基于化學觀念建構的教學設計

劉忠英

摘要：以生產(chǎn)生活中含氮化合物具體知識為載體，通過實驗探究，理論分析構建含氮化合物轉(zhuǎn)化的知識網(wǎng)絡，培養(yǎng)學生形成元素觀、轉(zhuǎn)化觀、綠色化學觀等化學基本觀念，實現(xiàn)了教學從知識為本轉(zhuǎn)向觀念建構。

關鍵詞：綠色化學觀；元素觀；轉(zhuǎn)化觀；含氮化合物

文章編號：1008-0546（2014）06-0062-03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.06.023

一、教學設計過程

1. 設計依據(jù)

《普通高中化學課程標準（實驗）》指出：化學課程要“形成有關化學科學的基本觀念”，所以，將促進學生形成化學基本觀念作為化學教學設計的重要目標之一，這已經(jīng)對成為眾多一線教師的必然要求。在化學教學設計中體現(xiàn)觀念建構的教學，有利于轉(zhuǎn)變學生的學習方式，促進對知識的深刻理解和靈活應用，全面提高學生的科學素養(yǎng)。

所謂化學基本觀念，就是中學生在化學學習過程中，通過對化學基礎知識或化學學習過程進行反思所形成的能夠反映化學本質(zhì)特征的總觀性認識。化學觀念主要包括元素觀、微粒觀、轉(zhuǎn)化觀、實驗觀、分類觀和化學價值觀等。元素觀主要解決物質(zhì)宏觀組成的問題。其內(nèi)涵為：化學物質(zhì)是由元素組成的，物質(zhì)是多樣的，其元素組成又是統(tǒng)一的，對于簡單的一些無機物，組成元素決定了其性質(zhì)。元素觀的形成將促進學生從本質(zhì)上認識物質(zhì)與元素的關系，進而應用元素的觀點認識物質(zhì)，學習元素化合物的知識。所謂物質(zhì)的轉(zhuǎn)化觀，是學生對物質(zhì)變化基本的穩(wěn)定的認識，比如對物質(zhì)是否會變化、物質(zhì)會怎樣變化、物質(zhì)為什么會變化的基本看法。這一觀念形成將促進學生認識到元素的單質(zhì)及其化合物之間不是孤立的，而是相互依從，相互聯(lián)系的整體，構建元素化合物學習的知識網(wǎng)絡。物質(zhì)對于人類來說都有兩面性，合理使用物質(zhì)，正視化學品和傳統(tǒng)化學過程對于人類帶來的負面影響，努力發(fā)展綠色化學，通過化學實驗室有害物質(zhì)的零排放，激發(fā)學生用自己所學到的知識積極治理污染，是培養(yǎng)綠色化學觀念的重要組成部分。綠色化學觀屬于科學價值觀的范疇，就是基于人和自然的和諧發(fā)展、生態(tài)平衡等發(fā)展而來的。這一觀念的形成，將促進學生明確化學對人類生活的意義在于認識物質(zhì)，改造物質(zhì)、應用物質(zhì)，化學追求人類社會和諧可持續(xù)發(fā)展的目標。

江蘇教育出版社高一《化學1》專題4第二單元“生產(chǎn)生活中的含氮化合物”，是非金屬元素及其化合物的代表性內(nèi)容，教材編排有信息提示、調(diào)查研究等欄目，我們認為合理的補充一些演示實驗，建構知識網(wǎng)絡，本節(jié)內(nèi)容將是培養(yǎng)學生元素觀、變化觀、實驗觀的很好的載體，另外本節(jié)內(nèi)容也是元素化合物的知識與日常生活實際（如光化學煙霧等）相結合的一個例子，是對學生進行環(huán)境保護教育的最好素材，使學生意識到環(huán)境保護的重要性，樹立社會可持續(xù)發(fā)展的科學發(fā)展觀。

根據(jù)高中生的認知特點，高中生更多地采用意義識記的方法來識記材料，機械識記的成分逐漸減少。記憶時力求理解教材內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系，記憶材料與生活實際的聯(lián)系，而不是單純地進行機械識記。本節(jié)需要記憶的方程式有3個，實驗探究、理性分析有利于學生對方程式的掌握，比單純的書寫更富加深刻。 “我看過了，我忘記了；我聽過了，我記不清了；我做過了，我就記住了”。本節(jié)課采用實驗探究—歸納總結的教學模式，引導學生通過實驗，去觀察、分析、研究，從而發(fā)現(xiàn)知識，構建氮及其化合物的知識網(wǎng)。

2. 教學內(nèi)容和對象分析

本節(jié)是在學生學習了氯、溴、碘、硅、鈉、鎂、鋁、鐵、銅及其化合物的基礎上，在性質(zhì)與氮元素比較接近的典型非金屬元素硫及其化合物之后學習，使學生全面系統(tǒng)地了解元素化合物知識，形成元素化合物的知識網(wǎng)絡。

學生已經(jīng)學了氯、溴、碘、硫等一些非金屬元素的性質(zhì)，在初中化學中也已經(jīng)對氮氣的性質(zhì)，氮氣在生產(chǎn)生活中的應用有了一定的了解，學生通過前面幾個專題內(nèi)容的學習，掌握了物質(zhì)分類方法和氧化還原的理論，對采用實驗探究法研究元素化合物的方法已經(jīng)比較了解，具有一定的理論基礎和知識技能。

3. 教學目標的確立

（1）認識氮及其化合物的性質(zhì)和用途，知道含氮化合物的應用以及對社會生產(chǎn)的作用。

（2）了解氮氧化物對空氣造成的污染，知道光化學煙霧形成的原因和防治方法，形成良好的環(huán)境保護意識，并逐步樹立珍惜自然、愛護環(huán)境、合理使用化學物質(zhì)的觀念。

（3）通過對氮氧化物的性質(zhì)中有關實驗的探究，使學生進一步掌握基本的化學實驗技能，并體驗實驗探究的過程和樂趣。

二、施教過程

[引課]前一段時間困擾中國的很大問題是什么？大家知道霧霾形成的原因嗎？

[幻燈投影]霧霾天氣的圖片。霧霾成因的文字介紹：第一，二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物這三項是霧霾主要組成，前兩者為氣態(tài)污染物，最后一項顆粒物才是加重霧霾天氣污染的罪魁禍首，它們與霧氣結合在一起，讓天空瞬間變得陰沉灰暗。第二，城市有毒顆粒物來源：首先是汽車尾氣。使用柴油的車子是排放細顆粒物的“重犯”。使用汽油的小型車雖然排放的是氣態(tài)污染物，比如氮氧化物等，在霧天也很容易轉(zhuǎn)化為二次顆粒污染物，加重霧霾。

[設問]根據(jù)文字資料，霧霾的形成與哪些化學物質(zhì)有關？要解決霧霾對人們的危害，就要了解這些化學物質(zhì)的性質(zhì)，本節(jié)課我們一起來學習生產(chǎn)生活中含氮化合物。

[設計意圖]以各種媒體廣泛關注的霧霾話題創(chuàng)設教學情境，真實有效，能夠迅速引起學生的注意。霧霾的形成和化學物質(zhì)有關，但解鈴還需系鈴人，需要化學方法去治理，滲透學生對化學學科功能的認識，樹立保護環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展觀。

[探究環(huán)節(jié)一]展示一瓶收集在醫(yī)用輸液軟塑料瓶的NO，通過觀察可以得到NO的哪些性質(zhì)？閱讀課本97頁NO的相關性質(zhì)，設計一個方案驗證，說明瓶內(nèi)收集的是NO。

[設問]瓶內(nèi)呈無色，會不會是真空？可能是NO2嗎？endprint

不是，如果是真空，軟塑料瓶會變癟，如果是NO2可以觀察到紅棕色。那用NO的什么性質(zhì)，用什么方法來檢驗？仔細閱讀的同學已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了可以通過NO反應生成的紅棕色NO2來檢驗。

[追問]我欲拔開瓶塞使NO接觸空氣進行反應，看到部分同學已經(jīng)準備做好捂鼻子的動作，為了防止教室內(nèi)空氣的污染，能不能讓NO和氧氣在密封的容器中反應？

“可以把空氣通入塑料瓶內(nèi)”，有同學回答。“換位加料的思路很好地解決了污染問題。”我及時鼓勵到。“NO逸散到空氣和空氣通入NO，一樣的反應，不一樣的思路。空氣該怎么通呢？在冷靜一下后，有同學回答用針筒打入空氣，我及時鼓勵這位同學上臺完成這個實驗。當他用針筒打入空氣，大家驚喜的看到顏色的逐漸轉(zhuǎn)化為紅棕色。在這個過程中，學生的熱情被完全點燃。

[設計意圖]讓學生用自己設計實驗方案和想到的具體操作來實證物質(zhì)的變化，進行NO檢驗，明確化學學科以實驗為基礎的實驗觀念。在具體操作方面，讓學生動手，培養(yǎng)分析解決實際問題的能力。操作過程減少污染物的排放，也是綠色化學觀的重要組成部分。

[探究環(huán)節(jié)二]NO2能否與水反應？若能反應，反應后溶液的酸堿性怎樣？如何來檢驗？請同學思考NO2是不是硝酸酸酐？

受到探究一的啟發(fā)，同學們想到用針筒向瓶內(nèi)加入一定量水的方法探究。觀察到氣體顏色逐漸變淺，直到瓶內(nèi)上端氣體完全轉(zhuǎn)化為無色，但軟塑料瓶沒有變癟。用針筒取出反應后溶液檢驗呈酸性，得出產(chǎn)物之一為HNO3結論，按照酸酐的概念，NO2與HNO3氮元素的化合價不同，NO2不是硝酸酸酐。

三、結束語

什么樣的課堂才能讓師生久久回味，化學課堂的追求在哪里？那就是一節(jié)課除本體知識以外，還能留給學生的東西——學科的觀念，思想和方法。化學是源于自然和社會實踐的一門學科，化學最終要回到社會生產(chǎn)、生活實踐當中，為人們改造自然界服務。化學課堂教學設計，應該貼近學生的生活，讓學生從身邊熟悉的生活現(xiàn)象中去探究和認識化學規(guī)律，并把認識到的化學知識及科學研究方法與社會實踐及其應用結合起來，使他們體會到化學在生活與生產(chǎn)中的實際應用，從而更好地激發(fā)學生的興趣，培養(yǎng)其科學思維習慣和良好的探究能力。

本節(jié)課以大家熟悉的霧霾引課，最后以污染物的綜合治理結課。課堂的核心環(huán)節(jié)用一瓶盛滿NO的塑料瓶完成，通過不斷的打針，打入空氣或水，全部在封閉的環(huán)境下完成了，包括檢驗硝酸也用針筒取出塑料品內(nèi)的液體。實驗設計緊湊，現(xiàn)象明顯。利用分類觀、實驗觀，對學生實驗設計，綠色化學意識的培養(yǎng)。

作為教師我們必須進一步思考，學生關注的話題和事物有哪些，學生的認知起點在哪里？化學除了其本體學科知識的功能外，還能發(fā)揮什么作用？教育是以促進學生的全面發(fā)展為根本目的的，化學教學應以提高學生的科學素養(yǎng)為宗旨。從STS教育理念出發(fā)，我們應為學生提供豐富的科學學習背景，我們選擇的教學內(nèi)容應能貼近學生、貼近社會、貼近生活，要從學科中心回歸到學生的生活經(jīng)驗，從社會實際問題出發(fā)組織學習。

[致謝：感謝寧波濱海國際合作學校李發(fā)順老師對本節(jié)課的啟發(fā)。]

參考文獻

[1] 畢華林，盧巍.化學基本觀念的內(nèi)涵及其教學價值[J].中學化學教學參考，2011，（6）

[2] 鄭學裕. 在教學中培養(yǎng)學生形成基本的化學觀念[J].化學教學，2012，（1）endprint

不是，如果是真空，軟塑料瓶會變癟，如果是NO2可以觀察到紅棕色。那用NO的什么性質(zhì)，用什么方法來檢驗？仔細閱讀的同學已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了可以通過NO反應生成的紅棕色NO2來檢驗。

[追問]我欲拔開瓶塞使NO接觸空氣進行反應，看到部分同學已經(jīng)準備做好捂鼻子的動作，為了防止教室內(nèi)空氣的污染，能不能讓NO和氧氣在密封的容器中反應？

“可以把空氣通入塑料瓶內(nèi)”，有同學回答。“換位加料的思路很好地解決了污染問題。”我及時鼓勵到。“NO逸散到空氣和空氣通入NO，一樣的反應，不一樣的思路。空氣該怎么通呢？在冷靜一下后，有同學回答用針筒打入空氣，我及時鼓勵這位同學上臺完成這個實驗。當他用針筒打入空氣，大家驚喜的看到顏色的逐漸轉(zhuǎn)化為紅棕色。在這個過程中，學生的熱情被完全點燃。

[設計意圖]讓學生用自己設計實驗方案和想到的具體操作來實證物質(zhì)的變化，進行NO檢驗，明確化學學科以實驗為基礎的實驗觀念。在具體操作方面，讓學生動手，培養(yǎng)分析解決實際問題的能力。操作過程減少污染物的排放，也是綠色化學觀的重要組成部分。

[探究環(huán)節(jié)二]NO2能否與水反應？若能反應，反應后溶液的酸堿性怎樣？如何來檢驗？請同學思考NO2是不是硝酸酸酐？

受到探究一的啟發(fā)，同學們想到用針筒向瓶內(nèi)加入一定量水的方法探究。觀察到氣體顏色逐漸變淺，直到瓶內(nèi)上端氣體完全轉(zhuǎn)化為無色，但軟塑料瓶沒有變癟。用針筒取出反應后溶液檢驗呈酸性，得出產(chǎn)物之一為HNO3結論，按照酸酐的概念，NO2與HNO3氮元素的化合價不同，NO2不是硝酸酸酐。

三、結束語

什么樣的課堂才能讓師生久久回味，化學課堂的追求在哪里？那就是一節(jié)課除本體知識以外，還能留給學生的東西——學科的觀念，思想和方法。化學是源于自然和社會實踐的一門學科，化學最終要回到社會生產(chǎn)、生活實踐當中，為人們改造自然界服務。化學課堂教學設計，應該貼近學生的生活，讓學生從身邊熟悉的生活現(xiàn)象中去探究和認識化學規(guī)律，并把認識到的化學知識及科學研究方法與社會實踐及其應用結合起來，使他們體會到化學在生活與生產(chǎn)中的實際應用，從而更好地激發(fā)學生的興趣，培養(yǎng)其科學思維習慣和良好的探究能力。

本節(jié)課以大家熟悉的霧霾引課，最后以污染物的綜合治理結課。課堂的核心環(huán)節(jié)用一瓶盛滿NO的塑料瓶完成，通過不斷的打針，打入空氣或水，全部在封閉的環(huán)境下完成了，包括檢驗硝酸也用針筒取出塑料品內(nèi)的液體。實驗設計緊湊，現(xiàn)象明顯。利用分類觀、實驗觀，對學生實驗設計，綠色化學意識的培養(yǎng)。

作為教師我們必須進一步思考，學生關注的話題和事物有哪些，學生的認知起點在哪里？化學除了其本體學科知識的功能外，還能發(fā)揮什么作用？教育是以促進學生的全面發(fā)展為根本目的的，化學教學應以提高學生的科學素養(yǎng)為宗旨。從STS教育理念出發(fā)，我們應為學生提供豐富的科學學習背景，我們選擇的教學內(nèi)容應能貼近學生、貼近社會、貼近生活，要從學科中心回歸到學生的生活經(jīng)驗，從社會實際問題出發(fā)組織學習。

[致謝：感謝寧波濱海國際合作學校李發(fā)順老師對本節(jié)課的啟發(fā)。]

參考文獻

[1] 畢華林，盧巍.化學基本觀念的內(nèi)涵及其教學價值[J].中學化學教學參考，2011，（6）

[2] 鄭學裕. 在教學中培養(yǎng)學生形成基本的化學觀念[J].化學教學，2012，（1）endprint

不是，如果是真空，軟塑料瓶會變癟，如果是NO2可以觀察到紅棕色。那用NO的什么性質(zhì)，用什么方法來檢驗？仔細閱讀的同學已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了可以通過NO反應生成的紅棕色NO2來檢驗。

[追問]我欲拔開瓶塞使NO接觸空氣進行反應，看到部分同學已經(jīng)準備做好捂鼻子的動作，為了防止教室內(nèi)空氣的污染，能不能讓NO和氧氣在密封的容器中反應？

“可以把空氣通入塑料瓶內(nèi)”，有同學回答。“換位加料的思路很好地解決了污染問題。”我及時鼓勵到。“NO逸散到空氣和空氣通入NO，一樣的反應，不一樣的思路。空氣該怎么通呢？在冷靜一下后，有同學回答用針筒打入空氣，我及時鼓勵這位同學上臺完成這個實驗。當他用針筒打入空氣，大家驚喜的看到顏色的逐漸轉(zhuǎn)化為紅棕色。在這個過程中，學生的熱情被完全點燃。

[設計意圖]讓學生用自己設計實驗方案和想到的具體操作來實證物質(zhì)的變化，進行NO檢驗，明確化學學科以實驗為基礎的實驗觀念。在具體操作方面，讓學生動手，培養(yǎng)分析解決實際問題的能力。操作過程減少污染物的排放，也是綠色化學觀的重要組成部分。

[探究環(huán)節(jié)二]NO2能否與水反應？若能反應，反應后溶液的酸堿性怎樣？如何來檢驗？請同學思考NO2是不是硝酸酸酐？

受到探究一的啟發(fā)，同學們想到用針筒向瓶內(nèi)加入一定量水的方法探究。觀察到氣體顏色逐漸變淺，直到瓶內(nèi)上端氣體完全轉(zhuǎn)化為無色，但軟塑料瓶沒有變癟。用針筒取出反應后溶液檢驗呈酸性，得出產(chǎn)物之一為HNO3結論，按照酸酐的概念，NO2與HNO3氮元素的化合價不同，NO2不是硝酸酸酐。

三、結束語

什么樣的課堂才能讓師生久久回味，化學課堂的追求在哪里？那就是一節(jié)課除本體知識以外，還能留給學生的東西——學科的觀念，思想和方法。化學是源于自然和社會實踐的一門學科，化學最終要回到社會生產(chǎn)、生活實踐當中，為人們改造自然界服務。化學課堂教學設計，應該貼近學生的生活，讓學生從身邊熟悉的生活現(xiàn)象中去探究和認識化學規(guī)律，并把認識到的化學知識及科學研究方法與社會實踐及其應用結合起來，使他們體會到化學在生活與生產(chǎn)中的實際應用，從而更好地激發(fā)學生的興趣，培養(yǎng)其科學思維習慣和良好的探究能力。

本節(jié)課以大家熟悉的霧霾引課，最后以污染物的綜合治理結課。課堂的核心環(huán)節(jié)用一瓶盛滿NO的塑料瓶完成，通過不斷的打針，打入空氣或水，全部在封閉的環(huán)境下完成了，包括檢驗硝酸也用針筒取出塑料品內(nèi)的液體。實驗設計緊湊，現(xiàn)象明顯。利用分類觀、實驗觀，對學生實驗設計，綠色化學意識的培養(yǎng)。

作為教師我們必須進一步思考，學生關注的話題和事物有哪些，學生的認知起點在哪里？化學除了其本體學科知識的功能外，還能發(fā)揮什么作用？教育是以促進學生的全面發(fā)展為根本目的的，化學教學應以提高學生的科學素養(yǎng)為宗旨。從STS教育理念出發(fā)，我們應為學生提供豐富的科學學習背景，我們選擇的教學內(nèi)容應能貼近學生、貼近社會、貼近生活，要從學科中心回歸到學生的生活經(jīng)驗，從社會實際問題出發(fā)組織學習。

[致謝：感謝寧波濱海國際合作學校李發(fā)順老師對本節(jié)課的啟發(fā)。]

參考文獻

[1] 畢華林，盧巍.化學基本觀念的內(nèi)涵及其教學價值[J].中學化學教學參考，2011，（6）

[2] 鄭學裕. 在教學中培養(yǎng)學生形成基本的化學觀念[J].化學教學，2012，（1）endprint