高中化学新课程培训资料

专题二高中化学新课程必修课元素化合物知识教学

第二讲(上)

本讲主题：教学中对于元素化合物知识内容是如何处理和呈现的?

嘉宾：高中化学课程标准研制组组长,北京师范大学化学教育研究所所长王磊教授，

北京师范大学化学教育研究所的胡久华老师

北京15中的徐敏老师。

主持人：高中化学新课程远程研修项目组核心成员太原五中齐红涛

化学课程标准的基本理念之一是：为化学教师创造性地进行教学和研究提供更多的机会，在课程改革的实践中引导教师不断反思，促进教师的专业发展。教材又是依据课程标准来编写的，但在知识内容的选择与呈现方式上三套教材各具特色。在大家了解了课程标准对元素化合物知识的定位，教材对元素化合物知识的具体呈现的基础上，我们一起来探讨新课程下，元素化合物知识的教学应该怎样进行。

一、课例中针对元素化合物知识是怎样进行整体设计的

关于元素化合物教学的具体问题，有这样一个课例。这个课例是由三部分来组成的，是针对《硫的转化》一节所进行的整体性设计，其中第一课时是由张燕老师来完成的，讨论的主要是自然界中硫元素的转化；第二课时是由宋金秀老师完成的，讨论的是在实验室里硫元素的转化；第三个课时是由徐敏老师来完成的，讨论的是酸雨及其防治。这三个课时是三位教师来进行的设计，但它的整体化设计做得非常的好。就这个整体设计，我们来做一下了解。

<课例介绍>

徐敏老师：

第一课时——自然界中硫元素的转化

本节课中我们需要达到三个目标：一个目标是让学生初步了解自然界中硫元素的存在形式及转换关系；第二个目标要认识硫单质的物理性质、化学性质及其用途；最后一个目标是巩固研究物质化学性质的方法和思路。具体环节如下：首先我们播放了火山喷发的录像，由这个录像让学生去讨论自然界当中硫存在的形式，发现硫的常见的价态以及每一种价态所对应的硫元素的各种化合物；接下来教师引导学生去讨论自然界中不同价态的硫元素之间是如何转化的，使他们初步认识到从低价态的硫元素向高价态硫元素实际上是通过氧化反应实现的，反之是通过还原反应实现的。关于硫单质性质的教学实际上是两部分，第一部分是物理性质，老师通过实验让学生去观察，而硫的化学性质，教师引导学生从价态的角度和物质类别的角度来预测硫的化学性质，这实际上是一种方法上的指导。有了预测以后自然而然地引导学生设计实验去验证预测，学生设计了多种方案，老师通过演示硫跟氧气反应，硫跟铁的反应来说明。硫是既有氧化性又有还原性的，那么在这个环节学生自然而然就会有一个想法：硫既有氧化性又有还原性，那么它的氧化性跟氯气和氧气比较谁强谁弱，于是老师在这个环节中又设计了铁跟氯气、铁跟硫、铁跟氧气的反应产物进行比较，进而得出硫的氧化性比氧气和氯气要弱的结论。以上是硫的单质的物理性质和化学性质的教学，而后进入了硫的性质的应用，也就是说硫的用途是什么样的。最后老师对本节课按从知识和方法上进行了小结。第二课时——实验室里硫元素的转化

本节课中我们需要达到三个目标：一个目标是以价态变化为主线，了解不同价态硫元素之间的转化关系；第二个目标学会从价态的角度认识物质群的化学性质；最后一个目标是在转化中认识核心代表物，也就是二氧化硫、浓硫酸的氧化还原性质。具体环节如下：首先老师给出了探究任务，正四价硫向零价硫、正六价硫的转化以及正六价硫向正四价硫的转化（因为第一课时当中已经探究了零价态的硫向负二价的硫和向正四价的硫的转化）；第二步是选定代表物，老师给出正四价硫元素的代表物为亚硫酸钠，正六价硫的代

表物为浓硫酸，而后由学生去讨论选择合适的氧化剂和还原剂，这是本节课的开放点所在。由学生讨论，学生说出了很多种的氧化剂和还原剂，而后由老师引导去进行筛选，当然在这个过程当中老师指出了筛选的原则。然后确定实现这些转化分别需要哪些氧化剂和还原剂，进一步确定了具体的实验方案，然后由学生去实施实验。在这个实验过程中，学生实验是三个，演示实验是一个。对于正四价硫向正六价硫转化的学生实验，学生采用的是高锰酸钾或者是碘水跟亚硫酸钠的反应，通过观察现象得出结论。正四价硫向零价硫的转化，采用的试剂是亚硫酸钠和硫化钠的溶液，但在实验过程中同学发现两种溶液混合并没有看到相应的现象，因此这个时候老师适时的引出了氧化还原反应是需要条件的，象这个反应就需要在酸性的条件下才能进行。那么正六价硫向正四价硫是如何转化的，老师设计了一个演示实验，在试管当中装上铜片，浓硫酸试管的内壁贴了两张滤纸，一张滤纸上吸的是品红溶液，另一张滤纸上则有高锰酸钾溶液，那么通过这个实验实际上起到了两个作用，一个是该实验证明了浓硫酸确实具有氧化性，而还原产物二氧化硫能使高锰酸钾褪色，也证明了二氧化硫的还原性，这是第一个目的；第二个目的是二氧化硫和亚硫酸都能使高锰酸钾溶液褪色，这就说明同价态的元素所对应的化合物可能具有相似的氧化还原性质。由此老师又进行了一个演示实验，就是说硫化钠跟亚硫酸钠在酸性条件下可以发生反应生成硫单质，那么硫化氢跟二氧化硫反应能不能也生成硫单质。这个补充实验进一步说明了同价态元素对应的化合物确实可能具有相似的氧化还原性质。

这个阶段完成以后，老师适时的对二氧化硫、浓硫酸的氧化还原性质进行总结，这是第一个总结；第二个总结是以价态变化为主线，把代表物之间的转化关系进行一次总结，以上就是对学生的知识进行的一次梳理。最后本节课学到的是不同价态硫元素之间的转换有什么用处，老师引导学生探讨了工业制硫酸中硫元素价态的转换过程。

第三课时——酸雨及其防治

本节课中我们需要达到三个目标：一个目标是认识二氧化硫具有酸性氧化物的通性；第二个目标要了解科学技术环境之间的关系，增强学生的社会责任感；最后一个目标是从知识和方法的角度来概括整合本节的学习内容。具体环节如下：第一个环节总结前两节课的学习思路，就是我们实际上是从自然界出发，然后到实验室再到工业生产三个角度来研究三个价态硫元素之间的转化，而这个过程就是科学家探索自然规律、发现科学知识，然后把科学知识转化为技术的过程，而这一过程可能带来的负面影响就是环境污染，由此引出了本节课的课题。接下来老师引导学生去讨论硫酸工业可能造成怎样的环境污染，由此引出了酸雨，接下来讨论硫酸工业可以产生二氧化硫，还有什么样的工业会产生二氧化硫污染，二氧化硫又是如何形成酸雨的，这个环节实际上是加深了学生对二氧化硫酸性氧化物通性的认识以及二氧化硫具有还原性的认识。自然而然我们就引到了酸雨对自然界的危害是什么样子的，酸雨对人类社会的危害是怎样的，这两个环节的设置实际上是进入了科学、技术和环境之间的关系这样一个情感态度价值观的教育。接下来酸雨是如何进行防治的，我们设计了酸化的湖泊怎么去治理这样一个问题，这实际上是加强了学生对二氧化硫酸性氧化物通性的认识。如何去预防酸雨的发生，老师又设计了一个综合性的讨论问题，就是如果北京的周边有一个有色金属冶炼厂，那么它的尾气怎么去处理，此时学生想到了二氧化硫是酸性氧化物，可以跟氢氧化钙发生反应。接下来老师又设计了更为综合的问题，北京的周边如果有一个有色金属冶炼厂，还有火力发电厂和一个硫酸厂，怎么处理他们的尾气更能节约资源，更能保护环境，由此引出了有色金属冶炼厂、火力发电厂的尾气二氧化硫可以作为硫酸厂的原料，这样能源得到了充分的利用。北京冬天供暖会产生二氧化硫，也会污染环境，那么怎么样解决这个问题？三个工厂可能有余热供北京供暖，还有我们可以开发其它的能源，比如地热能等。接下来老师又引导学生去思考，人类是拥有预防酸雨的措施，那为什么有些工厂还在向外不停地排放二氧化硫，由此引导学生去思考，预防酸雨不仅要有技术还要有观念和法规，三个角度来共同完成这件事，这就是增强了学生的社会责任感。最后老师从知识和方法的角度对本节课学习的内容进行了一次整理。

二、元素化合物教学中存在哪些困惑