黄国乐
[摘 要]元素化合物既是高中化学教学的重点又是难点，以“不同价态硫元素间的转化”教學为例，以“酸雨”为主题，从“酸雨的成因”到“酸雨的危害”，再到“酸雨的防治”系列问题的逐步解决，学生从中获得硫及其化合物的性质和相互转化的知识;学会基于物质类别、元素价态预测物质性质的方法;发展严谨求实的科学态度和保护环境的可持续发展意识。
[关键词]实际问题解决;元素化合物;教学实践;硫元素
[中图分类号] G633.8 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058（2021）17-0063-03
元素化合物知识是高中化学的重要组成部分和主干知识，是化学基本概念、基本原理和学科思想的重要载体[1]。由于元素化合物知识属于陈述性知识，内容繁多、零散，不同族系的物质之间性质差异大、缺乏联系;同主族物质的性质及其变化规律具有相似性，容易混淆。元素化合物部分需要记忆的知识量比较大，一直影响着学生的化学学习效率，成为化学教学的难点。探索新的教学模式以突破这一教学瓶颈，是广大一线化学教师亟待解决的问题。
基于实际问题解决的教学模式是由基于问题的学习模式发展起来的，也称问题导向式教学。在 20 世纪 60 年代，Barrows针对当时传统医学教育的弊端，创设了一种让他人扮演患者向医学院学生咨询病情的对话式课堂教学模式，使学生置身于真实的临床病例中，通过解决问题的方式掌握诊断性知识，同时对其进行了有效运用。经过国内外学者几十年对基于问题解决教学模式的理论研究和科学实践，现在已形成比较成熟的课堂教学模式，即以真实问题为教学情境，在教师指导下，以小组合作学习的形式共同解决真实问题的教学模式。
元素化合物知识与生产生活、科学研究联系紧密，为基于实际问题解决的教学模式奠定了丰富的事实基础。基于真实情境，让学生在逐步解决实际问题的过程中学习元素化合物知识，能激发学生的学习兴趣，避免学习的枯燥乏味。同时，真实、具体的问题情境是学生化学学科核心素养形成和发展的重要平台，为学生的化学学科核心素养提供表现机会，促进学生化学学科核心素养的形成和发展[2]。《普通高中化学课程标准（2017 年版） 》的“命题原则”中明确指出，试题情境的创设应紧密联系学生学习和生活实际，体现科学、技术、社会和环境发展的成果，注重真实情境的针对性、启发性、过程性和科学性，形成与测试任务融为一体、具有不同陌生度、丰富而生动的测试载体[2]。如果能坚持用基于实际问题解决的教学模式，促使学生转变学习方式，发展其合作学习能力、自主学习能力，并能灵活运用结构化知识解决实际问题，这样的教学自然也能够提高学生成绩。
一、基于知识分析和具体学情确定教学目标
“不同价态硫元素间的转化”是鲁科版化学必修1第三章第三节“硫的转化”的第2课时。在第三节第1课时学生了解了硫单质的性质以及含硫物质在自然界中的转化，对硫单质的性质、不同价态含硫化合物在自然界中的存在形态有了一定的认识，初步掌握了研究物质性质的基本程序和常用方法，为本节课进行简单的实验探究活动奠定和积累了理论基础和实践经验。本节课的主要目标是运用氧化还原反应原理探究在实验室实现不同价态含硫物质间的转化。然而，教科书提供的教学内容是探究以硫黄、二氧化硫、硫酸为代表的0、+4、+6三种价态硫元素间的相互转化，只有知识没有情境。本节课选取“酸雨”为情境素材，围绕“酸雨”的一系列实际问题开展教学活动。
基于上述教材分析，并根据学生实际情况确立本课的主要教学目标为：①运用氧化还原反应的知识探究不同价态硫元素之间的转化;②认识二氧化硫的氧化性、还原性、漂白性以及酸性氧化物的通性;③通过探究不同价态硫元素之间的转化实验，提升运用所学知识设计实验的能力;④体验探究物质性质的程序和方法，提高运用化学知识和方法解决实际问题的能力，形成理论联系实际的观念。
二、教学思维导图
三、主要教学活动
【学习任务1】交流酸雨的危害;从控制二氧化硫的产生和转化的角度寻找酸雨的防治方法。
设计意图：展示联系实际的图片资源，让学生直观感受酸雨的危害，引发学生对酸雨成因和防治的思考。
【学习任务2】探究酸雨的成分。
设计意图：使学生的学习水平从孤立水平提升到系统水平，让学生通过探究系统分析雨水的成分，测定雨水的pH，完善SO42-离子的检验实验。
【学习任务3】实现某些含硫元素的化合物之间的转化，学习二氧化硫的性质。
设计意图：发展学生的数据分析能力，引导学生从基于经验事实预测到基于物质类别、元素价态预测;从基于实验经验设计方案到依据氧化还原思路设计方案。
【学习任务4】探究硫单质的性质。
设计意图：追本溯源，引导学生探寻现象背后的本质原因，完善学生建立的硫及其化合物之间转化关系的结构化知识。
【学习任务5】讨论酸雨的防治办法。
设计意图：发展并诊断学生解决实际问题的能力和对化学价值的认识水平：自主调用认识物质性质及转化关系的思路方法，完成防治酸雨的真实任务，从环境安全、经济成本、操作便利等多角度思考和评价问题解决的方案。
四、教学建议
1.选取合适的问题
基于实际问题解决的教学模式中，情境素材的选取和真实问题的选择是成功的关键，选取的问题可以是学生身边需要解决的问题，也可以是社会性热点议题，还可以是工业生产、科技前沿问题等。选择真实问题要基于课程标准，服务教学内容，贴近学生经验。因此，选择问题时要考虑是否承载学科思想方法和能否发展学生的核心素养、提升学生的关键能力;是否涵盖本节课的核心知识，能否将教学内容与实际问题进行有效融合;是否具有可操作性，能否调动学生的学习积极性。
2.重视培养实验探究能力
實验探究常用于分析解决实际问题，依据证据证实或证伪假设。然而有一部分学生实验探究能力弱，在实验探究课上，即使教师分析了实验的相关内容，他们还是无从下手，不知所措，出现随便应付、等待教师讲评的现象，影响了基于问题解决的探究进程，削弱了教学效果。对此，教师在组织教学时要营造良好的探究氛围，将以讲授法为主的教学模式改变为小组合作学习模式，让学生与学生之间、学生与教师之间的互动成为常态，让学生积极参与到课堂教学中来，同时要教会学生探究实验的基本模式和主要环节。
3.让学生亲历问题解决过程
在教学过程中，要避免核心知识与问题解决脱节，要让学生在解决问题的过程中获得知识、培养能力、体验过程。单纯为了迎合问题解决模式而设置与教学目标毫无关联的问题是假探究，无益于学生的发展。因此，要让学生与教师一同经历从提出问题到分析问题再到解决问题的整个过程。在基于情境素材提出问题的环节，学生一般会提出五花八门的问题，师生共同讨论，广开言路，百家争鸣，最终择取联系实际的同时聚焦学习目标的核心问题进行探讨解决;在设计方案环节，引导学生从方案的可行性、科学性、安全性等维度出发，思考如何进行证实或证伪，并找到有效合理的处理办法，提炼完善实验方案;在实验探究环节，要求每个成员亲自动手，团结协作，讲究效率，做出成果;在分析数据、得出结论环节，提倡证据意识，尊重数据，养成严谨求实的科学态度。学生在亲历整个解决问题的过程后，及时归纳总结成功经验和失败教训，并进一步将化学思想和方法延伸到生活和学习中，形成科学的化学观。
总之，基于问题解决的教学模式能够为高中化学元素化合物教学开辟一条新途径。学生在对实际问题的提炼、剖析、探究的过程中，不仅求得了问题的答案，更重要的还在于学会用化学观念、思想方法去探究解决问题，发展化学学科核心素养。因此，基于问题解决的教学模式，不仅能够满足学生对于元素化合物知识的学习，还可以将其应用到化学反应原理等化学模块的学习中，丰富该教学模式的内涵和实践。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 曹俐.基于学生自主建构学科观念的课堂教学：以氨的教学为例[J].贵州师范学院学报，2015（6）：50-53.
[2] 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017 年版）[S].北京：
人民教育出版社，2018.
（责任编辑 罗 艳）
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