“物质的分类”教学创新设计

1、物质的分类”教学创新设计摘要：分类思想对化学研究起着不可低估的作用。 “物 质的分类”教学以硫酸型酸雨形成过程中涉及的两种物 质一一S02和H2SO3作为主要研究对象， 通过对它们化学性 质的推测，让学生建立从个别到一般、一般到个别以及类比 和迁移的化学思想，并能够让学生认识物质的分类对研究物 质化学性质的重要作用。关键词：分类思想；个别到一般；一般到个别；类比； 迁移文章编号： 1008-0546（ 2016 ）06-0000-03 中图分类号：G632.41 文献标识码： Bdoi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.06.000 普通高中化学课程标准（实验） 中指

2、出，高中生应 认识分类思想对化学研究的作用，并能根据物质的组成和性 质对物质进行分类。那么， “物质的分类”对于高中生进行 无机物化学性质的学习、形成分类思想具有怎样的指导作用， 如何通过教学设计与实施实现其功能，一直受到研究者和一 线教师的关注。 1 对此，笔者通过创新教学设计加以研究。一、设计思想 本节课选取了硫酸型酸雨形成过程中的两种物质S02和H2SO3作为主要研究对象，通过让学生推测H2SO3的化学性质，以此建立研究物质化学性质的一般思路：确定 物质的类别回忆这类物质的化学性质确定该物质 的化学性质，同时从C02、S02、SO3的化学性质归纳概括出 酸性氧化物的一般通性，以此引导学生

3、建构从一般到个别、 个别到一般的化学思想；而在SO2化学性质的推测过程中，学生猜测SO2可能与CO2化学性质相似，然后通过学生分组 实验和阅读课本， 以此达成理论和实验的统一， 进而得出 SO2 和CO2化学性质相似，都属于酸性氧化物，以此引导学生建构类比的化学思想，并深化物质的分类对研究物质化学性质 作用的认识；除此之外，引导学生运用迁移思想，得出碱性 氧化物的一般通性。当然，在学生了解了酸性氧化物和碱性 氧化物的通性后，即可顺利解释石灰石脱硫的原理，在知识 的运用中让学生体会所学知识的价值。最后围绕硫酸型酸雨 形成的原理，引发学生对 SO2和H2SO3都能与02反应原理 的困惑，以此使学生

4、产生对物质进行多角度分类的需求。诚 然，经过物质的分类学习，使学生在面对一个陌生的具体物 质时，能自觉地对该物质进行分类，并根据其与各类物质之 间的相互关系预测该物质的性质。二、教学目标 知识与技能：学会研究物质化学性质的一般方法，认识 比较和分类等科学方法对化学研究的作用。过程与方法：通过对H2SO3与S02化学性质的探究，体 验研究物质化学性质的一般方法；通过对酸性氧化物和碱性 氧化物的性质的小结，学会从个别到一般的学习方法，提高 学生的迁移能力。情感态度价值观：通过对SO2与足量澄清石灰水的实验 探究，培养学生实事求是的科学态度。三、教学过程 教师 在初中，大家对硫酸型酸雨已经有了基本了

5、解， 请用化学反应方程式表示出硫酸型酸雨的形成过程。学生 途径 1： 2SO2+O2=2SO（3 粉尘） SO3+H2O=H2SO4 途径 2: SO2+H2OB 2H2SO3+O2=2H2SO4教师 在硫酸型酸雨形成的途径 2 中，划横线的物质名 称是什么？学生 亚硫酸。教师 亚硫酸除了和氧气反应外，还能和哪些物质类别 发生化学反应？说明判断的依据。学生 亚硫酸可以和碱、活泼金属、指示剂反应，因为 亚硫酸和硫酸一样是酸，应该具备酸的通性。教师 亚硫酸既然属于酸，它的化学性质还有补充的 吗？学生 还可以和金属氧化物、某些盐反应。教师 在推测物质所具备的化学性质时，请大家思考一 下推测的一般思路

6、。学生确定物质的类别根据一类物质的化学性 质推测该物质的化学性质。教师S02是造成硫酸型酸雨的主要物质，S02除了和H2O、O2 反应外， 还能和哪些物质发生化学反应呢？判断的 依据是什么？学生SO2还能与碱反应，觉得SO2化学性质应该和 CO2 类似，在初中我们已经知道 CO2能与碱反应。教师SO2是不是真的能与碱反应？分组实验 打开分液漏斗的活塞，观察澄清石灰水的变 化（实验装置见图 1）。教师 实验中观察到什么现象？生 1澄清石灰水变浑浊。生 2澄清石灰水一直是澄清的。生 3澄清石灰水先变浑浊再变澄清。教师 请大家分析一下，为什么实验现象会出现这么大 的差异？可能的原因是什么？生1我们这

7、组放入浓硫酸的量少，因此产生SO2的量也少，而澄清石灰水的量多，所以会变浑浊，看到浑浊后我 们立马将导管放进盛有氢氧化钠的烧杯中。生2我们这组浓硫酸放入的量很多，因此产生SO2的量很多，在亚硫酸钙生成的瞬间又被反应完了。生 3我们这组浓硫酸放入的量较少， 看到石灰水浑浊后 并没有将导管拿开，继续通了 SO2。教师 大家分析的非常好，虽然大家实验时做出来的现 象不一样，但都能合理的解释观察到的现象。教师 请写出二氧化硫通入足量的澄清石灰水中对应的 化学反应方程式。学生S02+Ca (OH) 2=CaSO4 +H2O教师在初中，我们知道 CO2也能与澄清石灰水反应， 由此你得出什么？学生SO2和C

8、O2的化学性质相似。教师 它们究竟是哪一类？请大家看书上第4 页的内容。学生 阅读书本。学生CO2和SO2是酸性氧化物。教师什么是酸性氧化物呢？学生 与碱反应生成盐和水的氧化物。设计意图：通过让学生推测 H2SO3的化学性质，让学生 建立研究物质化学性质的一般路径：确定物质的类别根 据一类物质的化学性质推测该物质的化学性质，并让学 生初步体会物质分类对于无机物化学性质学习的意义。通过 让学生推测 SO2 的化学性质， 让学生学会运用类比及实验的 方法去研究物质间的联系，深化物质的分类对研究物质化学 性质的作用。教师除了 C02和S02是酸性氧化物外，S03也是酸性氧化物，请你推测它有何化学性质

9、？推测的依据是什么？学生SO3能与水反应，SO3还能与碱反应。原因是SO3 是酸性氧化物，化学性质应该与C02、SO2相似。教师 请大家归纳酸性氧化物的一般通性。学生 酸性氧化物能与水反应、能与碱反应。教师 怎么推测出来的？学生抓住C02、S02、SO3所能发生的化学反应的共性。教师 很好，酸性氧化物除了和水、碱反应之外，还能 与碱性氧化物反应。什么是碱性氧化物？学生 与酸反应生成盐和水的氧化物。教师 很好，常见的碱性氧化物有： CaO、 CuO、 Fe2O3 等，那么，碱性氧化物有哪些通性？学生 与水反应，与酸反应，与酸性氧化物反应。设计意图：通过让学生归纳酸性氧化物的一般通性，让 学生学会

10、由个别到一般的思想。在归纳完酸性氧化物通性后， 让学生运用迁移的思想得出碱性氧化物的定义和通性，以此 提高学生分析问题的能力。教师SO2是造成硫酸型酸雨的主要物质，煤的燃烧是 产生SO2的主要原因，所以在煤中添加石灰石（CaC03作为脱硫剂，可以减少煤燃烧时产生的S02,请说明原理。学生CaCO3在高温下分解生成 CaO, CaO再和SO2反应生成亚硫酸钙。设计意图：让学生探究减少硫酸型酸雨途径的基本原理， 以此让学生在解决生活问题的过程中体会所学知识的价值。教师很好，在前面推测 H2S03 S02的化学性质时， 我们需要先弄清楚 H2S03 SO2属于哪一类，再根据这一类 物质的化学性质推测

11、该物质的化学性质。但在硫酸型酸雨形 成的途径中，大家可以发现：H2SO3与SO2都能与氧气反应， 这是为什么？学生 可能有其它的分类角度。 设计意图：通过学生不能解释硫酸型酸雨形成过程中SO2和H2SO3为什么都能与氧气反应， 让学生建构多角度分 类物质的化学思想。教师 一种物质，我们可以从多角度对它进行分类，角 度越多，物质的性质就被认识的越全面。请大家运用已学的 知识，对下列含硫的化合物进行分类。CaSO3 Na2SO4 SO2 NaHSO4H2SO3 H2SO4 Na2SO3 NaHSO3生 1从物质的组成和性质角度划分：属于盐的有： CaSO3、Na2SO4、NaHSO4、Na2SO3

12、、NaHSO3属于酸的有： H2SO3、H2SO4属于酸性氧化物的有： SO2生 2从物质的状态角度划分：属于气体的是： SO2属于液体的是： H2SO3、 H2SO4属于固体的是： CaSO3、Na2SO4、 NaHSO4、Na2SO3、 NaHSO3教师 对物质的划分可以从不同角度，除了从物质的组 成和性质、物质的状态，还可以从溶解度、导电性等方面。 下面请大家以Na2SO3为例，尽可能写出 Na2SO3能发生的 化学反应。生 1Na2SO3+2HCl=2NaCl+H2SO3Na2SO3+Ca( OH) 2=CaSO3； +2NaOH CaCI2+Na2SO3=2NaCI+CaSO3生 2

13、Na2SO3+2HCI=2NaCI+H2SO3个反应不能发生，因 为没有气体产生。生3可以发生，类似于我们初中实验室制备CO2的反应，应该写成Na2SO3+2HCI=2NaCI+SO2 +H2O教师 其它两个反应能发生吗？学生 能，因为两个反应中都有沉淀产生。教师Na2SO3为什么能发生这些反应？学生Na2SO3从物质类别角度是盐，盐可以和酸反应生 成新盐和新酸，盐还可以和碱反应生成新盐和新碱反应，盐 还可以和盐反应生成两种新盐，能让这些反应发生的反应产物中要么有沉淀或有水或有气体产生设计意图：亚硫酸钠是盐，对应的也是硫元素形成的化 合物，通过让学生写出亚硫酸钠能发生反应对应的化学反应 方程式

14、，以此让学生能从盐能发生的化学反应来思考问题， 从而加深学生对推测物质化学性质一般路径的认识。教师 在推测物质化学性质时，我们首先要对物质进行 分类，科学家为了研究物质，也会对物质进行分类，如果从 物质的组成和性质可以进行如下分类，见图 2。教师 当然，根据人们的需求，我们还可以从其他角度 对物质进行分类，看一个物质的角度越多，了解物质的性质 就越丰富，认识物质越具体，对物质的认识就越深刻。设计意图：从科学家在研究物质时，也是根据自己研究 的需要，从不同角度对物质进行分类，以此让学生体会从多 角度对物质进行分类的必要性。四、教学反思1. 巧选对象，精准切入 在本节内容中，学生要知道从物质的性质

15、角度对氧化物 进行分类，可分为酸性氧化物和碱性氧化物，而酸性氧化物 的代表物是C02和S02。在初中，学生对二氧化碳的化学性 质较为熟悉，如与水化合生成碳酸，与氢氧化钙或氢氧化钠 这样的碱反应，但对 SO2的性质较为陌生，SO2仅仅是在硫 酸型酸雨形成的途径中出现的，学生既熟悉又陌生，所以选择了硫酸型酸雨作为本节内容的切入口。在推测S02的化学性质前，由于要让学生先了解推测物质化学性质的一般思路： 先要确定物质所属的类别回忆这类物质的化学性 质一一确定该物质的化学性质，所以选择了硫酸型酸雨形成 的中间产物亚硫酸作为铺垫，因为亚硫酸是一种酸，学生对 酸的通性已经非常熟悉，所以对亚硫酸的化学性质推

16、测也显 得容易起来。2. 实验激趣，引导发展 实验既是检验理论和检验真理的唯一标准，又是激发学 生学习兴趣和引导学生发展的重要载体。在推测SO2的化学性质时，学生觉得 SO2的化学性质应该和 CO2相似，认为 SO2应该可以与碱反应。为此，通过学生分组实验的方式对 学生的猜想加以验证。在实验教学实施过程中，为了提高实 验的探究性和开放性，学生实验操作中药品的用量教师没有 给予人为的规定，这样实验中学生会观察到不同的实验现象， 为此，学生思维的深刻性和广阔性得到了提升。3. 推理归纳，促进迁移 归纳与概括是思维的两种基本方式，二者密不可分，概 括过程中必须借助于归纳，这样才能从对个别事物的认识， 扩