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1、 培养“证据推理与模型认知”素养的高三化学教学实践研究 董淑梅【摘要】在高三一轮复习过程中针对元素化合物的教学，普遍存在的是价-类二维图的模式，学生学得很认真，背的很熟练，但是到了流程题，实验题中仍旧不知道如何将所学的基础知识运用起来。本文以“二氧化硫工业治理方法与化学习题相结合”为切入点帮助学生建构元素化合物知识与实际生产相结合的模型，便于学生对元素化合物知识的学习。【关键词】模型建构；二氧化硫治理；实践研究一、教学主题内容及教学现状分析（一）教学主题内容二氧化硫工业治理方法与化学习题相结合。（二）教学现状分析化学高考命题注重测量学生自主学习的能力，重视理论联系实际，关注与化学有关的科学技术
2、、社会经济和生态环境的协调发展，促进学生在知识和技能、过程和方法、情感态度和价值观等方面的全面提升，全面检测考生的化学科素养。尤其在化工题中会渗透较多的元素化合物的基本知识，涉及到较多的实际化学方法，高三一轮复习过程中针对元素化合物的教学，普遍存在的是价-类二维图的模式，学生学得很认真，背的很熟练，一问一答式习题做起来得心应手，但是分析流程题，实验题，化学生产工艺的题中仍旧不知道如何将所学的基础知识运用起来。因此要把价-类二维图基本物质之间的转化模式设计在实际问题中，即建构知识模型化，模型问题化，问题情境化。学业要求：掌握二氧化硫的重要性质及应用；理解工业二氧化硫的治理方案的应用二、教学思想与
3、创新点教学重难点及突破方法：重点：如何运用二氧化硫的性质治理工业尾气的排放。难点：结合性质综合全面进行方案的设计、分析、评价。创新点：创设问题情境，建构模型设计分析法突破难点。三、教学目标宏观辨识与微观探析：能从工业治理及用途中认识二氧化硫性质的多样性，并进行分类。变化观念与平衡思想：通过多种治理方法的学习，了解选择适宜的治理方案需要的综合考虑的条件。证据推理与模型认知：通过二氧化硫的治理方法，运用模型分析学会其他有毒物质的治理方案设计，学会一种方案评价，进而建构模型，揭示现象的本质和规律。实验探究与创新意识：通过设计治理方案电化学脱硫，培养创新意识；科学精神与社会责任：通过评说二氧化硫的功與
4、过，进一步增强学生学好化学的责任感，突出化学的社会价值。四、基于证据推理与模型认知素养的教学流程根据证据推理与模型认知素养的内涵和教学目标的指向，结合探究性学习中设计问题情境和探究活动的教学环节，可以寻找到一般的、有普遍意义的，且能体现内涵的课堂教学实践活动的流程。在此过程中帮助学生构建模型并培养学生独立建构简单的解题模型的能力，能认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系，运用模型解决化学问题，解释化学现象和揭示事物现象的本质和规律。教学实录：（一）明确学习任务研究学习生产、生活中的二氧化硫SO2从哪来可以做什么到哪去（治理和应用）二氧化硫的工业治理方法包含了二氧化硫的来源以及基本性质。下
5、面以其中的教学片断为例探讨在教学实践中融入证据推理与模型认知素养的落实和养成。（二）工业生产中的二氧化硫用图片强烈对比引出二氧化硫治理的必要性和紧迫性。了解SO2从哪来？有什么样的性质？带来什么样的危害？教师提出问题：怎么治理？学生分组讨论，学生代表板书展示，教师引导分析出理论依据明确来源，二氧化硫的化学性质的结合，初步形成治理方案的模型。教师在学生讨论的基础上归纳整理，结合实际的工业治理方法做简单的介绍，在这过程中学生分析运用到的二氧化硫的性质，并结合实际应用的习题加以完善，帮助学生建构元素化合物的学习和解题模型。【设计意图】本节课的重难点在于了解二氧化硫的来源，通过学生对性质的掌握分析带来
6、的危害，根据二氧化硫的性质讨论工业治理方法，熟悉化学习题设计中的问题情境，结合习题中的问题运用二氧化硫的性质分析，强调元素化合物知识在工业生产中的重要性。本节课就其中的石灰石/石膏湿法脱硫技术和双碱法在习题中的应用为例，其他的方法将在课后的作业和习题中具体体现。1.传统钙基固硫法燃烧过程中的脱硫学生书写钙基固硫的反应原理，利用二氧化硫的酸性氧化物和还原性质。2.石灰石/石膏湿法脱硫技术石灰石/石膏湿法脱硫工艺采用石灰石浆液作为吸吮剂锅炉烟气进入反应容器（FGD）通过升压风机加压，在吸收塔内吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的SO2与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应被脱除最终产物为石膏。
7、【结合应用一】石灰石-石膏法脱硫是除去工业烟气中所含SO2的重要方法，其工艺分为两步：一是吸收产生亚硫酸氢钙，二是氧化产生石膏。某校化学兴趣小组实验模拟该工艺，设计装置如图：（1）装置B模拟产生含SO2的工业烟气，则E装置的作用是除去尾气中的SO2。（2）实验开始时，打开装置B中分液漏斗的活塞，向烧瓶中逐滴滴加硫酸，D中立即产生了明显的现象，造成产生这一现象的原因是（）。A.该装置的气密性不够好B.滴加硫酸的速率较快C.使用的硫酸浓度较小D.石灰石浆液中碳酸钙粉末的顆粒太小（3）预计当装置C中产生由浑浊变澄清的现象时，关闭装置B中分液漏斗的活塞，再点燃装置A处的酒精灯，观察到的现象是溶液由澄清
8、变浑浊。【设计意图】通过原理和工业方法的介绍了解，结合化学习题的应用让学生建立一定的思维模式，无论如何变化习题都要从物质本身的性质出发，透过现象看本质，通过性质理论推出结论。让学生感觉到实验题、化工流程题都是和元素性质密切相关，从而引起学生对基本元素性质的重视。3.海水法：海水法脱硫的原理和优缺点的分析，形成完整的工业治理方案，突破难点。为理解分析其他工业治理建构模型，化难为易。氨法脱硫，变废为肥，充分利用资源，降低污染。【设计意图】运用学生现有知识基础，熟练分析书写原理，再通过完整过程的分析，提升学生分析问题全面严谨的态度，树立变废为宝的治理理念。教师工业治理方法还有很多例如：金属氧化物脱硫
9、法、活性炭吸附法、烟气循环流化床脱硫工艺（CFB- FGD）等。4.工业治理方法，应综合考虑哪些问题？学生处理的方法要简单易行，成本要低，除硫效率要高，能变废为宝更好。教师学会归纳反思，让总结变成一种学习习惯和学习品质。五、教学效果与反思證据推理与模型认知视角下的教学实践和教学目标是帮助学生通过探究活动树立独立分析的意识，以及依据物质组成或变化的内在规律提出模型假设与模型构建的能力，帮助学生建构应用模型解决化学问题的基本框架，由此实现“从化学的视角认识事物和解决问题的思想、方法、观点”的化学学科价值。“二氧化硫工业治理方法与化学习题相结合”作为“证据推理与模型认知”视角下教学案例，有如下几点感
10、悟。（一）本节课主要想达成的目标是帮助学生构建元素化合物在复习时的认知模型，即建构知识模型化，模型问题化，问题情境化。实现怎样学以致用，学有所用，因此将习题贯穿在方法介绍中，在评价方法优缺点时给学生以启示，在解答实验评价习题时从哪些角度入手，哪几个方面解答。（二）学生在评价实际工业治理方法时有一点小小的成就感，觉得自己运用所学的知识能够评价实际生产，乐在其中，记忆深刻，在后面的习题解答中也能做得较好。（三）对于二氧化硫的功与过学生要辩证的去分析，合理的使用，适度的用量会给人类社会带来很多益处，从而对学生进行辩证思想的渗透。【参考文献】1中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版）M.北京：人民教育出版社，20182教育部考试中心.2018年普通高等学校招生全国统一考试大纲（理科）M.北京：高等教育出版社，2017（本文系2019年度广州市白云区教育科研小型课题培养“证据推理与模型认知”素养的高三化学教学实践研究的科研成果（课题编号：2019X KT172） -全文完-
