董淑梅

【摘要】在高三一輪復習過程中針對元素化合物的教學，普遍存在的是價-類二維圖的模式，學生學得很認真，背的很熟練，但是到了流程題，實驗題中仍舊不知道如何將所學的基礎知識運用起來。本文以“二氧化硫工業(yè)治理方法與化學習題相結合”為切入點幫助學生建構元素化合物知識與實際生產相結合的模型，便于學生對元素化合物知識的學習。

【關鍵詞】模型建構；二氧化硫治理；實踐研究

一、教學主題內容及教學現(xiàn)狀分析

（一）教學主題內容

二氧化硫工業(yè)治理方法與化學習題相結合。

（二）教學現(xiàn)狀分析

化學高考命題注重測量學生自主學習的能力，重視理論聯(lián)系實際，關注與化學有關的科學技術、社會經濟和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調發(fā)展，促進學生在知識和技能、過程和方法、情感態(tài)度和價值觀等方面的全面提升，全面檢測考生的化學科素養(yǎng)。

尤其在化工題中會滲透較多的元素化合物的基本知識，涉及到較多的實際化學方法，高三一輪復習過程中針對元素化合物的教學，普遍存在的是價-類二維圖的模式，學生學得很認真，背的很熟練，一問一答式習題做起來得心應手，但是分析流程題，實驗題，化學生產工藝的題中仍舊不知道如何將所學的基礎知識運用起來。因此要把價-類二維圖基本物質之間的轉化模式設計在實際問題中，即建構知識模型化，模型問題化，問題情境化。

學業(yè)要求：掌握二氧化硫的重要性質及應用；理解工業(yè)二氧化硫的治理方案的應用

二、教學思想與創(chuàng)新點

教學重難點及突破方法：

重點：如何運用二氧化硫的性質治理工業(yè)尾氣的排放。

難點：結合性質綜合全面進行方案的設計、分析、評價。

創(chuàng)新點：創(chuàng)設問題情境，建構模型設計分析法突破難點。

三、教學目標

宏觀辨識與微觀探析：能從工業(yè)治理及用途中認識二氧化硫性質的多樣性，并進行分類。

變化觀念與平衡思想：通過多種治理方法的學習，了解選擇適宜的治理方案需要的綜合考慮的條件。

證據(jù)推理與模型認知：通過二氧化硫的治理方法，運用模型分析學會其他有毒物質的治理方案設計，學會一種方案評價，進而建構模型，揭示現(xiàn)象的本質和規(guī)律。

實驗探究與創(chuàng)新意識：通過設計治理方案———電化學脫硫，培養(yǎng)創(chuàng)新意識；

科學精神與社會責任：通過評說二氧化硫的功與過，進一步增強學生學好化學的責任感，突出化學的社會價值。

四、基于證據(jù)推理與模型認知素養(yǎng)的教學流程

根據(jù)證據(jù)推理與模型認知素養(yǎng)的內涵和教學目標的指向，結合探究性學習中設計問題情境和探究活動的教學環(huán)節(jié)，可以尋找到一般的、有普遍意義的，且能體現(xiàn)內涵的課堂教學實踐活動的流程。在此過程中幫助學生構建模型并培養(yǎng)學生獨立建構簡單的解題模型的能力，能認識研究對象的本質特征、構成要素及其相互關系，運用模型解決化學問題，解釋化學現(xiàn)象和揭示事物現(xiàn)象的本質和規(guī)律。

教學實錄：

（一）明確學習任務———研究學習生產、生活中的二氧化硫

SO2從哪來—可以做什么—到哪去（治理和應用）

二氧化硫的工業(yè)治理方法包含了二氧化硫的來源以及基本性質。下面以其中的教學片斷為例探討在教學實踐中融入證據(jù)推理與模型認知素養(yǎng)的落實和養(yǎng)成。

（二）工業(yè)生產中的二氧化硫

用圖片強烈對比引出二氧化硫治理的必要性和緊迫性。了解SO2從哪來？有什么樣的性質？帶來什么樣的危害？

[教師]提出問題：怎么治理？

[學生]分組討論，學生代表板書展示，教師引導分析出理論依據(jù)———明確來源，二氧化硫的化學性質的結合，初步形成治理方案的模型。

[教師]在學生討論的基礎上歸納整理，結合實際的工業(yè)治理方法做簡單的介紹，在這過程中學生分析運用到的二氧化硫的性質，并結合實際應用的習題加以完善，幫助學生建構元素化合物的學習和解題模型。

【設計意圖】本節(jié)課的重難點在于了解二氧化硫的來源，通過學生對性質的掌握分析帶來的危害，根據(jù)二氧化硫的性質討論工業(yè)治理方法，熟悉化學習題設計中的問題情境，結合習題中的問題運用二氧化硫的性質分析，強調元素化合物知識在工業(yè)生產中的重要性。本節(jié)課就其中的石灰石/石膏濕法脫硫技術和雙堿法在習題中的應用為例，其他的方法將在課后的作業(yè)和習題中具體體現(xiàn)。

1.傳統(tǒng)鈣基固硫法———燃燒過程中的脫硫

[學生]書寫鈣基固硫的反應原理，利用二氧化硫的酸性氧化物和還原性質。

2.石灰石/石膏濕法脫硫技術

石灰石/石膏濕法脫硫工藝采用石灰石漿液作為吸吮劑鍋爐煙氣進入反應容器（FGD）通過升壓風機加壓，在吸收塔內吸收漿液與煙氣接觸混合，煙氣中的SO2與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的氧化空氣進行化學反應被脫除最終產物為石膏。

【結合應用一】石灰石-石膏法脫硫是除去工業(yè)煙氣中所含SO2的重要方法，其工藝分為兩步：一是吸收產生亞硫酸氫鈣，二是氧化產生石膏。某?；瘜W興趣

小組實驗模擬該工藝，設計裝置如圖：

（1）裝置B模擬產生含SO2的工業(yè)煙氣，則E裝置的作用是除去尾氣中的SO2。（2）實驗開始時，打開裝置B中分液漏斗的活塞，向燒瓶中逐滴滴加硫酸，D中立即產生了明顯的現(xiàn)象，造成產生這一現(xiàn)象的原因是（）。

A.該裝置的氣密性不夠好B.滴加硫酸的速率較快

C.使用的硫酸濃度較小D.石灰石漿液中碳酸鈣粉末的顆粒太小

（3）預計當裝置C中產生由渾濁變澄清的現(xiàn)象時，關閉裝置B中分液漏斗的活塞，再點燃裝置A處的酒精燈，觀察到的現(xiàn)象是溶液由澄清變渾濁。

【設計意圖】通過原理和工業(yè)方法的介紹了解，結合化學習題的應用讓學生建立一定的思維模式，無論如何變化習題都要從物質本身的性質出發(fā)，透過現(xiàn)象看本質，通過性質理論推出結論。讓學生感覺到實驗題、化工流程題都是和元素性質密切相關，從而引起學生對基本元素性質的重視。

3.海水法：海水法脫硫的原理和優(yōu)缺點的分析，形成完整的工業(yè)治理方案，突破難點。為理解分析其他工業(yè)治理建構模型，化難為易。

氨法脫硫，變廢為肥，充分利用資源，降低污染。

【設計意圖】運用學生現(xiàn)有知識基礎，熟練分析書寫原理，再通過完整過程的分析，提升學生分析問題全面嚴謹?shù)膽B(tài)度，樹立變廢為寶的治理理念。

[教師]工業(yè)治理方法還有很多例如：金屬氧化物脫硫法、活性炭吸附法、煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝（CFB- FGD）等。

4.工業(yè)治理方法，應綜合考慮哪些問題？

[學生]處理的方法要簡單易行，成本要低，除硫效率要高，能變廢為寶更好。

[教師]學會歸納反思，讓總結變成一種學習習慣和學習品質。

五、教學效果與反思

證據(jù)推理與模型認知視角下的教學實踐和教學目標是幫助學生通過探究活動樹立獨立分析的意識，以及依據(jù)物質組成或變化的內在規(guī)律提出模型假設與模型構建的能力，幫助學生建構應用模型解決化學問題的基本框架，由此實現(xiàn)“從化學的視角認識事物和解決問題的思想、方法、觀點”的化學學科價值。“二氧化硫工業(yè)治理方法與化學習題相結合”作為“證據(jù)推理與模型認知”視角下教學案例，有如下幾點感悟。

（一）本節(jié)課主要想達成的目標是幫助學生構建元素化合物在復習時的認知模型，即建構知識模型化，模型問題化，問題情境化。實現(xiàn)怎樣學以致用，學有所用，因此將習題貫穿在方法介紹中，在評價方法優(yōu)缺點時給學生以啟示，在解答實驗評價習題時從哪些角度入手，哪幾個方面解答。

（二）學生在評價實際工業(yè)治理方法時有一點小小的成就感，覺得自己運用所學的知識能夠評價實際生產，樂在其中，記憶深刻，在后面的習題解答中也能做得較好。

（三）對于二氧化硫的功與過學生要辯證的去分析，合理的使用，適度的用量會給人類社會帶來很多益處，從而對學生進行辯證思想的滲透。

【參考文獻】

[1]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018

[2]教育部考試中心.2018年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試大綱（理科）[M].北京：高等教育出版社，2017

（本文系2019年度廣州市白云區(qū)教育科研小型課題《培養(yǎng)“證據(jù)推理與模型認知”素養(yǎng)的高三化學教學實踐研究》的科研成果（課題編號：2019X KT172））