黃麗 陳迪妹 葉劍強

[摘 要]化學學科核心素養(yǎng)的落實是當前高中化學課堂教學共同追求的目標。學生在提升核心素養(yǎng)的過程中突破以往機械記憶知識的學習定位，深入挖掘教師課堂上創(chuàng)設的問題，發(fā)展自己的高階思維，達到深度學習的目的。

[關鍵詞]化學學科核心素養(yǎng);高階思維;硫及其化合物;深度學習

[中圖分類號]? ? G633.8? ? ? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2022）02-0056-04

隨著基礎教育課程改革的推進，化學教學專家對化學教學理念進行了一定程度的改革和調整，其中最引人關注的便是“化學學科核心素養(yǎng)”的提出?！镀胀ǜ咧谢瘜W課程標準（2017年版）》[1]中就提到了“化學學科核心素養(yǎng)”，并將其分為“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認知”“科學探究與創(chuàng)新意識”“科學態(tài)度與社會責任”，這體現了當代社會對高素養(yǎng)、綜合型人才的需求。本文以“硫及其化合物”的教學為例，基于化學學科核心素養(yǎng)對該課進行設計與實施的。

一、教學理念

目前，學生的化學學習大多停留在淺層，學生只是被動地接受知識，雖然也開展了自主、合作、探究等學習，但只關注知識的外在形式而忽略了精神本質，并不能真正理解知識[2]。要落實“素養(yǎng)為本”的教學，必然離不開深度學習和高階思維的發(fā)展。

深度學習是指學習者在理解知識的基礎上，積極主動地、批判性地學習新知識和新思想，并將它們融入自身原有的認知結構，從而進行有效的知識遷移和問題解決的一種學習[3]。深度學習同時也是一種基于高階思維發(fā)展的理解性學習，二者共同助力學生學科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

“硫及其化合物”屬于元素化合物知識內容。要想通過該主題內容的學習促進學生學科核心素養(yǎng)的發(fā)展，必須上升到化學學科的核心觀念層面，讓學生能夠從整體視角去學習新內容?！皟r類二維圖”為元素化合物知識的學習提供了一種新的視角，即從物質的分類和元素的價態(tài)去分析某元素及其化合物的性質和用途。本節(jié)課的教學正是在“結構決定性質，性質決定用途”總體思路的引導下，嵌入“物質分類”和“元素價態(tài)”的學科思想，促進學生深度學習，從而培養(yǎng)學生的化學學科核心素養(yǎng)和高階思維。

二、教學設計

（一）教材分析

1.主要內容

“硫及其化合物”是人教版化學教材第二冊第五章第一節(jié)第一課時的內容，具體包括硫單質、硫的氧化物（SO2和SO3）的性質以及它們之間的轉化等知識點。本節(jié)課可根據硫元素在元素周期表中的位置，利用原子結構和元素性質的關系以及氧化還原反應來展開教學，還可引導學生從物質類別和元素價態(tài)的角度，采用實驗探究的方法來學習相關性質。

2.地位與作用

本節(jié)課是非金屬元素氯的延續(xù)學習，同時也是對元素化合物的學習思路（結構決定性質，性質決定用途）的復習鞏固。本節(jié)內容涉及硫單質及其化合物之間的轉化，通過學習學生可認識物質及其轉化的重要價值，形成變化觀念。學生通過應用原子結構和元素周期律的知識，可預測、推斷元素及其化合物的性質。教師引導學生從物質類別和元素價態(tài)兩個視角，結合實驗來認識硫及其化合物的性質，既可幫助學生強化“位、構、性”的思想，又可促進學生“宏觀辨識與微觀探析”核心素養(yǎng)的發(fā)展。

（二）學情分析

學生已學習了物質的分類及轉化、氧化還原反應、常見的金屬元素和非金屬元素氯的性質與用途，能夠初步根據原子結構和元素周期律對物質的性質進行簡單的預測。同時，學生的抽象思維能力已有一定程度的發(fā)展，具備一定的邏輯推理能力，能夠根據以前學過的知識原理以及實驗現象預測、推斷物質的性質。此外，學生對化學現象充滿強烈的好奇心，渴望通過親自動手實驗來探究知識奧秘。

（三）教學目標

（1）通過分析硫原子的結構，推斷硫元素可能具備的性質，強化宏微結合的思維方式;

（2）通過實驗探究的方式，了解SO2的主要化學性質，并能夠從物質類別和元素價態(tài)兩個角度對其化學性質進行歸類;

（3）通過SO2與水、氧氣的反應，初步建立可逆反應的概念;

（4）通過觀看視頻，認識并能夠說出SO2對社會發(fā)展的作用以及危害，培養(yǎng)從對立統(tǒng)一的角度辯證地看待化學物質的思維;

（5）通過學習SO3與水反應生成硫酸，體會“從化學走向社會”的意義。

“素養(yǎng)為本”的化學課堂教學設計應注重教學板塊與學習任務的一致性，保證學生在教師創(chuàng)設的教學情境中能夠調動起學習積極性，樂于探究、勤于動手，在完成學習任務的過程中發(fā)展自己的高階思維能力和知識遷移能力。

（四）教學流程（見圖1）

三、教學過程

【多媒體播放】火山爆發(fā)視頻。

【教師提問】

（1）火山噴發(fā)出來的氣體的主要成分是什么？

（2）火山熔漿的主要成分是什么？

（3）火山爆發(fā)對人類的危害是什么？有益處嗎？

【教師引導】閱讀課本第7頁的“資料卡片”。

設計意圖：通過利用多媒體展示硫元素在自然界中的存在形式，并從化學的角度對火山爆發(fā)進行分析，讓學生感受大自然與化學的緊密聯系，辯證看待某一現象對人類的影響，進而培養(yǎng)學生辯證統(tǒng)一的科學思維。

【教師引導】引導學生畫出硫原子和S2-的結構示意圖，明白硫元素容易得到電子，具有很強的氧化性。

【追問】同一主族的氧原子也具有氧化性，為什么硫遇上氧時顯+4價或+6價而不是-2價呢？

【學生回答】氧與硫處于同一主族，但氧的電子層比硫少，氧化能力比硫強，因此硫與氧結合時通常顯+4價或+6價而不是-2價。

設計意圖：借助原子結構示意圖，讓學生明白氧原子的氧化性比硫原子強，為后續(xù)學習硫單質和氯氣的氧化性比較奠定基礎，同時強化學生的微觀意識和宏微結合的思維方式。

后續(xù)的學習環(huán)節(jié)中需要學生從元素價態(tài)的角度去學習元素化合物知識，因此提前讓學生明白硫元素存在幾種價態(tài)可為學生搭建學習的腳手架，為學生高階思維的發(fā)展奠定基礎。

【課件展示】硫元素的價態(tài)：-2、0、+4、+6。

【教師提問】硫元素處于最低價態(tài)、中間價態(tài)以及最高價態(tài)時分別具有什么性質？

【學生回答】硫元素處于最低價態(tài)時只有還原性，處于中間價態(tài)時既有氧化性又有還原性，處于最高價態(tài)時只有氧化性。

化學學習需要一定的方法指導，學生只有掌握了一定的學習方法，在新的問題情境中才會調動自身的已有知識經驗，并在解決問題的過程中不斷激活思維，發(fā)展知識遷移應用能力。一些“硫及其化合物”的教學設計在介紹SO2的性質時，雖然也涉及酸性氧化物和元素價態(tài)的內容，但都是比較獨立的，并未從方法的高度進行匯總，因此，本課的教學設計注重從方法的視角去引導學生深度學習。

先從物質類別的角度（單質—氧化物—酸—堿—鹽）展開教學，即從硫單質開始學習。

【課件展示】體現單質硫氧化性和還原性的化學方程式。

【教師提問】對比Cl2和Cu、Fe反應的化學方程式，思考S和Cl2誰的氧化性更強，原因是什么，如何證明。（從產物被氧化后價態(tài)的高低去分析）

【學生回答】Cl2的氧化性強于S，因為Cl的原子半徑小于S，更易得到電子，所以氧化性更強。

【證明】與Cl2反應的產物的價態(tài)高于與S反應的產物的價態(tài)，如Cl2能夠將Fe、Cu氧化到最高價態(tài)+3價和+2價，而S只能將它們氧化到+2價和+1價。

設計意圖：強化元素周期律和原子結構的知識學習，并在此基礎上進行運用、拓展，使學生通過氧化性差異的對比，提高對比學習的能力以及批判性思維能力，深化學生對這部分知識的理解。

【課件展示】展示介紹硫單質用途的相關圖片。

設計意圖：體現“從化學走向社會”的理念，讓學生感受到化學對社會發(fā)展和人類生活所做出的貢獻。通過介紹用硫黃處理散落的水銀的生活案例，提高學生的實驗安全意識，助其掌握有關實驗安全的知識。

【教師提問】SO2易溶于水，如何證明？

【小組探究】學生小組討論思考，設計實驗方案（見表1），再師生一起點評。

【學生實驗】完成課本實驗5-1和實驗5-2，并填寫課件中的表格（見表2）。

設計意圖：先讓學生思考實驗方案，體驗科學探究的過程和樂趣，這有助于轉變學生的學習方式，提升學生的思維能力。小組合作討論旨在鍛煉學生的溝通表達能力，生生之間的交流能夠讓學生突破自身的認知限制，避免思維定式，活躍思維。

【教師提問】根據物質的分類，SO2 屬于哪一類？其定義是什么？

【學生回答】SO2 屬于酸性氧化物。酸性氧化物是與堿反應只生成鹽和水的氧化物，可以與堿和堿性氧化物反應。

【追問】你們能寫出相應的化學方程式嗎？（提示：SO2 的性質與CO2相似）

【學生回答】SO2? + 2NaOH=Na2SO3 + H2O;[SO2+CaO△CaSO3 ]。

設計意圖：學生經過該環(huán)節(jié)的學習能更加明白這類化合物的通性，本環(huán)節(jié)起到一定的歸納提升作用。

介紹SO2與水的反應，引出可逆反應的定義以及特征。學生在聽完教師講解后再完成幾道習題去鞏固相應的知識，并說出可逆反應的判斷依據。學生判斷的過程便是積極主動地掌握知識的過程。

【教師講述】二氧化硫中的硫顯+4價，它會有怎樣的性質呢？接下來就讓我們從元素價態(tài)的角度進行分析。請同學們先根據自己的已有知識和預習的結果寫出相關的化學方程式。

【學生回答】化學方程式為2SO2 + O2 [催化劑][? ]2SO3。

【課件播放】

（1）氧化性（+4→0）：SO2? + 2H2S=3S↓+ 2H2O。

（2）還原性（+4→+6）：SO2 + Cl2 + 2H2O=2HCl + H2SO4（弱酸制強酸）。

（3）可逆反應：2SO2 + O2 [催化劑][? ]2SO3。

設計意圖：該部分知識學習難度不大，但學生知識積累較少，不能在頭腦中有效搜索到與SO2氧化還原性有關的化學方程式，需要教師發(fā)揮指導者和引領者的作用進行相應引導。通過體現SO2還原性的反應方程式介紹一類新的反應——弱酸制取強酸，從而豐富學生對化學反應的認識，為后續(xù)學習空氣吹出法提取溴單質等有關知識做好鋪墊，拓展學生的認知。

【教師引導】通過實驗5-2可知SO2的漂白作用是暫時的，那么它的漂白原理是什么？它又有何用處？

【課件展示】SO2的漂白原理及其用途。

【教師補充】揭露商家利用SO2的漂白性所做的一些危害人類健康的事情，并借此對學生進行思想教育。

【課件展示】SO2的用途：制取硫酸，做防腐劑、漂白劑、殺菌劑等。

【課件展示】介紹SO2危害的圖片。

設計意圖：借助課件讓學生掌握SO2的用途和危害，引導學生關注社會熱點，也讓學生明白事物具有正反面，明白化學可為社會做出貢獻，但使用不當也會對社會造成危害，培養(yǎng)學生“科學態(tài)度與社會責任”核心素養(yǎng)。

介紹SO3的化學性質時，讓學生仿照前面SO2的學習思路，自己完成這部分知識的建構，并上臺展示學習成果。

設計意圖：給學生思維遷移的機會，檢驗學生對知識的掌握程度，強化學生學習方法的掌握。

【布置作業(yè)】

（1）SO2、Cl2、Na2O2和活性炭均具有漂白性，它們的漂白性有何區(qū)別？

（2）將SO2和Cl2通入品紅溶液，溶液顏色如何變化？原因是什么？

（3）使用SO2是弊大于利還是利大于弊？理由是什么？

設計意圖：知識的學習不應局限于課堂，更重要的是課后對知識的反思和回顧復習。將課堂上一些需要學生借助其他資料解答的問題轉移到課后去解決，可以有效訓練學生運用現代信息技術搜集資料的能力和深度分析問題的能力。

四、教學反思

（一）教學目標凸顯素養(yǎng)立意，促進學生思維發(fā)展

教學目標既是課堂教學的出發(fā)點，又是課堂教學的歸宿，更是評判教學實施效果的重要依據。目前的課堂教學要求落實學生學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，教學目標也由“三維目標”轉向“素養(yǎng)目標”，因此制訂教學目標時不能只關注文本知識而忽略學生思維的發(fā)展和學習方法的掌握。本節(jié)課所設定的“通過分析硫原子的結構，推斷硫元素可能具備的性質，強化宏微結合的思維方式”等教學目標就體現了“宏觀辨識與微觀探析”等核心素養(yǎng)，促使學生通過不同的學習板塊以及學習任務的完成獲得知識和發(fā)展思維。

簡而言之，教學目標不應局限于知識，而應重在發(fā)展學生分析綜合能力、思辨能力以及創(chuàng)造性思維能力等高階思維能力。

（二）“教、學、評”一體化，促進學生素養(yǎng)發(fā)展

“教、學、評”一體化指向有效教學，強調在教學過程中以評促學、以評促教，最終使教師和學生都能在原有水平上得到發(fā)展和提高[4]。教師可以在課堂上通過各種學習活動來檢測學生對知識的掌握程度，如讓學生設計實驗來驗證SO2易溶于水的性質，通過學生的回答便可以明確學生的思維層次，從而為后續(xù)教學提供參考，并據此調整課堂教學的節(jié)奏和深淺度。

對學生的評價離不開學生課堂學習任務的完成情況和學生的課堂表現，因此實施“教、學、評”一體化就必須在設計任務時以“素養(yǎng)為本”為導向。

（三）豐富教學過程，提升學生學習效率

“以教師為主體”的課堂已被“以學生為主體”的課堂所取代，基于此，教學過程更加注重調動學生學習的主動性，教學方法也更加豐富多樣。尤其是現代信息技術的運用，促進了學習環(huán)境的改變，便于學習者積極地建構知識，而深度學習也需要學習者借助信息技術來實現知識的建構[5]。

此外，素養(yǎng)的發(fā)展也離不開問題情境的設計，教師應精心設計問題情境，讓學生學會從問題情境中挖掘核心知識和核心觀念[6]。例如，本節(jié)課中教師借助問題情境，讓學生根據SO2的用途和危害討論SO2的利弊。學生在不斷尋求論據的過程中，思維在不斷地優(yōu)化發(fā)展。情境的設計不是就知識學知識，而是引導學生去挖掘情境背后所蘊藏的知識體系，讓其感受到化學與生活的緊密聯系。

（四）穿插探究式教學，提升學生高階思維水平

探究式教學可以讓學生的主體地位得到充分的體現，同時可以最大限度地提升學生的高階思維水平。如在本節(jié)課的“SO2易溶于水”的性質實驗中，師生是以一種平等、開放和愉悅的狀態(tài)進行的，學生在探究過程中能夠大膽地說出自己的猜想，積極主動地調動已有知識經驗。穿插探究式教學，能保證教學張弛有度，使學生較長時間地集中注意力，更為重要的是能有效提升學生的高階思維水平。

[? ?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，2018：72-76.

[2]? 安富海.促進深度學習的課堂教學策略研究[J].課程·教材·教法，2014（11）：57-62.

[3]? 張浩，吳秀娟.深度學習的內涵及認知理論基礎探析[J].中國電化教育，2012（10）：7-11，21.

[4]? 王云生.“教、學、評”一體化的內涵與實施的探索[J].化學教學，2019（5）：8-10，16.

[5]? 杜娟，李兆君，郭麗文.促進深度學習的信息化教學設計的策略研究[J].電化教育研究，2013（10）：14-20.

[6]? 魏云.基于真實問題情境“工業(yè)煙氣脫硫”的化學教學：以高中化學必修1“硫及其化合物”復習教學為例[J].教育與裝備研究，2018（10）：20-23.

（責任編輯 羅 艷）

3361501908262