化学研究性学习的一个案例

田长明

德国教育家第斯多惠说：“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓励”。古希腊普鲁塔戈在3000年前就指出：“头脑不是一个被填满的容器，而是一把需要被点燃的火把。”为了每个学生能更好的发展，为了培养学生的创新意识，我们在教学中必须积极开展研究性学习。

研究性学习是指学生基于自身兴趣，在教师指导下从自然、社会和学生自身生活中选择和确定教育专题，主动地获取知识、应用知识、解决问题地学习活动。研究性学习强调学生通过实践，增强探究和创新意识，学习科学研究的方法，发现综合运用知识的能力。学生通过研究性学习活动，形成一种积极的、生动的、自主合作探究的学习方式。

化学研究性学习可按下列流程进行：选择课题→提出假设→验证假设→归纳总结→运用实践笔者结合平时的教学实践，以《SO2的化学性质》为例，谈谈在化学教学中如何开展研究性学习。

一、课题目标

知识目标：让学生掌握SO2的化学性质。能力目标：培养学生的自学能力、推断能力、实验操作能力、分析问题和解决问题的能力等。情感目标：培养学生用辩证的观点来研究问题，养成严谨、实事求是的科学态度。

二、提出假设

教师引导学生根据学过的基本理论知识和生活中的一些常识，对SO2的化学性质提出假设。学生通过自主分析、相互讨论，提出了以下三点假设：

假设1： SO2是非金属氧化物，可能是酸性氧化物，是亚硫酸的酸酐。

假设2： SO2中“S”的化合价为“+4”价，是S元素的中间价态。在化学反应中S元素的化

合价可能升高，也可能降低，表现出氧化性和还原性。假设3：用SO2熏过的银耳会变白， SO2可能具有漂白性。

三、课题准备

要研究SO2的化学性质，首先必须制得SO2，如何制备SO2气体?必须解决两个问题：

即实验原理、实验装置。

1.实验原理

教师建议学生查阅资料，包括教材、网络、文献等多种渠道来获取制取SO2的方法。下列是学生的查阅结果：

原理1：Na2SO3(固)+H2SO4(浓)→Na2SO4+ SO2↑+H2O

原理2：Cu+2H2SO4(浓)→CuSO4+SO2↑+2H2O

原理3：S(固)+O2点燃→SO2

原理4：Na2S2O3+H2SO4→Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O

……

2.实验装置

学生分析以上反应的条件，认为原理1和原理4反应条件较为简单，根据原理1和原理4的反应物的状态和条件，提出了图1、图2两套制备装置。

四、实验验证

学生提出上述假设后，教师继续引导学生选择合适的试剂来验证其假设，学生针对关于SO2化学性质的三点假设，选择了下列四组试剂进行实验验证。

第1组试剂：石蕊试液、澄清石灰水。

第2组试剂：高锰酸钾溶液、双氧水、稀硫酸、稀硝酸、氯化铁溶液、氯水。

第3组试剂：氢硫酸、氢碘酸。

第4组试剂：品红试液。

五、撰写报告

通过实验，学生完成了下列实验报告：实验目的：验证SO2的化学性质。

实验仪器：分液漏斗、广口瓶、双孔橡皮塞、导管、试管、滴管等。

实验药品：亚硫酸钠固体、浓硫酸、石蕊、高锰酸钾溶液、双氧水、稀硫酸、稀硝酸、氯化铁溶液、氯水、氢硫酸、氢碘酸、品红溶液等。

实验报告见附表。

六、提出思考

在学生掌握上述知识的基础上教师可提出下列问题让学生思考：

(1) SO2不与稀硫酸发生氧化还原反应，但能否与浓硫酸发生氧化还原反应?

(2) SO2能使氯水退色，也能使品红溶液退色，其原理是否相同?

(3) SO2的漂白原理与氯水的漂白原理是否相同?

(4)将等物质的量的SO2气体与氯气同时通入品红溶液中，漂白能力是否增强?

(5) SO2和CO2化学性质有何异同，用哪些方法可以区别它们?

(6)SO2中混有CO2气体，如何除去?

七、知识运用

从实践中来，到实践中去。这是我们学习和研究学问的根本目的。在进行研究性学习的过程中，这也是一个重要的环节。在SO2化学性质的教学过程中教师可设置下列问题：

问题1：盛有BaCl2稀溶液的甲、乙两支试管分别通入SO2至饱和，若向甲试管中加入足量硝酸，乙试管中加入足量NaOH溶液，则下列叙述正确的是(　　)。

A.甲、乙试管中都有白色沉淀生成

B.甲试管中无白色沉淀生成而乙试管中有

C.甲、乙试管中都无白色沉淀生成

D.甲试管中有白色沉淀生成而乙试管中无

解析：BaCl2稀溶液通入SO2至饱和无沉淀产生，但向甲试管中加入足量硝酸后，溶液中的亚硫酸被氧化生成硫酸，从而产生BaSO4沉淀；乙试管中加入足量NaOH溶液，溶液中的亚硫酸被中和生成SO32-， SO32-与Ba2+结合生成BaSO3沉淀。故正确选项为D。

问题2：有一瓶无色气体，可能含有HCl、CO2、H2S、HBr、SO2中的一种或几种。将其通入氯水中，得到无色透明溶液，把溶液分成两份，向一份中加入盐酸酸化的氯化钡，出现白色沉淀；另一份溶液中加入硝酸酸化的硝酸银溶液，也有白色沉淀生成。以下结论正确的是(　　)。

原气体中肯定有SO2，原气体中可能有SO2，原气体中肯定没有H2S、HBr，不能肯定原气体中是否有HCl，原气体中肯定没有CO2，原气体中肯定有HCl。

A.　　　　B.

C.　　　　D.

解析：将无色气体通入氯水中得无色透明溶液，说明原混合气体中无H2S、HBr气体；向反应后的溶液中加入盐酸酸化的氯化钡，出现白色沉淀，可推断溶液中存在SO42-离子，从而确定原混合气体中一定有SO2气体，在通入氯水后，被氯氧化生成SO42-；在反应后的溶液中加入硝酸酸化的硝酸银溶液，也有白色沉淀生成，则不能判断原混合气体中是否存在HCl，因为氯水溶液中本来就存在Cl-，且被SO2还原后，溶液中Cl-的量会大量增加。故正确选项为A。

培养学生的创新意识是当今学校教育和教学过程中必须贯彻的理念，研究性学习是学科教学的必然选择，让我们在教学中多给学生一些空间，给他们一个能充分展示自我的舞台，教给他们科学研究的方法，激发他们的求知欲，提高他们的科学素质。