劉文 李從林

摘要：在高三復(fù)習(xí)課教學(xué)中通過對環(huán)境污染及防治知識的梳理和高考試題的解析，在完成高三復(fù)習(xí)課知識點教學(xué)的同時，探索化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)在高三復(fù)習(xí)課教學(xué)中的滲透，從更高層面追求化學(xué)學(xué)習(xí)的價值。

關(guān)鍵詞：化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng);環(huán)境污染及防治;高三;復(fù)習(xí)課教學(xué)

文章編號：1008-0546（2018）10-0043-03 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

一、教學(xué)背景

化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)[1]是現(xiàn)代社會公民必備的科學(xué)素養(yǎng)，是學(xué)生終身發(fā)展的重要基礎(chǔ)，學(xué)科核心素養(yǎng)中的“科學(xué)精神和社會責(zé)任”是從更高層面追求化學(xué)學(xué)習(xí)的價值。在高三復(fù)習(xí)課教學(xué)中如何通過適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)素材提升學(xué)生的社會責(zé)任感，值得探究。

筆者結(jié)合自己的教學(xué)實踐，以“中學(xué)化學(xué)與環(huán)境污染及防治”為例，嘗試在梳理高三一輪復(fù)習(xí)知識的同時，關(guān)注“社會責(zé)任感”在課堂教學(xué)中的滲透。教學(xué)中通過五個問題逐層推進(jìn)，從環(huán)境污染及防治的現(xiàn)狀、環(huán)境污染及防治與學(xué)生的關(guān)系、環(huán)境污染及防治的化學(xué)原理、環(huán)境污染預(yù)防措施四個方面設(shè)計問題作為課堂知識線。以教材中環(huán)境污染及防治知識點的梳理和用化學(xué)原理治理環(huán)境污染在高考中的考查作為課堂教學(xué)的重點。最后學(xué)生通過討論“問題5：環(huán)境污染的防治對每一個社會成員提出了什么要求？”，感受環(huán)境污染及防治與每一個社會成員的社會責(zé)任感緊密相連。

二、課堂結(jié)構(gòu)

三、教材分析

在高中教材中有很多涉及環(huán)境污染與治理的知識分布在教材的不同章節(jié)，與不同的化學(xué)原理相融合。帶著學(xué)生對教材中環(huán)境污染與防治知識的梳理不僅是對知識點的整合，更是在教學(xué)中滲透社會責(zé)任感培養(yǎng)的良好時機(jī)，能讓教師在完成高三復(fù)習(xí)備考的同時追求更高層面的化學(xué)學(xué)科價值。

四、教學(xué)目標(biāo)

（1）了解教材和高考中的環(huán)境污染及防治知識。

（2）體會變化觀念和平衡思想在環(huán)境污染及防治中的應(yīng)用。

（3）感悟科學(xué)精神與社會責(zé)任在環(huán)境污染防治中的重要作用。

五、教學(xué)重難點

（1）教材中環(huán)境污染及防治的知識。

（2）理解化學(xué)原理在環(huán)境污染防治中的應(yīng)用。

六、教學(xué)過程

[教師]上課前跟同學(xué)們分享一個視頻，PPT投影——美麗的塞罕壩視頻1（剪輯版44秒）。

第一次看到這個視頻我就想起黨的十九大之后火起來的一句話——綠水青山就是金山銀山！

問題1：十九大之后為什么這句話變得非?；穑?/p>

[學(xué)生]因為現(xiàn)在的環(huán)境污染非常嚴(yán)重，必須引起全社會的重視。

設(shè)計意圖：導(dǎo)課。

問題2：環(huán)境污染離我們有多近？

[學(xué)生]介紹日常生活中遇到的環(huán)境污染。認(rèn)識到環(huán)境污染就在我們身邊！

[教師]環(huán)境污染不僅在日常生活中常見，而且環(huán)境污染及防治的相關(guān)知識也默默地伴隨著我們高中三年的學(xué)習(xí)，課本中有許多環(huán)境污染及防治的知識分布在不同的章節(jié)。

（PPT投影表1）.

設(shè)計意圖：引導(dǎo)學(xué)生回歸教材，重視教材在高考備考中的重要作用。

[教師]下面PPT中展示的是課本中兩個與環(huán)境污染治理相關(guān)的內(nèi)容，請同學(xué)們討論問題3。

問題3：下列環(huán)境污染治理過程中用了哪些化學(xué)原理？

（PPT投影）

《化學(xué) 必修一（人教版）》P95課后習(xí)題第2題（2）“治理汽車尾氣中NO和CO的一種方法是：在汽車的排氣管上裝一個催化轉(zhuǎn)化裝置，使NO與CO反應(yīng)，生成CO₂和N₂。反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______（答案2NO+2CO=2CO₂+N₂）”

《化學(xué)選修四（人教版）》P62“1.沉淀的生成在涉及無機(jī)制備、提純工藝的生產(chǎn)、科研、廢水處理等領(lǐng)域中，常利用生成沉淀來達(dá)到分離或除去某些離子的目的，……以Na₂S、H₂S等作沉淀劑，使某些金屬離子如Cu²⁺、Hg²⁺等，生成極難溶的硫化物CUS、HgS等沉淀，……”

[學(xué)生]氧化還原反應(yīng)原理和沉淀法。

[教師]非常好！利用氧化還原反應(yīng)將有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化成無毒物質(zhì)再進(jìn)行排放，能有效減少環(huán)境污染，這就是變化觀念在治理污染中的最好體現(xiàn);將有毒粒子轉(zhuǎn)化成沉淀從水體中分離出來也是難溶電解質(zhì)溶解平衡原理的一個應(yīng)用。這些處理環(huán)境污染的知識也是高考考查的一個熱點。下面我們選幾道高考試題來看看。

（PPT投影）

例題1：（2016上海四節(jié)選）NaCN超標(biāo)的電鍍廢水可用兩段氧化法處理：

（1）……（2）NaOCN與NaClO反應(yīng)，生成Na₂CO₃、CO₂、NaCl和N₂

已知HCN（K_i=6.3×10^-10）有劇毒;HCN、HOCN中N元素的化合價相同。

寫出第二次氧化時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_。（答案：20CN^-+3ClO^-=CO₂↑+CO₃^2-+3Cl^-+N₂↑）

[學(xué)生]交流討論形成答案。

[教師]點評。從該試題可以看出，在治理環(huán)境污染方面，仍然遵循了教材中的思想，采用變化的觀念，將有毒的含氮廢水通過氧化還原反應(yīng)原理轉(zhuǎn)化成了無毒物質(zhì)再排放。而電化學(xué)原理的本質(zhì)也是氧化還原反應(yīng)原理，因此電化學(xué)原理在環(huán)境污染治理中也有重要的應(yīng)用價值。

（PPT投影）

例題2：（2011·天津理綜，10節(jié)選）工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-……必須進(jìn)行處理。常用的處理方法有兩種。

方法1：……

方法2：電解法

該法用Fe作電極電解含Cr₂O₇^2-的酸性廢水，隨著電解進(jìn)行，在陰極附近溶液pH升高，產(chǎn)生Cr（OH）₃沉淀。

（5）用Fe作電極的原因為_______（答案：陽極Fe-2e^-=Fe²⁺，提供還原劑Fe²⁺還原Cr₂O₇^2-）

（6）在陰極附近溶液pH升高的原因是（用電極反應(yīng)解釋）_______（答案：2H⁺+2e^-= H₂↑），溶液中同時生成的沉淀還有_______（答案：Fe（OH）₃）。

[教師]將Cr³⁺從廢水中沉淀出來是平衡觀念在環(huán)境環(huán)境污染治理中的重要應(yīng)用。

（PPT投影）

例題3：（2011·天津理綜，10節(jié)選）工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr₂O₇^2-和CrO₃^2-，……常用的處理方法有兩種。

方法1：還原沉淀法……

（4）……Cr（OH）₃在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr（OH）₃（s）Cr³⁺（aq）+30H^-（aq）

常溫下，Cr（OH）³的溶度積K_sp=c（Cr³⁺）·c³（OH^-）=10^-32，要使c（Cr³⁺）降至10^-5mol·L^-1”溶液的pH應(yīng)調(diào)至_______。（答案：5）

（PPT投影）

例題4：（2017天津理綜10節(jié)選）H₂S和SO₂會對環(huán)境和人體健康帶來極大的危害，工業(yè)上采取多種方法減少這些有害氣體的排放，回答下列方法中的問題。

Ⅰ.H₂S的除去……

Ⅱ.SO₂的除去

方法1（雙堿法）：用NaOH吸收SO₂，并用CaO使NaOH再生

（4）……CaO在水中存在如下轉(zhuǎn)化：CaO（s）+H₂O（1）=Ca（OH）₂（s）Ca²⁺（aq）+2OH^-（aq）從平衡移動的角度，簡述過程②NaOH再生的原理_______。

（答案：SO₃^2-與Ca²⁺生成CaSO₃沉淀，平衡向正向移動，有NaOH生成）

方法2：用氨水除去SO₂

（5）已知25℃，NH₃·H₂O的K_b=1.8×10^-5，……。若氨水的濃度為2.0mol·L^-1，溶液中的c（OH^-）=_______mol·L^-1?！ù鸢福?.0×10^-3）

設(shè)計意圖：通過高考試題中環(huán)境污染治理和課本中環(huán)境污染治理知識的對接，讓學(xué)生更深切地體會化學(xué)原理在改善人民生活方面的重要作用。

[教師]從課本和高考試題可見，處理環(huán)境污染問題不僅沉淀溶解平衡有應(yīng)用，電離平衡和水解平衡等基本化學(xué)原理都有重要的應(yīng)用價值。

問題4環(huán)境污染的治理是不是應(yīng)對環(huán)境污染的最佳選擇？

[學(xué)生]不是。應(yīng)從源頭上預(yù)防環(huán)境污染的發(fā)生！

[教師]有關(guān)環(huán)境污染預(yù)防的知識在教材中也有體現(xiàn)。

（PPT投影表2）

（PPT投影）

《化學(xué)必修二（人教版）》101圖4-13綠色化學(xué)示意圖

[教師]開發(fā)綠色化學(xué)新工藝，提高原子利用率，是預(yù)防環(huán)境污染的重要方法。

（PPT投影）

例題5：原子利用率常用來衡量化學(xué)反應(yīng)過程的原子經(jīng)濟(jì)性，其計算公式為：原子利用率=（目標(biāo)生成物的質(zhì)量參加該反應(yīng)所有反應(yīng)物的總質(zhì)量）x 100%，下面是新型自來水消毒劑C10z的生產(chǎn)方法之一，氯酸鈉和鹽酸法：方程式為：2NaClO₃+4HCl=2NaCl+2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O，此方法的原子利用率為_______%（答案37.6%）

設(shè)計意圖：通過綠色化學(xué)概念的講解，讓學(xué)生體會從源頭防治環(huán)境污染的重要性，理解開發(fā)原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)的重要意義。

[教師]能治理、會預(yù)防都不是解決環(huán)境污染問題的關(guān)鍵，請同學(xué)們討論問題5。

問題5：環(huán)境污染的防治對每一個社會成員提出了什么要求？

[學(xué)生]交流討論，發(fā)表自己的看法。

[教師]環(huán)境污染的防治，僅有科學(xué)的治理知識和預(yù)防方法還不行！我們還必須有社會責(zé)任感和正確的價值觀。有了社會責(zé)任感和正確的價值觀，我們每一個人就都能享受綠水青山。

最后，再分享一段視頻給同學(xué)們——美麗的塞罕壩視頻2（剪輯版1min）。

[教師]不可想象，沒有森林，地球和人類會是什么樣子！我們追求人與自然的和諧、經(jīng)濟(jì)與社會的和諧，既要金山銀山，又要綠水青山，綠水青山就是金山銀山。這就是習(xí)近平總書記提出的應(yīng)對環(huán)境污染的正確價值觀！

七、教學(xué)反思

今天的學(xué)生將來是建設(shè)祖國的主力軍，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感，在某種程度上來說比傳授知識更為重要。高三一輪復(fù)習(xí)的重要任務(wù)包括對教材知識點進(jìn)行系統(tǒng)梳理，許多分散的知識點在此時可以整體化、系統(tǒng)化。因此，我們高三教師在教學(xué)中可以利用有利的教學(xué)素材，整合學(xué)科知識，適時在教學(xué)中滲透社會責(zé)任感的培養(yǎng)，實現(xiàn)化學(xué)學(xué)科價值更高層面的追求！

參考文獻(xiàn)

[1]教育部基礎(chǔ)教育課程教材專家工作委員會·普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)修訂組.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：人民教育出版社，2017：6