“物質的分類”教學創(chuàng)新設計

1、物質的分類”教學創(chuàng)新設計摘要：分類思想對化學研究起著不可低估的作用。 “物 質的分類”教學以硫酸型酸雨形成過程中涉及的兩種物 質一一S02和H2SO3作為主要研究對象， 通過對它們化學性 質的推測，讓學生建立從個別到一般、一般到個別以及類比 和遷移的化學思想，并能夠讓學生認識物質的分類對研究物 質化學性質的重要作用。關鍵詞：分類思想；個別到一般；一般到個別；類比； 遷移文章編號： 1008-0546（ 2016 ）06-0000-03 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼： Bdoi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.06.000 普通高中化學課程標準（實驗） 中指

2、出，高中生應 認識分類思想對化學研究的作用，并能根據物質的組成和性 質對物質進行分類。那么， “物質的分類”對于高中生進行 無機物化學性質的學習、形成分類思想具有怎樣的指導作用， 如何通過教學設計與實施實現(xiàn)其功能，一直受到研究者和一 線教師的關注。 1 對此，筆者通過創(chuàng)新教學設計加以研究。一、設計思想 本節(jié)課選取了硫酸型酸雨形成過程中的兩種物質S02和H2SO3作為主要研究對象，通過讓學生推測H2SO3的化學性質，以此建立研究物質化學性質的一般思路：確定 物質的類別回憶這類物質的化學性質確定該物質 的化學性質，同時從C02、S02、SO3的化學性質歸納概括出 酸性氧化物的一般通性，以此引導學生

3、建構從一般到個別、 個別到一般的化學思想；而在SO2化學性質的推測過程中，學生猜測SO2可能與CO2化學性質相似，然后通過學生分組 實驗和閱讀課本， 以此達成理論和實驗的統(tǒng)一， 進而得出 SO2 和CO2化學性質相似，都屬于酸性氧化物，以此引導學生建構類比的化學思想，并深化物質的分類對研究物質化學性質 作用的認識；除此之外，引導學生運用遷移思想，得出堿性 氧化物的一般通性。當然，在學生了解了酸性氧化物和堿性 氧化物的通性后，即可順利解釋石灰石脫硫的原理，在知識 的運用中讓學生體會所學知識的價值。最后圍繞硫酸型酸雨 形成的原理，引發(fā)學生對 SO2和H2SO3都能與02反應原理 的困惑，以此使學生

4、產生對物質進行多角度分類的需求。誠 然，經過物質的分類學習，使學生在面對一個陌生的具體物 質時，能自覺地對該物質進行分類，并根據其與各類物質之 間的相互關系預測該物質的性質。二、教學目標 知識與技能：學會研究物質化學性質的一般方法，認識 比較和分類等科學方法對化學研究的作用。過程與方法：通過對H2SO3與S02化學性質的探究，體 驗研究物質化學性質的一般方法；通過對酸性氧化物和堿性 氧化物的性質的小結，學會從個別到一般的學習方法，提高 學生的遷移能力。情感態(tài)度價值觀：通過對SO2與足量澄清石灰水的實驗 探究，培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度。三、教學過程 教師 在初中，大家對硫酸型酸雨已經有了基本了

5、解， 請用化學反應方程式表示出硫酸型酸雨的形成過程。學生 途徑 1： 2SO2+O2=2SO（3 粉塵） SO3+H2O=H2SO4 途徑 2: SO2+H2OB 2H2SO3+O2=2H2SO4教師 在硫酸型酸雨形成的途徑 2 中，劃橫線的物質名 稱是什么？學生 亞硫酸。教師 亞硫酸除了和氧氣反應外，還能和哪些物質類別 發(fā)生化學反應？說明判斷的依據。學生 亞硫酸可以和堿、活潑金屬、指示劑反應，因為 亞硫酸和硫酸一樣是酸，應該具備酸的通性。教師 亞硫酸既然屬于酸，它的化學性質還有補充的 嗎？學生 還可以和金屬氧化物、某些鹽反應。教師 在推測物質所具備的化學性質時，請大家思考一 下推測的一般思路

6、。學生確定物質的類別根據一類物質的化學性 質推測該物質的化學性質。教師S02是造成硫酸型酸雨的主要物質，S02除了和H2O、O2 反應外， 還能和哪些物質發(fā)生化學反應呢？判斷的 依據是什么？學生SO2還能與堿反應，覺得SO2化學性質應該和 CO2 類似，在初中我們已經知道 CO2能與堿反應。教師SO2是不是真的能與堿反應？分組實驗 打開分液漏斗的活塞，觀察澄清石灰水的變 化（實驗裝置見圖 1）。教師 實驗中觀察到什么現(xiàn)象？生 1澄清石灰水變渾濁。生 2澄清石灰水一直是澄清的。生 3澄清石灰水先變渾濁再變澄清。教師 請大家分析一下，為什么實驗現(xiàn)象會出現(xiàn)這么大 的差異？可能的原因是什么？生1我們這

7、組放入濃硫酸的量少，因此產生SO2的量也少，而澄清石灰水的量多，所以會變渾濁，看到渾濁后我 們立馬將導管放進盛有氫氧化鈉的燒杯中。生2我們這組濃硫酸放入的量很多，因此產生SO2的量很多，在亞硫酸鈣生成的瞬間又被反應完了。生 3我們這組濃硫酸放入的量較少， 看到石灰水渾濁后 并沒有將導管拿開，繼續(xù)通了 SO2。教師 大家分析的非常好，雖然大家實驗時做出來的現(xiàn) 象不一樣，但都能合理的解釋觀察到的現(xiàn)象。教師 請寫出二氧化硫通入足量的澄清石灰水中對應的 化學反應方程式。學生S02+Ca (OH) 2=CaSO4 +H2O教師在初中，我們知道 CO2也能與澄清石灰水反應， 由此你得出什么？學生SO2和C

8、O2的化學性質相似。教師 它們究竟是哪一類？請大家看書上第4 頁的內容。學生 閱讀書本。學生CO2和SO2是酸性氧化物。教師什么是酸性氧化物呢？學生 與堿反應生成鹽和水的氧化物。設計意圖：通過讓學生推測 H2SO3的化學性質，讓學生 建立研究物質化學性質的一般路徑：確定物質的類別根 據一類物質的化學性質推測該物質的化學性質，并讓學 生初步體會物質分類對于無機物化學性質學習的意義。通過 讓學生推測 SO2 的化學性質， 讓學生學會運用類比及實驗的 方法去研究物質間的聯(lián)系，深化物質的分類對研究物質化學 性質的作用。教師除了 C02和S02是酸性氧化物外，S03也是酸性氧化物，請你推測它有何化學性質

9、？推測的依據是什么？學生SO3能與水反應，SO3還能與堿反應。原因是SO3 是酸性氧化物，化學性質應該與C02、SO2相似。教師 請大家歸納酸性氧化物的一般通性。學生 酸性氧化物能與水反應、能與堿反應。教師 怎么推測出來的？學生抓住C02、S02、SO3所能發(fā)生的化學反應的共性。教師 很好，酸性氧化物除了和水、堿反應之外，還能 與堿性氧化物反應。什么是堿性氧化物？學生 與酸反應生成鹽和水的氧化物。教師 很好，常見的堿性氧化物有： CaO、 CuO、 Fe2O3 等，那么，堿性氧化物有哪些通性？學生 與水反應，與酸反應，與酸性氧化物反應。設計意圖：通過讓學生歸納酸性氧化物的一般通性，讓 學生學會

10、由個別到一般的思想。在歸納完酸性氧化物通性后， 讓學生運用遷移的思想得出堿性氧化物的定義和通性，以此 提高學生分析問題的能力。教師SO2是造成硫酸型酸雨的主要物質，煤的燃燒是 產生SO2的主要原因，所以在煤中添加石灰石（CaC03作為脫硫劑，可以減少煤燃燒時產生的S02,請說明原理。學生CaCO3在高溫下分解生成 CaO, CaO再和SO2反應生成亞硫酸鈣。設計意圖：讓學生探究減少硫酸型酸雨途徑的基本原理， 以此讓學生在解決生活問題的過程中體會所學知識的價值。教師很好，在前面推測 H2S03 S02的化學性質時， 我們需要先弄清楚 H2S03 SO2屬于哪一類，再根據這一類 物質的化學性質推測

11、該物質的化學性質。但在硫酸型酸雨形 成的途徑中，大家可以發(fā)現(xiàn)：H2SO3與SO2都能與氧氣反應， 這是為什么？學生 可能有其它的分類角度。 設計意圖：通過學生不能解釋硫酸型酸雨形成過程中SO2和H2SO3為什么都能與氧氣反應， 讓學生建構多角度分 類物質的化學思想。教師 一種物質，我們可以從多角度對它進行分類，角 度越多，物質的性質就被認識的越全面。請大家運用已學的 知識，對下列含硫的化合物進行分類。CaSO3 Na2SO4 SO2 NaHSO4H2SO3 H2SO4 Na2SO3 NaHSO3生 1從物質的組成和性質角度劃分：屬于鹽的有： CaSO3、Na2SO4、NaHSO4、Na2SO3

12、、NaHSO3屬于酸的有： H2SO3、H2SO4屬于酸性氧化物的有： SO2生 2從物質的狀態(tài)角度劃分：屬于氣體的是： SO2屬于液體的是： H2SO3、 H2SO4屬于固體的是： CaSO3、Na2SO4、 NaHSO4、Na2SO3、 NaHSO3教師 對物質的劃分可以從不同角度，除了從物質的組 成和性質、物質的狀態(tài)，還可以從溶解度、導電性等方面。 下面請大家以Na2SO3為例，盡可能寫出 Na2SO3能發(fā)生的 化學反應。生 1Na2SO3+2HCl=2NaCl+H2SO3Na2SO3+Ca( OH) 2=CaSO3； +2NaOH CaCI2+Na2SO3=2NaCI+CaSO3生 2

13、Na2SO3+2HCI=2NaCI+H2SO3個反應不能發(fā)生，因 為沒有氣體產生。生3可以發(fā)生，類似于我們初中實驗室制備CO2的反應，應該寫成Na2SO3+2HCI=2NaCI+SO2 +H2O教師 其它兩個反應能發(fā)生嗎？學生 能，因為兩個反應中都有沉淀產生。教師Na2SO3為什么能發(fā)生這些反應？學生Na2SO3從物質類別角度是鹽，鹽可以和酸反應生 成新鹽和新酸，鹽還可以和堿反應生成新鹽和新堿反應，鹽 還可以和鹽反應生成兩種新鹽，能讓這些反應發(fā)生的反應產物中要么有沉淀或有水或有氣體產生設計意圖：亞硫酸鈉是鹽，對應的也是硫元素形成的化 合物，通過讓學生寫出亞硫酸鈉能發(fā)生反應對應的化學反應 方程式

14、，以此讓學生能從鹽能發(fā)生的化學反應來思考問題， 從而加深學生對推測物質化學性質一般路徑的認識。教師 在推測物質化學性質時，我們首先要對物質進行 分類，科學家為了研究物質，也會對物質進行分類，如果從 物質的組成和性質可以進行如下分類，見圖 2。教師 當然，根據人們的需求，我們還可以從其他角度 對物質進行分類，看一個物質的角度越多，了解物質的性質 就越豐富，認識物質越具體，對物質的認識就越深刻。設計意圖：從科學家在研究物質時，也是根據自己研究 的需要，從不同角度對物質進行分類，以此讓學生體會從多 角度對物質進行分類的必要性。四、教學反思1. 巧選對象，精準切入 在本節(jié)內容中，學生要知道從物質的性質

15、角度對氧化物 進行分類，可分為酸性氧化物和堿性氧化物，而酸性氧化物 的代表物是C02和S02。在初中，學生對二氧化碳的化學性 質較為熟悉，如與水化合生成碳酸，與氫氧化鈣或氫氧化鈉 這樣的堿反應，但對 SO2的性質較為陌生，SO2僅僅是在硫 酸型酸雨形成的途徑中出現(xiàn)的，學生既熟悉又陌生，所以選擇了硫酸型酸雨作為本節(jié)內容的切入口。在推測S02的化學性質前，由于要讓學生先了解推測物質化學性質的一般思路： 先要確定物質所屬的類別回憶這類物質的化學性 質一一確定該物質的化學性質，所以選擇了硫酸型酸雨形成 的中間產物亞硫酸作為鋪墊，因為亞硫酸是一種酸，學生對 酸的通性已經非常熟悉，所以對亞硫酸的化學性質推

16、測也顯 得容易起來。2. 實驗激趣，引導發(fā)展 實驗既是檢驗理論和檢驗真理的唯一標準，又是激發(fā)學 生學習興趣和引導學生發(fā)展的重要載體。在推測SO2的化學性質時，學生覺得 SO2的化學性質應該和 CO2相似，認為 SO2應該可以與堿反應。為此，通過學生分組實驗的方式對 學生的猜想加以驗證。在實驗教學實施過程中，為了提高實 驗的探究性和開放性，學生實驗操作中藥品的用量教師沒有 給予人為的規(guī)定，這樣實驗中學生會觀察到不同的實驗現(xiàn)象， 為此，學生思維的深刻性和廣闊性得到了提升。3. 推理歸納，促進遷移 歸納與概括是思維的兩種基本方式，二者密不可分，概 括過程中必須借助于歸納，這樣才能從對個別事物的認識， 擴