基于化学学科核心素养的实验教学实践
------以人教版“二氧化硫的性质”为例
新课程理念倡导在学科教学中要渗透核心素养的培养。化学是一门实验科学。作为一名化学老师，在教学中我们要充分发挥学科特色，建构具有教育性、创造性、实践性、操作性的实验教学形式，通过学生的参与、操作，渗透核心素养的养成。下面笔者以人教版“二氧化硫的性质”为例说明如何在实验教学中渗透化学学科的核心素养。
一、解读教材
“二氧化硫的性质”是人教版高中化学必修1第4章第4节第1课时的内容。经过前面氯和硅及其化合物的学习，学生对元素化合物的学习有了一定的套路感，但还没有上升到模式的高度。学习了氧化还原反应和离子反应，有一定的理论基础。但还没有养成用理论来指导实践的思维水平。学生对实验是新奇的，有较大的探究欲，但对实验的设计还处于懵懂状态。
纵观教材，呈现的知识体系如下：以空气质量报告引入，明确本节研究的重点对象二氧化硫和二氧化氮。介绍了自然界中广泛存在的含硫化合物，由硫磺的燃烧引出本课时的主角------二氧化硫。实验重点突出二氧化硫的水溶解性和漂白性。对二氧化硫作为酸性氧化物的类别有介绍，但没有安排实验。学生容易想到二氧化硫与氢氧化钠溶液的反应。但如果提出设计实验证明二氧化硫是酸性氧化物，对学生来说有难度，是一个挑战。但借此实验的设计一方面可以拓展学生对碱的认识，另一方面也是一个非常好的素材，渗透检验实验要求有明显现象的意识。由二氧化硫被氧气氧化生成三氧化硫。引出三氧化硫也是酸性氧化物。教材这样设计，有利的是可以通过二氧化硫与三氧化硫的对比，区分硫酸与亚硫酸以及硫酸盐与亚硫酸盐，为后面的学习埋下伏笔。但就一堂课来说，容易分散，重点不突出。另外对二氧化硫和其他氧化剂反应，例如酸性高锰酸钾溶液，溴水，氯水等没有交代。二氧化硫的氧化性也没提。这里可以补充内容，丰富学生对二氧化硫的认识。通过设计实验证明二氧化硫的氧化性和还原性，巩固学生氧化还原反应的概念，也帮助学生加强科学探究与创新意识。那么，怎么用化学实验来为课堂穿针引线，渗透核心素养呢？
在反复研读教材之后，笔者对教材中的部分内容整合如下：整节课围绕着二氧化硫的性质开展。三氧化硫的性质在第一课时暂且不提。二氧化硫的物理性质和化学性质。在二氧化硫的物理性质上，改进实验如何证明二氧化硫易溶于水？本节课的重点是二氧化硫的化学性质，分别从不同维度预测其性质，设计实验，动手实验，验证。这些实验本身操作难度都不大，重点是如何引导学生，自己设计实验以及在实验过程中核心素养的养成，为以后的元素化合物学习提供一般思路。提问要注意层次性。要搭梯子。用实验说话，通过实验来体验知识的生成过程。实验是工具，核心素养的养成是目的。
二、教学目标
知识与技能
1.了解硫的物理性质，认识硫与氧气反应。
2.掌握二氧化硫的物理知识和化学性质。
过程与方法
1.学生通过探究实验，培养科学探究的能力。
2.在活动探究的过程中，学生逐渐养成合作学习的习惯。
情感态度与价值观方面
科学不会带来伤害。如何正确使用科学知识是人的问题。
三、教学过程
第1环节
【引入】2018年12月亳州空气质量报告。
【设计意图】创设学习情境，让化学教育内容生活化。
第2环节 二氧化硫的物理性质
师：SO2给你一个什么样的第一印象？你了解它有多少？来，这是我提前准备好的一瓶二氧化硫气体。请你观察它，描述它。我们先说物理性质。
生：无色，有刺激性气味的气体。有毒有害，污染环境。
师：你想不想闻闻它？
生：（笑，肢体语言有些排斥，但还是鼓起勇气扇闻了一下。）
师：只要方法得当，不会有问题。我们在实验中当然首先要保证安全，但咱们自己也要是勇敢的，勇于尝试，勇于探索。它虽然有毒，在葡萄酒行业中，却是国家法规允许的添加剂哦！
【PPT】展示葡萄酒的产品说明。
【设计意图】破除学生谈硫色变，有毒有害的不良印象。引导学生辩证看待事物。
师：咱们一般从颜色、状态、气味、密度、水溶解性以及是否有毒等几个方面来描述物质的物理性质。二氧化硫密度比空气大，你怎么知道的？
【设计意图】根据阿伏伽德罗定律，判断气体与空气的密度相对大小。
师：二氧化硫在水中的溶解性如何呢，怎么通过实验来证明？
【设计意图】体会物理知识在化学学习中的应用。自然科学是一个体系。
第3环节 二氧化硫的化学性质
【教师讲解】
研究物质化学性质的一般方法：
（1）从物质类别角度研究一类物质的通性。
（2）从氧化还原反应的角度研究物质的氧化性或还原性。
（3）从应用和实践的角度研究物质的特性。
【设计意图】研究物质化学性质的的一般方法，树立三维元素观。
预测二氧化硫的化学性质：
预测一：从物质类别角度预测SO2的性质。
设计实验一：如何证明二氧化硫是酸性氧化物？
生：二氧化硫可以和氢氧化钠溶液反应。动手实验，书写化学方程式。
师：怎么证明它们反应了呢？（稍停顿）什么现象告诉你的？
生：没有。
师：怎么能设计一个实验，通过明显的实验现象，告诉我们二氧化硫和碱发生反应了呢？
生：（思考）
生1：在碱溶液里提前加酚酞溶液。
生2：用氢氧化钙溶液。有浑浊产生。
师：特别棒！两位同学的方案里都关注了实验现象。用实验来检验物质性质时，我们要关注实验现象。只有明显的实验现象才能告诉我们二者确实发生了反应。让我们来实验吧！
【设计意图】培养学生类比迁移能力。问题设置的递进性。先熟悉二氧化硫作为酸性氧化物能够和哪些物质发生反应，练习化学方程式的书写。为后面实验的设计铺垫。能够发生反应和能够检验物质性质是两码事。
预测二：从化合价角度预测SO2性质。
设计实验二：如何证明SO2具有氧化性和还原性
师：硫元素都有哪些价态？
生：-2，0，+4，+6。
师：二氧化硫中的硫元素化合价是多少，它可能具有什么性质？
生：+4价的。可能有氧化性，也可能有还原性。
师：如何设计实验证明二氧化硫具有还原性呢？
生：找氧化剂和它反应。
师：对这个氧化剂有没有什么要求呢？
生1：要确实能和二氧化硫发生反应。
生2：要有明显现象！（笑）
师：对！学以致用，非常好。那在你的认知范围里，二氧化硫和哪个氧化剂反应，而且有明显现象呢？
生1：酸性高锰酸钾溶液。
生2：氯水。
师：真好！我们找到了解决问题的钥匙！下面我们就动手实验，看看是不是这样吧！
指导学生完成实验。
师：你能尝试写出二氧化硫与氯水反应的化学方程式吗？它的离子方程式又是怎样的呢？
【设计意图】强化验证性实验对现象的要求。通过方程式的书写加深印象。也是书写技能的加强。体会化学方程式是对化学反应的表达和记录。
师：那如果要证明二氧化硫的氧化性，我们就要找一个还原剂，而且要有明显现象。我们可以用Na2S溶液，你能判断二者反应的产物吗？
生：应该是有单质硫产生吧。
师：如果有单质硫产生，你会看到什么实验现象呢？
生：有淡黄色物质生成。
师：真是这样的吗？
指导学生完成实验，在实验现象的描述上，用溶液变浑浊更合适。
【设计意图】引导学生体会理想中的实验现象与现实中实验现象的描述的不同。培养学生求真务实的科学态度。
预测三：黑心商贩在田间大棚里用硫黄熏蒸白银耳，说明了什么？
设计实验三：如何证明二氧化硫具有漂白性？
【设计意图】用途是性质的体现。根据物质用途可以反推物质性质。培养证据推理意识。
SO2漂白机理的微观探析
讨论：1.二氧化硫为什么具有漂白性？
2.二氧化硫使品红溶液褪色之后再加热，会怎么样呢？
3.二氧化硫可以使石蕊试液褪色吗？
【设计意图】寻找现象背后的原因。宏微结合。
第4环节 小结和作业
请学生小结。
师：某气体可以使澄清石灰水变浑浊，它是谁？
生：二氧化碳，也可能是二氧化硫。
师：那怎么区分二者呢？课下请整理出区分它们的方法。
课外探究作业：
1.二氧化硫有哪些用途？
2.写一篇关于“如何防治二氧化硫污染”的小论文。
【设计意图】科学是工具。正确的运用科学的方法和手段能够改善我们的生活。
四、教学反思
化学实验是化学知识的载体，也是化学知识的根源。首先实验的设计要关注实验的目的。不同的目的我们选择的药品或仪器就不同。同样是二氧化硫与碱的反应，如果是检验，我们可以选择澄清石灰水或者加有酚酞的氢氧化钠溶液，而如果是吸收二氧化硫的尾气处理，咱们就要选择氢氧化钠溶液了。明确了目的，就明确了我们行动的方向。围绕着目的，我们开展一系列的活动从而解决问题。其次围绕着实验我们的提问要符合理性思维。二氧化硫可以使很多不同的物质褪色，全部是因为二氧化硫的漂白性吗？借由此问，引导学生关注褪色背后的原因，透过现象寻求本质，加深学生对漂白性的认识。总之二氧化硫的学习体验带给学生的不仅是感性的知识，更是解决问题的思路，严谨的思维水平，以及学习化学，正确的应用化学知识，美化我们的生活，提高社会的生产力。往大了说，就是造福人类。往小了说，就是帮助我们的孩子有自己的判断，正确的三观，成长为一个心智健全的人。而不是刷题机器。核心素养渗透我们的课堂，这种潜移默化的影响是无声的也是有力的。这是教师职业的幸福感。讲授知识，培养能力，塑造观念。
当然，核心素养的达成，要求我们变革评价理念和评价方式。如果还是一味的只重视纸笔测验，那课堂上的核心素养的培养也就是空中楼阁了。必须在真实的情景中，对学生完成任务的过程和结果进行评价。我们也看到近年来高考试题的命题越来越重视对学生迁移能力，思维水平的考察，这也会倒逼着我们一线老师关注课堂上知识的生成，关注学生创新思维的培养。
