《第三节硫和氮的氧化物》教学设计(北京市县级优课)x-化学教案

教学设计者基本信息姓名郑晓丹学校北京医学院附属中学学科化学联系电话及邮zhengxiaodan79@126.com教学设计基本信息课题应用物质性质解决实际问题—以治理空气中的污染物SO2为例年级高一模块化学1（必修）第四章第三节硫和氮的氧化物教科书版本人民教育出版社学习主题常见无机物及其应用1.整体设计思路（教学设计的思路与学习价值分析）教学设计的思路：以生活中人们关注的环境问题“酸雨”为情境，通过引导学生分析酸雨的成因，让学生体会到治理酸雨问题的根源是治理空气中的污染物SO2。通过学生的小组讨论活动：分析国内外化学工程师除去空气中SO2方法的设计原理、体现的SO2性质，培养学生能够依据物质性质的信息解决实际问题的方法。同时，通过对比分析上述治理SO2的方法，帮助学生初步建立绿色化学思想。学习价值分析：环境保护问题已经越来越为世界各国所重视，环境意识已经成为当代人类文化素质的重要组成部分，并成为衡量一个国家，一个民族乃至一个人的文明程度的重要标准。二氧化硫是造成大气污染的主要气体之一，在学生弄清楚了二氧化硫的性质基础上，让学生了解其引起大气污染的原因，并引导学生应用二氧化硫的性质来治理环境污染的方法，既可以巩固二氧化硫的有关知识，又培养了学生利用化学知识化害为利的科学思想以及形成参与解决环境的意识，培养学生化学核心素养。2.目标设计（指向学生素养发展的目标设计）知识与技能（1）学会应用“物质分类”和“氧化-还原”两个角度分析SO2转化为硫酸的路径；（2）能够解释所列举的治理空气中SO2方法的设计原理、体现的SO2性质。过程与方法（1）通过创设生活中人们关注的环境问题“酸雨”情境，指导学生应用“物质分类”和“氧化-还原”两个角度分析SO2转化为硫酸路径的过程，培养其关注与化学有关的社会热点问题，认识到环境保护的重要性；（2）通过分析化学工程师除去SO2方法的设计原理、体现的SO2性质的活动，初步培养学生依据物质性质的信息解决实际问题的方法。情感态度与价值观通过分析对比除去SO2的几种方法，增强学生运用化学知识解决环境问题的意识，培养学生可持续发展意识和绿色化学观念。3.学习内容分析（教学内容及内容结构分析，重点难点分析）教学内容及内容结构分析（1）地位：二氧化硫是本章学习中重要的氧化物，是工业生产硫酸环节中的一种重要的反应物质，也是学生初步认识环境污染中大气污染的一种主要物质，特别是二氧化硫的性质是本节的一个重点，也是高中化学常见元素化合物知识体系的重点之一。（2）联系：本节在教材《化学1》中被安排在最后一个专题，是在学生学习了钠、镁、铝、铁、铜、氯、硅及其化合物等元素化合物知识的基础上，进一步介绍硫及其化合物。这是对高中化学必修阶段无机化合物知识体系的进一步完善，同时也将为《化学2》及后续选修课的学习提供必要的基础。因此它在教材中具有承上启下的作用。（3）内容：本节课学习的主要内容是应用物质的性质治理空气中的污染物SO2，是化学性质在解决实际问题中的应用。通过本节课的学习，可以初步培养学生能依据物质及其化学变化的信息建构模型，初步建立解决复杂化学问题的思维；培养学生关注与化学有关的社会热点问题，具有可持续发展意识和绿色化学观念。教学重点：SO2的性质在治理空气污染中的应用。教学难点：治理SO2的方法所涉及的化学反应。4.学情分析（学生现状与需求分析）（1）知识方面:在上一课时的学习中，学生已经通过探究实验验证了SO2的化学性质，即酸性氧化物、氧化性、还原性和漂白性。但应用物质性质来解决环境问题方面有待进一步学习。（2）方法方面：通过前面部分元素化合物的学习，学生已经基本掌握元素化合物认知的基本模型，即从“物质分类”角度和“氧化-还原”角度认识理解元素化合物。但是熟练应用于物质转化路径有待提高。（3）能力方面：有一定阅读分析、思考、交流能力，但应用化学用语解释化学问题的能力有待进一步培养。5.教与学的过程设计（课堂教与学的每个步骤的情境任务及其意图分析）教学环节教师为主的活动学生为主的活动设计意图环节一引入主题【图片展示】美丽的雕像被酸雨腐蚀面目全非【设问】酸雨有什么危害？【任务一】应用学过的知识，小组讨论酸雨形成的原因，并写出相关的化学方程式。【分析】应用“化合价、物质类别”二维坐标图分析硫酸型酸雨形成的路径。【过渡】化学工程师是如何设计方案，治理空气中的污染物SO2呢？看图片、体会酸雨的危害。阅读课本93页，回答酸雨主要危害。酸雨由空气中的二氧化硫引起。参与分析。思考交流。创设课堂学习情境，引发关注。让学生意识到解决酸雨问题的根源是治理二氧化硫，引出本节课学习主题。环节二分析资料【任务二】分析化学工程师治理SO2的设计原理、体现的SO2性质。参与学生讨论过程，指导学生分析思路，得出正确结论。【预设讨论分组】（一组）活性炭吸附法（体现SO2的还原性）（二组）微波---炭还原法（体现SO2的氧化性）（三组）氢氧化钠法（体现SO2的酸性氧化物性质）（四组）石灰石法（体现SO2的酸性氧化物、还原性）（五组）苯并噻唑啉在转化成苯并噻唑的途中将二氧化硫转化为硫酸（体现SO2的还原性）进行分组讨论，用化学用语解释吸收SO2的设计原理，分析方案体现的SO2性质。培养学生从核心物质的化学性质视角来解决实际问题的思维。环节三汇报交流【汇报】倾听、点评、讨论【提问】上述治理SO2的方法中，除了可以将SO2除去这点，我们还可以提取到什么信息？【补充】方案设计、路线选择、试剂选择、产物利用等要综合考虑，绿色化学思想。小组代表汇报本组治理方法的设计原理、体现的二氧化硫性质，分析思路。（到黑板写出设计原理相关的方程式）同时小组成员进行补充，小组之间质疑。学会分享、提高学生语言表达能力、质疑能力。培养学生具有可持续发展意识和绿色化学理念。环节四总结提升【小结】引导学生概括总结研究实际问题的思路。【结束语】硫元素是客观存在的，二氧化硫对环境污染是必然的。为了有一个舒适宜人的生存环境，必须依靠我们人类的智慧来治理解决环境问题。归纳小结，获得共鸣。帮助学生建立解决实际问题的思维框架。培育学生社会责任。课后作业（任选其一）1、查阅资料，结合所学知识，提出处理由煤燃烧产生的SO2污染的方法，题目自拟。（Tips:可从原煤脱硫技术、改进燃烧技术方面等考虑）2、调查分析北京市空气污染的成因，查阅资料，以化学视角完成一篇以《我为北京蓝天献计策》为题的报告。要求:物质转化中尽可能用化学用语（化学方程式等）3、公共邮箱提交作业。板书应用物质性质解决实际问题--以治理空气中的污染物SO2为例6.教学设计特色分析（教学设计的特色或个人风格分析）本节教学设计能引导学生以化学视角看待生活实际问题，合理应用物质的性质信息来解决实际问题。让学生在分析治理二氧化硫材料的活动中充分体验到化学在解决实际问题中表现出的生命力。另外，学生活动材料均引用国内外传统及最新研究成果，整合成具有教学情境的、学生可以理解并有学习价值的素材，让学生充分体会到理论与实际的密切联系。7.实践反思（生成性成果与具体问题及改进措施）在课堂中，学生们积极参与小组讨论、踊跃回答任务题目，脸上洋溢着自信的笑容和探索的趣味。我想这与我本次教学设计的以下几点落实密不可分:1、正确把握化学核心素养的涵义；2、反复推敲教学设计，合理提供教学情境，将学生合理分组探究，积极挖掘学生的主动学习意愿；3、精致制作课件，力求能以图文并茂的直观方式与学生互动交流。通过本节研究课的认真准备和教学实践，我深刻体会到：科学知识只有为学生理解才可能转化为科学素养，用学生已有的视角来阐述化学问题，才可能真正地激发学生用科学的视角观察世界、并提升学生的生活世界。附：学生学习资源（发到班级公共邮箱）【1】第四章第三节《硫和氮的氧化物》，化学1（必修），人民教育出版社。【2】洪哲，《工业废气中二氧化硫处理方法研究综述》，山东化工，2013年第42卷，第9期。【3】张达欣等3人，《微波--炭还原法处理二氧化硫的研究》，微波学报，14卷14期，1998年12月。【4】SonamMehrotra，RayJ.Butcher，andRajaAngamuthu，《BenzothiazolineConvertsSO2toSulfuricAcidenRoutetoBenzothiazole》，ACS,《Sustainable:Chemistry&Engineering》，October,2016译文：SonamMehrotra等3人，《苯并噻唑啉在转化成苯并噻唑的途中将二氧化硫转化为硫酸》，美国化学学会出版物《可持续发展：化学与工程》，2016年10月附录《应用物质性质解决实际问题----以治理空气中的污染物SO2为例》学案【任务一】应用学过的知识，小组讨论硫酸型酸雨形成的原因，写出相关的化学方程式。【任务二】研读资料1至5，完成下面相关问题。【资料1】活性炭吸附法[1]当二氧化硫与活性炭接触时，二氧化硫即被吸附，当有氧气【资料1】活性炭吸附法[1]当二氧化硫与活性炭接触时，二氧化硫即被吸附，当有氧气和水蒸汽存在时，伴随着物理吸附同时发生化学吸附。若在氧气过量条件下，活性炭吸附效果会增强，脱硫效率能够达到80%以上。活性炭经水洗再生，同时得到稀硫酸副产品。体现的SO2性质。【资料2】微波---【资料2】微波---炭还原法[2]不用催化剂，采用微波---炭还原技术处理二氧化硫(S02)。连续施加微波条件下，二氧化硫与活性炭(C)发生化学反应转化为无公害的二氧化碳(CO2)气体和单质硫(S)。此种方法二氧化硫的去除率可达95%以上。体现的SO2性质。【资料3【资料3】氢氧化钠法[1]（钠法）用氢氧化钠溶液吸收废气中的二氧化硫，生成的亚硫酸钠（Na2SO3）可继续吸收二氧化硫生成亚硫酸氢钠（NaHSO3），加入适量氢氧化钠，可再生亚硫酸钠溶液进行循环使用。=1\*GB3①=2\*GB3②=3\*GB3③体现的SO2性质。【资料4【资料4】石灰石法[1]（钙法）用石灰石浆液吸收废气中的二氧化硫，生成的亚硫酸钙（CaSO3）可进一步氧化，得到石膏（CaSO4）副产品。（若在石灰石中添加氧化镁，所含镁离子组分起到增强脱硫效果的作用，可使脱硫效率高达99%。）体现的SO2性质。【资料5】苯并噻唑啉【资料5】苯并噻唑啉（běnbìngsāizuòlín）在转化成苯并噻唑的途中将二氧化硫转化为硫酸[3]在室温下，苯并噻唑啉在空气中自发氧化为苯并噻唑（苯并噻唑啉→苯并噻唑+H2），同时将二氧化硫转化为硫酸。苯并噻唑用途：有机合成、橡胶促进