北京市广渠门中学李春红二氧化硫教学设计

2014年北京市高中新课程化学教学评比活动参评教学设计硫和氮的氧化物——二氧化硫教学设计北京市广渠门中学李春红2硫和氮的氧化物——二氧化硫李春红北京市广渠门中学100062（一）指导思想与理论依据课程标准对本课的要求是：通过实验了解SO2的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。依据课标，本课通过创设生活情境引出SO2的学习，通过类比和实验探究得出SO2的性质，通过性质推测出SO2的用途和危害，最终联系生活结束本课。但本课的设计意图并未仅停留在对SO2性质的学习，课改后的高中化学课程结构凸显学科思想方法，学科思想方法是学科知识的灵魂，学科知识是学科思想方法的载体，因此在课堂教学中，不仅要关注知识，同时还应关注学习过程，关注学习方法的培养，重视学生的情感体验，所以本课设计的最终目的是通过对SO2性质的学习，提升到物质性质研究方法的高度，并以三维坐标图的形式加以落实。探究式教学是在教师的指导下，以学生为主体，学生自觉主动地探索，掌握解决问题的方法，研究客观事物的属性，发现事物发展的起因和事物内部的联系，从而找出规律，形成自己的概念，并为学生终身学习和工作奠定基础。本课设计正是基于以上理论，通过情景信息引出S化合价可变，学生通过S的变价，猜测SO2具有氧化性和还原性，通过实验设计，操作实验，对现象观察思考，讨论交流，最终归纳总结出SO2具有氧化性和还原性。绿色化学又称环境友好化学，其特点之一就是在无毒、无害的条件下进行反应，以减少废物向环境排放。作为中学化学教师，把绿色化学教育理念贯穿于教学过程是非常重要和必要的，本课的实验设计都尽可能体现环保理念，均采用微型实验和封闭实验，尽可能避免SO2在空气中的扩散，让学生不断感受和体会绿色化学理念，从而建立环保意识。（二）教学背景分析教材内容分析：本课是初中CO2、高中典型金属钠铝铁、典型非金属Cl2等课的后续课程，学生已经掌握CO2是酸性氧化物，为学生从分类观层面学习SO2的性质做了知识储备，本课前学生刚学习了Cl2既有氧化性又有还原性，为学生从氧化还原角度探究SO2的性质奠定了知识基础，SO2性质的学习也为后续SO3、NOx及改善大气质量等知识的掌握做了铺垫。本课的社会价值：SO2与严重的环境污染息息相关，但同时SO2又是生活中常见的漂白剂和抗氧化剂，因此本课能够让学生很好的体会全面观点看待问题的哲学思想。本课的学科价值：SO2的学习再次巩固落实了物质分类和氧化还原的知识，并在总结提升环节，学生利用三维坐标图的形3式，展现自己的思维轨迹，形成物质性质的研究方法，使本课的教学设计得以升华，同时，实验探究贯穿本课始末，所以这节课也很好的体现了学科实验价值。学生情况分析：高一学生，心理方面，好奇心强，表现欲强，但通过前测我了解到学生对SO2的认识多数和污染相关，对其漂白、杀菌等用途知之甚少，因此学生对问题全面分析能力有待提高。知识上从物质分类角度，已掌握CO2是酸性氧化物；从氧化还原角度，已了解Cl2既是氧化剂又是还原剂，但前测中学生普遍感觉元素化合物的知识学起来比较杂乱，对包括SO2在内的物质性质研究方法有待进一步形成。能力上，有一定分析、思考、交流能力，但通过小组合作完成实验探究能力有待进一步训练。（三）教学目标设计1．学生类比CO2、Cl2的性质，通过实验探究掌握SO2的性质，并能对减少SO2污染的实验方案进行评价。2．学生通过对SO2性质的学习，形成物质性质的研究方法，并以三维坐标图的形式加以落实。3．学生能认识SO2的危害和用途，并体会用全面观点看待问题的哲学思想。教学重点：通过对SO2性质的学习，形成物质性质的研究方法，并绘制三维坐标图。教学难点：通过实验探究SO2的氧化性和还原性。（四）教学过程与教学资源设计教学流程图：4教学过程：教学环节教师活动学生活动设计意图时间安排环节一：创设情境，新课引入。展示：一瓶葡萄酒，请学生观察瓶身标签。观察。发现葡萄酒中含有毒的SO2，产生疑问。创设生活情境，激发学生兴趣，为后续课程渗透化学学科价值和全面观点看待问题做铺垫。2分钟环节二：通过类比CO2的性质和实验探究，学习SO2的性质，并完成方法提升。展示：收集满SO2的矿泉水瓶。观察SO2的颜色、状态。学生通过观察，了解SO2的物理性质。10分钟演示：用注射器向瓶中注水。观察瓶子变瘪，得出SO2溶于水。学生通过对实验装置的观察，体验环保理念。展示：SO2和Cl2的溶解性表。通过对科学数据的观察、分析得出SO2易溶于水。通过观察数据得出结论，培养学生严谨的科学态度。提问：瓶子变瘪还有其他的原因吗？引导：请类比我们刚学过的Cl2的性质。通过类比Cl2的性质，学生得出SO2还可能和水反应。学生体验通过类比学习物质性质的方法。问题驱动：如何验证SO2和水反应？学生类比验证Cl2和水反应的装置，设计验证SO2和水反应的装置。向变瘪的水瓶注入紫色石蕊，观察石蕊变红，得出SO2和水反应。通过对实验装置的观察，再次体验环保理念。通过矿泉水瓶变瘪的归因，学生体验用全面的观点看待SO2。展示资料卡片：葡萄酒中SO2的测定——碘量法，酒中无论游离或结合态SO2对人体都有害。测量时，先用NaOH将所有SO2吸收，然后利用Na2SO3+I2+H2O=Na2SO4+2HI反应，通过测量I2的量，计算出SO2的含量。阅读资料卡片，找到涉及SO2性质的相关信息，得出SO2可以和NaOH反应，类比CO2的性质，得出SO2具有酸性氧化物的性质，并书写相关反应方程式。通过生活情境，激发学生探究SO2性质的兴趣，从而体验化学学科价值。学生观察分析能力得以强化，体验通过分类观念学习物质性质的方法。20分钟5提供待选主要仪器：点滴板，培养皿一套待选药品：Na2SO3固体，浓硫酸，Na2S溶液，石蕊，KMnO4溶液，氢氧化钠溶液，品红溶液，氯水。展示：信息1：SO2的制备Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O信息2：点滴板的使用方法，用滴管向点滴板穴中滴1~5滴溶液备用。信息3：品红溶液是常用的生物染色剂。引导：针对实验现象及学生的相关分析，适时点评，使学生顺利得出正确结论，归纳出SO2性质研究的两个维度，并引导学生对实验方案进行评价。学生通过对Na2SO3和I2反应方程式的观察，发现+4价S体现还原性，根据学生已有的S常见价态的知识，学生猜测SO2既有氧化性又有还原性。学生通过待选仪器和相关信息，分析得出点滴板和培养皿的使用方法，从而设计并完成实验。观察实验、记录现象、讨论交流、在教师的引导下分析现象产生的原因、总结正确结论、书写相关化学反应方程式，并体会SO2性质主要从物质分类和氧化还原两个维度研究。学生通过交流和教师引导，得出将NaOH溶液放在培养皿中比放在点滴板的穴中能更多的吸收SO2，更加环保。以生活情境为线索，学生猜想SO2的性质→设计实验→观察思考→讨论交流→归纳总结出SO2既有氧化性又有还原性，体验通过氧化还原角度，即转化观念学习物质性质的方法。通过实验探究，学生的观察能力，语言表达能力，分析解决问题能力，总结归纳能力都有一定程度的提升。学生通过对实验装置的设计、对比、分析，体验环保观念，提升对实验方案的评价能力。6演示：加热密封在试管中被SO2漂白的品红溶液；向学生展示冷却后的试管。引导：适时引导学生归纳SO2性质研究的第三个维度。学生通过实验观察到褪色的品红溶液加热后恢复原色，冷却后再次褪色，并结合刚才SO2使石蕊只变红不褪色的现象，体会SO2的漂白原理与氯水的不同。并得出SO2性质研究的第三个维度——特性。学生通过实验得出SO2的漂白性是可逆的且只能漂白某些有色物质，体验用全面观点看待问题，并感受绿色化学观念。问题驱动：类比含Fe物质坐标图，绘制SO2性质研究方法的坐标图。引导：学生将二维坐标图转化为三维坐标图。学生通过交流和教师引导，通过SO2性质研究方法：得出研究物质性质一般从物质分类、氧化还原及特性三方面考虑，并绘制出三维坐标图。学生完成从SO2性质的学习到物质性质研究方法的提升过程，并以三维坐标图的形式加以落实。3分钟问题驱动：通过本课学习，请利用所学知识和方法，描述你对FeSO4性质的再认识、H2SO4性质的预测。学生依据本课所学知识，以三维坐标图的形式对问题加以呈现。学生将研究物质性质的方法学以致用，从而体会从分类观、氧化还原(转化观)及物质特性三个维度学习物质性质的方法。5分钟7引导：请通过所学SO2的性质推测SO2的用途。强调：SO2适量是用途，SO2过量就是危害。学生交流、记忆、体会用全面的观点看待SO2。学生体会用全面观点看待事物的哲学思想。2分钟环节三：解决情境问题，首尾呼应。讲述：SO2存在于葡萄酒中，若适量能杀死杂菌，防止酒液老化；若过量会使人急性中毒，甚至破坏肝脏。学生在了解葡萄酒中SO2的作用的同时，体会用全面观点看待SO2，通过教师引导，上升到用全面的观点处理问题。联系生活结束本课，最终解决情境问题，学生再次体会用全面的观点看待事物。3分钟板书设计：（五）学习效果评价设计本课进行了两项评价。效果评价1是通过纸笔检测的方式：通过本课学习，请利用所学知识和方法，描述你对FeSO4性质的再认识、H2SO4性质的预测。通过数据统计，95%的学生能从三个维度归纳FeSO4的性质，说明本课解决了前测学生出现的问题，使物质性质的学习更加清晰和条理化；90%的学生能从三个维度预测出H2SO48的性质，很好体现了三维坐标图对新物质性质的预测指导作用。效果评价2采用量表方式：评价量化：1分=不符合，3分=符合，5分=非常符合评价项目自我评价同伴评价教师评价积极思考讨论交流掌握研究物质方法全面看待问题增强环保意识多数同学分值较高，说明本课教学达成了设计意图。（六）教学反思本课教学特色：1．本课实验设计均采用较封闭体系，药品用量微量或少量，尽可能减少SO2的扩散，让学生体验绿色化学理念。①实验设计1：将SO2充满薄矿泉水瓶，用医用手套和橡皮筋扎紧瓶口，用针头注射器分别将蒸馏水和紫色石蕊注入瓶中，通过观察充满SO2的薄矿泉水瓶注水变瘪、注紫色石蕊变红，得出SO2不仅易溶于水还和水反应，实验装置比较封闭，减少SO2污染空气。②实验设计2：本课的实验设计基于环保理念，将试剂滴入点滴板，将点滴板放入培养皿中，反应时迅速盖上培养皿盖，此实验设计药品用量少，色彩变化鲜明，且培养皿相对比较封闭，尽可能减少SO2的扩散，既环保又便于学生观察实验现象。③实验设计3：本课在推导SO2漂白具有可逆性的时候，采用加热事先准备好的SO2品红溶液的方法，SO2品红溶液放在一个尾端套有较大气球的试管里，此实验装置是相对较封闭体系，尽可能防止SO2泄漏，并可以在一段时间内反复利用。2．本课不仅传授知识，更关注化学学科观念在课堂教学中的渗透。①本课以葡萄酒中含有SO2为情境线，贯穿始末，学生感受到生活离不开化学，随着情境问题的最终解决，SO2存在于葡萄酒中，若适量能杀死杂菌，防止酒液老化；若过量会使人急性中毒，甚至破坏肝脏。学生在了解葡萄酒中SO2作用的同时，体会用全面观点看待SO2，通过教师引导，上升到用全面的观点看待问题，学生通过化学学习感悟哲学思想，通过将学科知识与社会生活相联系，让学生真实感受本课的社会价值。②本课在进行SO2相关知识学习时，引导学生对物质进行归类分析入手，学生通过与同9类已知物质的比较认识新物质的性质，同时形成从分类角度认识物质性质和变化的思维方式。本课通过实验探究，引导学生从实现相关物质之间的转化入手，让学生根据物质在变化中的表现，认识新物质的性质，形成从转化的角度认识物质性质的思维方式。学生从而感受化学学科分类和转化的观念。本课在传授知识的同时，注意培养学生的学科思维方式，进而提升学生的化学科学素养。③学生通过本课的学习不仅掌握了SO2的相关知识，而且归纳总结出物质性质研究的一般方法，并将物质性质研究方法以三维坐标图的形式落实，三维坐标图相对于以往的二维坐标图，从描述上更加严谨，既便于学生记忆，又对新物质性质的预测起到指导作用。实验操作经验：1．实验室制备黄绿色氯水很