真实情境创设与实验探究在高中化学教学中的有机整合

胡梅

［摘 要］文章以“二氧化硫”的教学为例，采用真实情境创设与实验探究相结合的方式展开教学，即在教学中基于一定的原则创设真实情境，引导学生开展实验探究活动，以激发学生学习化学的兴趣，使他们的创新能力和实践能力得以提升。

［关键词］真实情境；实验探究；高中化学；二氧化硫

［中图分类号］    G633.8        ［文献标识码］    A        ［文章编号］    1674-6058（2024）11-0076-04

2016年9月，《中国学生发展核心素养》总体框架正式发布，“核心素养”成为热点研究课题。如何在教学中培养学生的核心素养，是新课程改革最为关注的问题。化学蕴含着深厚的科学知识和丰富的德育素材，是一门与人类生活息息相关、密不可分的自然科学，是落实立德树人根本任务、发展素质教育、弘扬科学精神、提升学生核心素养的重要载体［1］。情境是一切认知或学习活动以及素养形成的基础，没有合适的情境，知识就只剩下空壳，知识蕴含的文化精神和知识的应用更无从谈起。高中化学涉及的知识面较广，教师在教学中通过创设与知识相关的真实情境，激发学生学习高中化学知识的兴趣与求知欲。学生在新颖有趣的情境的引领下，进行实验探究，参与体验，感受到化学就在身边、化学服务于生活。下面以“二氧化硫”的教学为例，探讨真实情境创设与实验探究在高中化学教学中的具体运用。

一、真实情境的创设原则

对化学学科来说，教学情境的设计要做到贴近学生的生活实际。情境素材应该是学生真实生活中的疑点、热点、焦点问题，这样学生才能结合已有的生活经验和调取所学知识解决问题，而且这类素材会让学生感到亲切、自然，从而产生阅读欲望，在发言或回答问题时才会充分表达出自己的真情实感，真正实现“知行合一”的教育目的。情境创设要符合学生的心理特征和认知发展规律，同时根据教学内容的变化而改变。创设问题情境的目的就是将学生引入与问题相关的情境中，创设的情境既要新颖又要有趣，既要有启发性，又要与课题内容保持高度一致。设置的问题要具有探究性、综合性和开放性，同时要注意降低问题的“重心”。情境创设既要注重“情境”，又要促进学以致用，降低学习的难度，让学生在轻松愉快的学习中获得成功，增强学生学习的信心，使学生体会到学习所带来的快乐。

二、教材分析

“二氧化硫”是高中化学必修第二册第五章中重要的元素化合物知识，可为“硫酸的性质”以及“氮及其化合物的相关性质”的学习提供知识基础，在第五章的学习中起到承上启下的作用。教师可通过真实情境创设和实验探究的有机整合，引导学生了解二氧化硫的主要性质，熟悉二氧化硫在生产和生活中的实际应用，帮助学生巩固氧化还原反应知识，同时，使学生能够进一步归纳总结学习非金属单质及其化合物性质的方法。

三、教学目标

通过真实情境创设，以实验为基础，将核心素养的发展渗透到“二氧化硫”的教学中。

1.通过真实情境创设，展示二氧化硫对环境的危害，增强环保意识，培养社会责任感。

2.通过真实情境创设与实验探究相结合，获得对二氧化硫的溶解性、酸性、漂白性的认知，体验科学探究的过程和掌握科学思维方法，培养分析与解决问题的能力。

3.通过对二氧化硫性质的多样化认识，学会从不同角度分析物质，强化分类观；运用氧化还原反应原理解释不同价态硫元素的相互转化。

四、教学过程

本节课围绕“二氧化硫”的三个性质，创设了两个真实的社会与生活情境，采用实验探究式教学方式，让学生体验实验探究过程，明晰研究化学性质的步骤与思路。

真实情境一：酸雨——天堂的眼泪，空中死神

【新闻连线】柳州：“酸雨之都”蝶变“宜居花都”。

二十世纪八九十年代，大批工厂依柳江而建，柳州市成了“城在厂中，厂在城中”，市区内浓烟滚滚、烟囱林立。空气中经常充斥着二氧化硫的刺激性气味，酸雨率达到98.5%。“十雨九酸”，让柳州成了全国四大酸雨之都之一。当时的柳钢是排污大户之一，还引发了一场“要柳州还是要柳钢？”的全民大讨论，柳钢一度停产。

柳钢的环保技术专家张艾红回忆道：2006年的时候，全国的烧结机基本上还没有脱硫这个概念，然后我们就开始探索，烧结烟气、氨法脱硫，以废治废，把焦化不用的氨水用来烧结进行脱硫，既治理了污染，又实现了循环经济。

就这样，一场轰轰烈烈的环境保卫战打响了。柳钢经历发展阵痛，先后投入70多亿元，治理“工业三废”。柳州以柳钢为代表，从重点企业到中小企业大范围整治，经过多年的治理，终于摘掉了“酸雨之都”的帽子。从马鞍山上看去，百里柳江宛如一条碧绿的青罗带绕城而过，如今的柳州，山清水秀。

【图片展示】酸雨危害图片如图1所示。

【化学趣史】

1.20世纪60年代，瑞典一名年轻的土壤学家奥顿发现地面水的酸性很强，导致森林植物病害加重、生长缓慢，物质材料腐蚀加快。在欧洲，酸雨是一种普遍的污染现象。

2.英国化学家史密斯在1872年出版了著作《空气和酸雨：化学气候学的开端》，其中提出了“酸雨”这一说法，但未受重视。同年，在斯德哥尔摩召开的人类环境会议上，瑞典政府提交了一份名为《跨国界的大气污染：大气和降水中的硫对环境的影响》的报告。至此，很多国家才开展对酸雨的研究。

创设意图：通过新闻创设情境，让学生关注环境保护问题以及人类面临的与化学有关的社会问题，增强学生的社会责任感，帮助学生形成“人类命运共同体”的意识。

【归纳小结】

SO2的物理性质：

【实验探究】SO2的化学性质。

【预测】SO2易溶于水，且水溶液显酸性。

实验探究一：

[实验操作 用空矿泉水瓶收集一瓶SO2气体，向该矿泉水瓶中加入50 mL的水，立即塞紧瓶塞，振荡，观察现象并分析 参照必修第二册教材第3页实验5-1，将集满SO2的试管倒扣于水槽中，轻微振荡，观察现象并分析 实验现象 振荡后矿泉水瓶变瘪 试管内水位上升 实验结论 SO2易溶于水 SO2易溶于水 ]

实验探究二：

[实验操作 在SO2水溶液中滴入紫色石蕊试液，观察颜色变化 在澄清石灰水中滴加少量SO2水溶液，观察现象 实验现象 石蕊试液变红 澄清石灰水变浑浊 实验结论 SO2水溶液显酸性 SO2具有酸性氧化物的通性 ]

【归纳小结】从物质类别角度分析SO2的化学性质以及酸性氧化物的通性。

1.与H2O 反应：SO2+H2O ? H2SO3

2.与碱反应：SO2+2NaOH＝Na2SO3+H2O

3.与碱性氧化物反应：SO2+CaO＝CaSO3

创设意图：通过实验探究，激发学生的学习兴趣和学习动力，加深学生对知识的理解。

真实情境二：果蔬保鲜、红酒抗氧化

【新闻连线】

2016年8月1日，中国网财经新闻报道，国家食品药品监督管理总局官网抽检公告中发现，7月抽检的75批次蔬菜制品中有62批次二氧化硫残留量超标，18批次不合格水果制品中因为二氧化硫残留量超标的就有5批次。

据了解，目前市场上用二氧化硫溶液浸泡脱皮蔬菜是一种相当普遍的现象。这样能使蔬菜卖相更好，还能抑制蔬菜氧化，使蔬菜保持表面光洁、颜色润白，且减少留疤。有关执法人员表示，90%以上的脱皮蔬菜都存在二氧化硫超标的问题。

【资料卡片】早在1487年，普鲁士皇室颁布法令，允许在葡萄酒酿制中使用二氧化硫（SO2）。如果没有使用SO2，在短短的几个月之内所有的葡萄酒都将会坏掉。二氧化硫能抑制氧化酶的产生，防止褐变现象、香气损失以及苦味和青草味的产生。

葡萄酒中二氧化硫的作用如下：

1.能杀死细菌，防止感染，有利于葡萄酵母顺利发酵。

2.具有抗氧化作用，防止葡萄酒氧化变色。

3.有增酸作用，有利于葡萄浆中色素和酚类物质的溶解。

【归纳小结】基于硫及其化合物的价-类二维图（如图2），从元素化合价的角度分析SO2可能具有的化学性质。

实验探究三：

[实验操作 取酸性KMnO4溶液5～8滴，滴入几滴SO2水溶液，观察现象 实验现象 KMnO4溶液褪色 实验结论 SO2具有还原性 ]

【提问】SO2水溶液滴入BaCl2溶液中，是否有白色沉淀产生？

【解释】有。SO2+H2O+BaCl2＝BaSO3↓+2HCl。

实验探究四：

[实验操作 在饱和Na2S溶液中滴加适量的SO2水溶液和几滴稀硫酸，观察现象 实验现象 溶液变浑浊 实验结论 SO2具有氧化性 ]

【提问】工业尾气中SO2的治理措施有哪些？

【设计】设计吸收工业尾气中SO2的方案，并写出相应的化学方程式（供选择的试剂有：NaOH溶液、浓氨水、石灰乳、Na2SO3溶液、生石灰、Na2S溶液、酸性KMnO4溶液、O2等）。

方案1 用碱性物质吸收：                               ；

方案2 用氧化性物质吸收：                           ；

方案3 用还原性物质吸收：                           。

创设意图：利用新闻创设教学情境，并和实验探究相结合，让学生通过事例，思考如何通过实验去检验和解决问题，锻炼学生自主学习和交流合作的能力。

【资料卡片】

由于很多食品添加了二氧化硫（如图3），导致食品抽检不合格，因此二氧化硫又被称为食物的“化妆品”。二氧化硫溶于水会生成亚硫酸，而亚硫酸及其盐可引起支气管痉挛，并会在人体内生成致癌物质亚硝胺。如长期食用二氧化硫残留量超标的食品，人体的肝脏、肾脏等器官会遭受严重损害。

实验探究五：

[实验操作 向盛有品红溶液的试管中通入SO2气体（或加入SO2溶液），观察溶液颜色的变化；再加热，观察颜色的变化 实验现象 品红溶液褪色；加热后，溶液又变为原来的红色 实验结论 SO2具有漂白性，漂白效果是暂时性的 ]

【提问】SO2具有漂白性，氯气溶于水也有漂白性，如果将SO2和Cl2等物质的量混合通入水中，漂白效果会不会更强？

【解释】不会。SO2+Cl2+2H2O＝H2SO4+2HCl。二者混合不是强强联合，而是两败俱伤。

【提问】CO2和SO2属于酸性氧化物，将二者分别通入澄清石灰水中，均可使澄清的石灰水变浑浊。请设计实验方案证明混合气体中同时含有CO2和SO2。

【实验方案】

创设意图：通过向学生提供真实的情境，引导学生关注食品安全。在生活中，我们看到的多是二氧化硫的负面信息，因此，有必要培养学生一分为二地看待问题的辩证思维，使学生从谈“硫”色变，转向关注二氧化硫在实际生活中的应用价值。通过情境将知识与用途相结合、物质正负功能相结合，使学生可以在具体情境中进行迁移，取之于情境、用之于情境，最终达到深度学习的目的［2］。二氧化硫可以作为食品添加剂，但必须注意其残留量，由此帮助学生建立由量变到质变的辩证唯物主义观点，让学生建立安全意识。

五、教学反思

首先，化学是一门以实验为基础的自然科学，实验教学贯穿在化学教学中。在高中化学教学中创设真实情境，可提高学生学习化学的兴趣。本节课创设的情境与生产生活实际中的化学问题相关联，将生产生活与化学相融合，让学生感受到了化学切切实实与个人生活、社会和国家的发展息息相关。在这样的教学情境下，学生由刚开始对情境导入与创设环节感到惊奇有趣，到主动对生活中的化学问题进行探究，再到结束时收获成就感，无不体现学生对学习化学的热情和积极性。将学科与生活相融合，拉近学生、化学与生活三者的距离，不仅有利于学生学习化学，让学生感受到化学学习的作用、意义，还有利于培养学生的环保意识、法治意识和社会责任感。

其次，学生在解决这些真实情境中的问题时运用有关化学知识，有利于培养学生学以致用的能力。

综上，在今后的教学设计与实施过程中，我们将继续贯彻新课改理念，不断对情境的创设、情境试题的命制进行探研，创设学生易于接受的、巧妙的情境，将化学与生活相结合，增加问题设置的开放性、综合性、探究性，将心理、道德、法律、国情等教育内容进行有机整合与渗透，以达到良好的教育教学效果。

［   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，2018.

［2］  张英.高中化学情境教学模式的实践研究［J］.名师在线，2018（21）：42-43.

（责任编辑 罗 艳）