“物質(zhì)的分類”教學(xué)創(chuàng)新設(shè)計(jì)

1、物質(zhì)的分類”教學(xué)創(chuàng)新設(shè)計(jì)摘要：分類思想對(duì)化學(xué)研究起著不可低估的作用。 “物 質(zhì)的分類”教學(xué)以硫酸型酸雨形成過(guò)程中涉及的兩種物 質(zhì)一一S02和H2SO3作為主要研究對(duì)象， 通過(guò)對(duì)它們化學(xué)性 質(zhì)的推測(cè)，讓學(xué)生建立從個(gè)別到一般、一般到個(gè)別以及類比 和遷移的化學(xué)思想，并能夠讓學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)的分類對(duì)研究物 質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的重要作用。關(guān)鍵詞：分類思想；個(gè)別到一般；一般到個(gè)別；類比； 遷移文章編號(hào)： 1008-0546（ 2016 ）06-0000-03 中圖分類號(hào)：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： Bdoi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.06.000 普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)） 中指

2、出，高中生應(yīng) 認(rèn)識(shí)分類思想對(duì)化學(xué)研究的作用，并能根據(jù)物質(zhì)的組成和性 質(zhì)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類。那么， “物質(zhì)的分類”對(duì)于高中生進(jìn)行 無(wú)機(jī)物化學(xué)性質(zhì)的學(xué)習(xí)、形成分類思想具有怎樣的指導(dǎo)作用， 如何通過(guò)教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施實(shí)現(xiàn)其功能，一直受到研究者和一 線教師的關(guān)注。 1 對(duì)此，筆者通過(guò)創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計(jì)加以研究。一、設(shè)計(jì)思想 本節(jié)課選取了硫酸型酸雨形成過(guò)程中的兩種物質(zhì)S02和H2SO3作為主要研究對(duì)象，通過(guò)讓學(xué)生推測(cè)H2SO3的化學(xué)性質(zhì)，以此建立研究物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的一般思路：確定 物質(zhì)的類別回憶這類物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)確定該物質(zhì) 的化學(xué)性質(zhì)，同時(shí)從C02、S02、SO3的化學(xué)性質(zhì)歸納概括出 酸性氧化物的一般通性，以此引導(dǎo)學(xué)生

3、建構(gòu)從一般到個(gè)別、 個(gè)別到一般的化學(xué)思想；而在SO2化學(xué)性質(zhì)的推測(cè)過(guò)程中，學(xué)生猜測(cè)SO2可能與CO2化學(xué)性質(zhì)相似，然后通過(guò)學(xué)生分組 實(shí)驗(yàn)和閱讀課本， 以此達(dá)成理論和實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)一， 進(jìn)而得出 SO2 和CO2化學(xué)性質(zhì)相似，都屬于酸性氧化物，以此引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)類比的化學(xué)思想，并深化物質(zhì)的分類對(duì)研究物質(zhì)化學(xué)性質(zhì) 作用的認(rèn)識(shí)；除此之外，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用遷移思想，得出堿性 氧化物的一般通性。當(dāng)然，在學(xué)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(shí) 的運(yùn)用中讓學(xué)生體會(huì)所學(xué)知識(shí)的價(jià)值。最后圍繞硫酸型酸雨 形成的原理，引發(fā)學(xué)生對(duì) SO2和H2SO3都能與02反應(yīng)原理 的困惑，以此使學(xué)生

4、產(chǎn)生對(duì)物質(zhì)進(jìn)行多角度分類的需求。誠(chéng) 然，經(jīng)過(guò)物質(zhì)的分類學(xué)習(xí)，使學(xué)生在面對(duì)一個(gè)陌生的具體物 質(zhì)時(shí)，能自覺地對(duì)該物質(zhì)進(jìn)行分類，并根據(jù)其與各類物質(zhì)之 間的相互關(guān)系預(yù)測(cè)該物質(zhì)的性質(zhì)。二、教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)與技能：學(xué)會(huì)研究物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的一般方法，認(rèn)識(shí) 比較和分類等科學(xué)方法對(duì)化學(xué)研究的作用。過(guò)程與方法：通過(guò)對(duì)H2SO3與S02化學(xué)性質(zhì)的探究，體 驗(yàn)研究物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的一般方法；通過(guò)對(duì)酸性氧化物和堿性 氧化物的性質(zhì)的小結(jié)，學(xué)會(huì)從個(gè)別到一般的學(xué)習(xí)方法，提高 學(xué)生的遷移能力。情感態(tài)度價(jià)值觀：通過(guò)對(duì)SO2與足量澄清石灰水的實(shí)驗(yàn) 探究，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。三、教學(xué)過(guò)程 教師 在初中，大家對(duì)硫酸型酸雨已經(jīng)有了基本了

5、解， 請(qǐng)用化學(xué)反應(yīng)方程式表示出硫酸型酸雨的形成過(guò)程。學(xué)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?rùn)M線的物質(zhì)名 稱是什么？學(xué)生 亞硫酸。教師 亞硫酸除了和氧氣反應(yīng)外，還能和哪些物質(zhì)類別 發(fā)生化學(xué)反應(yīng)？說(shuō)明判斷的依據(jù)。學(xué)生 亞硫酸可以和堿、活潑金屬、指示劑反應(yīng)，因?yàn)?亞硫酸和硫酸一樣是酸，應(yīng)該具備酸的通性。教師 亞硫酸既然屬于酸，它的化學(xué)性質(zhì)還有補(bǔ)充的 嗎？學(xué)生 還可以和金屬氧化物、某些鹽反應(yīng)。教師 在推測(cè)物質(zhì)所具備的化學(xué)性質(zhì)時(shí)，請(qǐng)大家思考一 下推測(cè)的一般思路

6、。學(xué)生確定物質(zhì)的類別根據(jù)一類物質(zhì)的化學(xué)性 質(zhì)推測(cè)該物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。教師S02是造成硫酸型酸雨的主要物質(zhì)，S02除了和H2O、O2 反應(yīng)外， 還能和哪些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)呢？判斷的 依據(jù)是什么？學(xué)生SO2還能與堿反應(yīng)，覺得SO2化學(xué)性質(zhì)應(yīng)該和 CO2 類似，在初中我們已經(jīng)知道 CO2能與堿反應(yīng)。教師SO2是不是真的能與堿反應(yīng)？分組實(shí)驗(yàn) 打開分液漏斗的活塞，觀察澄清石灰水的變 化（實(shí)驗(yàn)裝置見圖 1）。教師 實(shí)驗(yàn)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(qǐng)大家分析一下，為什么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象會(huì)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(chǎn)生SO2的量也少，而澄清石灰水的量多，所以會(huì)變渾濁，看到渾濁后我 們立馬將導(dǎo)管放進(jìn)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(chǎn)生SO2的量很多，在亞硫酸鈣生成的瞬間又被反應(yīng)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(dǎo)管拿開，繼續(xù)通了 SO2。教師 大家分析的非常好，雖然大家實(shí)驗(yàn)時(shí)做出來(lái)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(qǐng)寫出二氧化硫通入足量的澄清石灰水中對(duì)應(yīng)的 化學(xué)反應(yīng)方程式。學(xué)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(yīng)， 由此你得出什么？學(xué)生SO2和C

8、O2的化學(xué)性質(zhì)相似。教師 它們究竟是哪一類？請(qǐng)大家看書上第4 頁(yè)的內(nèi)容。學(xué)生 閱讀書本。學(xué)生CO2和SO2是酸性氧化物。教師什么是酸性氧化物呢？學(xué)生 與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物。設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)讓學(xué)生推測(cè) H2SO3的化學(xué)性質(zhì)，讓學(xué)生 建立研究物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的一般路徑：確定物質(zhì)的類別根 據(jù)一類物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)推測(cè)該物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，并讓學(xué) 生初步體會(huì)物質(zhì)分類對(duì)于無(wú)機(jī)物化學(xué)性質(zhì)學(xué)習(xí)的意義。通過(guò) 讓學(xué)生推測(cè) SO2 的化學(xué)性質(zhì)， 讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用類比及實(shí)驗(yàn)的 方法去研究物質(zhì)間的聯(lián)系，深化物質(zhì)的分類對(duì)研究物質(zhì)化學(xué) 性質(zhì)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(qǐng)你推測(cè)它有何化學(xué)性質(zhì)

9、？推測(cè)的依據(jù)是什么？學(xué)生SO3能與水反應(yīng)，SO3還能與堿反應(yīng)。原因是SO3 是酸性氧化物，化學(xué)性質(zhì)應(yīng)該與C02、SO2相似。教師 請(qǐng)大家歸納酸性氧化物的一般通性。學(xué)生 酸性氧化物能與水反應(yīng)、能與堿反應(yīng)。教師 怎么推測(cè)出來(lái)的？學(xué)生抓住C02、S02、SO3所能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的共性。教師 很好，酸性氧化物除了和水、堿反應(yīng)之外，還能 與堿性氧化物反應(yīng)。什么是堿性氧化物？學(xué)生 與酸反應(yīng)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(xué)生 與水反應(yīng)，與酸反應(yīng)，與酸性氧化物反應(yīng)。設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)讓學(xué)生歸納酸性氧化物的一般通性，讓 學(xué)生學(xué)會(huì)

10、由個(gè)別到一般的思想。在歸納完酸性氧化物通性后， 讓學(xué)生運(yùn)用遷移的思想得出堿性氧化物的定義和通性，以此 提高學(xué)生分析問(wèn)題的能力。教師SO2是造成硫酸型酸雨的主要物質(zhì)，煤的燃燒是 產(chǎn)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(shí)產(chǎn)生的S02,請(qǐng)說(shuō)明原理。學(xué)生CaCO3在高溫下分解生成 CaO, CaO再和SO2反應(yīng)生成亞硫酸鈣。設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生探究減少硫酸型酸雨途徑的基本原理， 以此讓學(xué)生在解決生活問(wèn)題的過(guò)程中體會(huì)所學(xué)知識(shí)的價(jià)值。教師很好，在前面推測(cè) H2S03 S02的化學(xué)性質(zhì)時(shí)， 我們需要先弄清楚 H2S03 SO2屬于哪一類，再根據(jù)這一類 物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)推測(cè)

11、該物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。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(yīng)， 這是為什么？學(xué)生 可能有其它的分類角度。 設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)學(xué)生不能解釋硫酸型酸雨形成過(guò)程中SO2和H2SO3為什么都能與氧氣反應(yīng)， 讓學(xué)生建構(gòu)多角度分 類物質(zhì)的化學(xué)思想。教師 一種物質(zhì)，我們可以從多角度對(duì)它進(jìn)行分類，角 度越多，物質(zhì)的性質(zhì)就被認(rèn)識(shí)的越全面。請(qǐng)大家運(yùn)用已學(xué)的 知識(shí)，對(duì)下列含硫的化合物進(jìn)行分類。CaSO3 Na2SO4 SO2 NaHSO4H2SO3 H2SO4 Na2SO3 NaHSO3生 1從物質(zhì)的組成和性質(zhì)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(zhì)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(duì)物質(zhì)的劃分可以從不同角度，除了從物質(zhì)的組 成和性質(zhì)、物質(zhì)的狀態(tài)，還可以從溶解度、導(dǎo)電性等方面。 下面請(qǐng)大家以Na2SO3為例，盡可能寫出 Na2SO3能發(fā)生的 化學(xué)反應(yīng)。生 1Na2SO3+2HCl=2NaCl+H2SO3Na2SO3+Ca( OH) 2=CaSO3； +2NaOH CaCI2+Na2SO3=2NaCI+CaSO3生 2

13、Na2SO3+2HCI=2NaCI+H2SO3個(gè)反應(yīng)不能發(fā)生，因 為沒有氣體產(chǎn)生。生3可以發(fā)生，類似于我們初中實(shí)驗(yàn)室制備CO2的反應(yīng)，應(yīng)該寫成Na2SO3+2HCI=2NaCI+SO2 +H2O教師 其它兩個(gè)反應(yīng)能發(fā)生嗎？學(xué)生 能，因?yàn)閮蓚€(gè)反應(yīng)中都有沉淀產(chǎn)生。教師Na2SO3為什么能發(fā)生這些反應(yīng)？學(xué)生Na2SO3從物質(zhì)類別角度是鹽，鹽可以和酸反應(yīng)生 成新鹽和新酸，鹽還可以和堿反應(yīng)生成新鹽和新堿反應(yīng)，鹽 還可以和鹽反應(yīng)生成兩種新鹽，能讓這些反應(yīng)發(fā)生的反應(yīng)產(chǎn)物中要么有沉淀或有水或有氣體產(chǎn)生設(shè)計(jì)意圖：亞硫酸鈉是鹽，對(duì)應(yīng)的也是硫元素形成的化 合物，通過(guò)讓學(xué)生寫出亞硫酸鈉能發(fā)生反應(yīng)對(duì)應(yīng)的化學(xué)反應(yīng) 方程式

14、，以此讓學(xué)生能從鹽能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)來(lái)思考問(wèn)題， 從而加深學(xué)生對(duì)推測(cè)物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)一般路徑的認(rèn)識(shí)。教師 在推測(cè)物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)時(shí)，我們首先要對(duì)物質(zhì)進(jìn)行 分類，科學(xué)家為了研究物質(zhì)，也會(huì)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類，如果從 物質(zhì)的組成和性質(zhì)可以進(jìn)行如下分類，見圖 2。教師 當(dāng)然，根據(jù)人們的需求，我們還可以從其他角度 對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類，看一個(gè)物質(zhì)的角度越多，了解物質(zhì)的性質(zhì) 就越豐富，認(rèn)識(shí)物質(zhì)越具體，對(duì)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)就越深刻。設(shè)計(jì)意圖：從科學(xué)家在研究物質(zhì)時(shí)，也是根據(jù)自己研究 的需要，從不同角度對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類，以此讓學(xué)生體會(huì)從多 角度對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類的必要性。四、教學(xué)反思1. 巧選對(duì)象，精準(zhǔn)切入 在本節(jié)內(nèi)容中，學(xué)生要知道從物質(zhì)的性質(zhì)

15、角度對(duì)氧化物 進(jìn)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(xué)生對(duì)二氧化碳的化學(xué)性 質(zhì)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(yīng)，但對(duì) SO2的性質(zhì)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(xué)生既熟悉又陌生，所以選擇了硫酸型酸雨作為本節(jié)內(nèi)容的切入口。在推測(cè)S02的化學(xué)性質(zhì)前，由于要讓學(xué)生先了解推測(cè)物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的一般思路： 先要確定物質(zhì)所屬的類別回憶這類物質(zhì)的化學(xué)性 質(zhì)一一確定該物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，所以選擇了硫酸型酸雨形成 的中間產(chǎn)物亞硫酸作為鋪墊，因?yàn)閬喠蛩崾且环N酸，學(xué)生對(duì) 酸的通性已經(jīng)非常熟悉，所以對(duì)亞硫酸的化學(xué)性質(zhì)推

16、測(cè)也顯 得容易起來(lái)。2. 實(shí)驗(yàn)激趣，引導(dǎo)發(fā)展 實(shí)驗(yàn)既是檢驗(yàn)理論和檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，又是激發(fā)學(xué) 生學(xué)習(xí)興趣和引導(dǎo)學(xué)生發(fā)展的重要載體。在推測(cè)SO2的化學(xué)性質(zhì)時(shí)，學(xué)生覺得 SO2的化學(xué)性質(zhì)應(yīng)該和 CO2相似，認(rèn)為 SO2應(yīng)該可以與堿反應(yīng)。為此，通過(guò)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的方式對(duì) 學(xué)生的猜想加以驗(yàn)證。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，為了提高實(shí) 驗(yàn)的探究性和開放性，學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作中藥品的用量教師沒有 給予人為的規(guī)定，這樣實(shí)驗(yàn)中學(xué)生會(huì)觀察到不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象， 為此，學(xué)生思維的深刻性和廣闊性得到了提升。3. 推理歸納，促進(jìn)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(guò)程中必須借助于歸納，這樣才能從對(duì)個(gè)別事物的認(rèn)識(shí)， 擴(kuò)