù)為明線,知識(shí)為暗線,最后由學(xué)生自主整理呈現(xiàn)。
2.項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和開展程度:項(xiàng)目學(xué)習(xí)不光強(qiáng)調(diào)情境,還強(qiáng)調(diào)學(xué)生完成一個(gè)項(xiàng)目任務(wù),強(qiáng)調(diào)基于項(xiàng)目問題解決的實(shí)踐活動(dòng)。故應(yīng)盡量給學(xué)生完整的活動(dòng)任務(wù);指導(dǎo)學(xué)生合理拆解任務(wù),達(dá)成問題解決;幫助學(xué)生根據(jù)任務(wù)難易,階梯性解決問題。
3.核心觀念的落實(shí)程度:選取多變價(jià)元素硫和氮為載體,探究典型物質(zhì)的預(yù)測(cè)分析角度,強(qiáng)化學(xué)生分析物質(zhì)性質(zhì)的一般研究方法的思維,并落實(shí)多價(jià)態(tài)與氧化還原劑選擇的思路,從而在元素觀、分類觀基礎(chǔ)上提升學(xué)生的轉(zhuǎn)化觀意識(shí)。
硫和氮元素的相關(guān)內(nèi)容是高中元素化合物教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容,且這部分知識(shí)豐富,具有元素化合物教學(xué)的典型性和代表性。同時(shí),酸雨作為生活中經(jīng)常聽到的話題,學(xué)生非常有必要了解其中的原理和奧妙,而酸雨的形成和防治與硫、氮元素的有關(guān)知識(shí)關(guān)系密切,因此我們選定了酸雨作為項(xiàng)目主題。
二、方案設(shè)計(jì)
項(xiàng)目學(xué)習(xí)的具體設(shè)計(jì)方案如表1所示。
三、實(shí)施過程
第一課時(shí)
師:(圖片展示)由環(huán)境污染現(xiàn)象引出人類面對(duì)的幾大環(huán)境污染問題。
生:學(xué)生根據(jù)自己已有的知識(shí)思考判斷。
師:誰引起樂山大佛的面容變化?如果你是研究員,又如何去探究這個(gè)罪魁禍?zhǔn)祝?/p>
生:尋找解決問題的思路,組內(nèi)交流,三個(gè)組分別匯報(bào)自己的想法。
師:提煉學(xué)生分析解決問題的脈絡(luò),總括解決問題的思路:危害來由,是什么→如何形成→如何防治。
師:每個(gè)小組制作一份《酸雨與我》的宣傳材料,組織同學(xué)到社區(qū)向居民開展宣傳活動(dòng)。
【任務(wù)一】認(rèn)識(shí)自然界中的酸雨,了解酸雨是什么。
師:詢問硫酸型酸雨的核心物質(zhì),核心元素。(要求小組合作,盡可能多地列出含硫的物質(zhì)。)
生:兩組同學(xué)上黑板羅列。一組按記憶常識(shí)想到什么羅列什么,另一組按二維圖框架線條走。
【任務(wù)二】認(rèn)識(shí)酸雨是如何形成的,探究二氧化硫的性質(zhì)。
師:利用學(xué)習(xí)過的動(dòng)態(tài)二維圖,思考酸雨是如何形成的。
【合作探討】小組設(shè)計(jì)在大氣中可能的SO2→H2SO4路徑,并標(biāo)出實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化的具體物質(zhì),說出設(shè)計(jì)依據(jù)。
生:二維圖上繪制SO2→H2SO4的路徑:SO2→SO3→H2SO4或SO2→H2SO3→H2SO4。加入的試劑是氧化劑。
師:引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考若在實(shí)驗(yàn)室還有哪些物質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)SO2 →SO42-(硫酸或硫酸鹽)。
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】
【實(shí)驗(yàn)實(shí)施】尋找合適的試劑來驗(yàn)證。
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】理論分析和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是否一致。
【組間交流】做了哪些實(shí)驗(yàn)?得到什么結(jié)論?認(rèn)識(shí)了物質(zhì)的哪些性質(zhì)?出現(xiàn)了哪些意外現(xiàn)象?產(chǎn)生了哪些問題?
師:類別變化價(jià)態(tài)也變化時(shí),可以尋找中間過渡物質(zhì)做橋梁。對(duì)于試劑的選擇無非就是若類別變了考慮二維圖上的類別線(即八點(diǎn)圖);有價(jià)態(tài)變化時(shí)考慮氧化、還原劑;兩者皆變,盡量合一考慮。
生:聆聽,記錄。
師:(圖片展示)SO2的生活用途:果脯、紅酒的添加劑。
【演示實(shí)驗(yàn)1】品紅的暫時(shí)漂白性褪色,加熱顏色又恢復(fù)。
生:聆聽,觀察。思考SO2漂白和氯氣漂白的區(qū)別。
【查閱資料】變廢為寶,了解硫酸的工業(yè)用途。
師:通過體會(huì)硫酸廠的分布之多之廣,讓學(xué)生體會(huì)硫酸不愧為工業(yè)之魂。
生:學(xué)生回憶初中已知的硫酸的性質(zhì)。
師:(圖片展示)冷濃硫酸的運(yùn)輸方法。
生:掌握新的概念:鈍化現(xiàn)象。
師:【實(shí)驗(yàn)演示2】濃硫酸與銅的反應(yīng)。
生:觀察實(shí)驗(yàn)裝置的特殊性(控制開始與結(jié)束的神奇設(shè)計(jì));仔細(xì)觀察現(xiàn)象,并及時(shí)記錄;分析現(xiàn)象,得出結(jié)論。
【演示實(shí)驗(yàn)3】黑面包實(shí)驗(yàn)。
(注意實(shí)驗(yàn)操作的準(zhǔn)確性;注意濃硫酸混合使用時(shí)的添加順序;及時(shí)提醒學(xué)生注意實(shí)驗(yàn)室安全注意事項(xiàng),實(shí)驗(yàn)觀察的要點(diǎn)。)
生:思考體現(xiàn)出的濃硫酸的脫水性、強(qiáng)氧化性。
第二課時(shí)
師:帶領(lǐng)學(xué)生回顧總結(jié)并在含硫物質(zhì)的二維結(jié)構(gòu)知識(shí)圖上呈現(xiàn),并引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)動(dòng)態(tài)分析應(yīng)用二維圖。
【任務(wù)三】酸雨如何防治,鞏固硫單質(zhì)及硫氧化物的性質(zhì)。
師:如何防治酸雨?
生:小組討論。
【匯報(bào)交流】從防和治兩個(gè)角度雙管齊下,用常識(shí)和已有化學(xué)知識(shí)解釋具體方法。
師:輔助學(xué)生提煉總結(jié)。
生:小組討論:落實(shí)具體的“防”是要防什么?怎么“治”?
師:將防治問題轉(zhuǎn)化為相對(duì)應(yīng)的化學(xué)學(xué)科問題——哪些含硫的物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為二氧化硫?說明推測(cè)的理論依據(jù)。
生:交流探討:自然因素——火山噴發(fā)。人為因素——化石燃料的燃燒,煙花爆竹的燃放,工廠廢氣,實(shí)驗(yàn)室排放等。
師:講解酸雨防治。
1.根本手段——預(yù)防:新能源開發(fā)C+H2O==CO+H2。
2.防治手段
(1)不釋放SO2: “固硫”過程——對(duì)煤(其中含硫?yàn)?.3%-5%)進(jìn)行處理,如選洗加工、綜合開發(fā)、在煤中加入適量的石灰石(生石灰)、對(duì)排放的煙進(jìn)行處理以回收SO2。
(2)已釋放的SO2:利用SO2的性質(zhì)(酸性;還原性)治理;種植綠色植物進(jìn)行吸收。
生:思考在防治措施中SO2的性質(zhì)如何體現(xiàn)。二維圖和八點(diǎn)圖的動(dòng)態(tài)應(yīng)用。
師:防治的一切措施都是依據(jù)化學(xué)中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系,將有污染的轉(zhuǎn)化為無污染并能被人類所利用的物質(zhì),或者直接從源頭不產(chǎn)生污染物。
【任務(wù)四】遷移應(yīng)用硝酸型酸雨問題的分析解決。
生:小組合作,拓展應(yīng)用:硝酸型酸雨的形成、防治。
師:遷移應(yīng)用所學(xué)到的分析解決環(huán)境問題的思路,研究硝酸型酸雨(重點(diǎn)是如何形成的過程)。
生:寫出從化學(xué)視角分析環(huán)境問題的角度(框架)和思路步驟以及所涉及的化學(xué)知識(shí)。
師:反饋學(xué)生對(duì)于硝酸型酸雨問題的整體看法。帶領(lǐng)學(xué)生在二維圖上勾勒出他們的思路途徑。
生:觀看視頻:實(shí)驗(yàn)1:氮氧放電。實(shí)驗(yàn)2:NO2與水反應(yīng)。
師:提醒學(xué)生觀察氣體顏色,水溶性區(qū)別;總結(jié)物質(zhì)的性質(zhì)。
師:重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)尾氣處理還原劑的優(yōu)勢(shì)。
生:交流汽車尾氣中氮氧化物如何來的?思考:如何處理尾氣?尋找哪類試劑?
師:還原劑的合理選擇:使NO或NO2與CO反應(yīng)生成;可參與大氣生態(tài)循環(huán)的無毒氣體。
生:自主學(xué)習(xí)。梳理本項(xiàng)目涉及的知識(shí)、思路方法;反思自己的收獲。小組合作,制作《酸雨與我》宣傳冊(cè)。