發展化學核心素養的高三化學復習課的教學設計

王嵐 劉東雪

摘 要：化學新課程改革旨在培養高中學生的核心素養，促進教師更新自身的教學理念。文章以“氮及其化合物專題復習”為例，進行合理化的教學設計，旨在新一輪的高三復習教學中進一步夯實學生必備知識，提升關鍵能力，潛移默化地發展化學核心素養。

關鍵詞：核心素養;氮及其化合物;教學設計;高三復習

高考“一核四層四翼”評價體系明確提出高考的考查目標為“必備知識、關鍵能力、學科素養、核心價值”。我們剛剛經歷了2021年江蘇化學新高考，在新高考模式下，有關核心素養的落地引發了教師教學方式的轉變，五大核心素養涉及思維、實踐及價值層面的內容，這要求教師必須重新審視課堂教學的方式，應將學科核心素養融入教學設計中，重視課堂教學的整體規劃，打破教學章節的束縛，進行有利于發展學生核心素養的高三化學復習教學設計。本文以“氮及其化合物”專題復習為例，結合長期的教學實踐，探討在高三復習教學中潛移默化地發展化學核心素養。

一、教學設計的背景與設計思路

氮及其化合物用途廣泛，可作實驗藥品、燃料、工農業生產的原料，其氧化物NOx是大氣首要污染物之一，所以氮及其化合物一直是江蘇高考的熱點話題。歷年高考時主要考查化學原理和定律的應用、化工流程制備與應用及社會環保等熱點話題，綜合性強，能力要求較高，凸顯了“變化觀念”“社會責任”等化學學科核心素養，所以本節課的復習非常重要。2017版2020年修訂的《普通高中化學課程標準》中對氮及其化合物的要求：能依據物質類別和元素價態列舉氮元素的典型代表物;能列舉、描述、辨識典型物質重要的物理和化學性質及實驗現象;能從物質類別、元素價態的角度，預測物質的化學性質和變化;能說明氮及其化合物的應用對社會發展的價值、對環境的影響;能有意識運用所學的知識或尋求相關證據參與社會性議題的討論（如酸雨和霧霾防治、水體保護等）。

高三化學復習課的教學不能讓學生機械式地重復知識，而是教師幫助學生進行知識的再建構，基于學生已有的知識體系以及高三化學復習的目的，在復習氮及其化合物的專題時，通過創設真實的問題情境，教師設置層層遞進的問題，引導學生建立問題解決與知識建構的聯系，即將已有知識串聯起來，形成一個完整的知識網絡，發展學生證據推理和模型認知素養，有助于學生將已儲備的知識與題干中獲取的信息相結合，再結合典型例題的分析，有效實現復習目標，同時在各個教學環節中逐點發展核心素養，最終實現靈活應用知識解決與生產生活息息相關的化學問題。

二、教學目標

（一）能結合學生熟悉的真實情境，認識氮及其重要化合物的性質以及知道氨的主要性質在生產、生活中的應用。

（二）能根據反應原理選取合適的實驗裝置制取氨氣。

（三）學生通過學習能說出氮及其化合物的應用對社會發展的價值和對生活環境的影響。

三、教學過程

環節1：情境教學

教師：我國新疆維吾爾自治區神秘的“魔鬼谷”地區經常會發生詭異的電閃雷鳴，并伴有大量的牲畜死亡，但這里牧草旺盛、四季常青，是什么原因？

學生：思考提出的問題，并用化學方程式回答原因。

設計意圖：高三學生對有關氮的化學方程式已經熟悉，通過真實情境的引入，吸引學生的注意力，同時鞏固了“雷雨發莊稼”的原理，培養學生觀察思考能力及發展學生證據推理的素養。

環節2：問題導學——構建氮及其化合物轉化的關系網絡

教師：接下來，通過以下幾個問題復習氮及其化合物的相關性質。

問題1：如何用硝酸制取一氧化氮和二氧化氮呢？

問題2：久置的濃硝酸呈黃色的原因？

問題3：“雷雨發莊稼”屬于自然界固氮，工業上如何合成氨的？（追問）合成氨控制條件的原因？

問題4：實驗室如何制取氨氣的？（追問）如何制取干燥的氨氣？

問題5：如何鑒別氨氣？（追問）不同的鑒別方法，其原理分別是什么？

學生：在教師的引導下用熟悉的化學方程式自主建構物質間相互轉化模型，理解和內化課程標準中基于物質類別和化合價變化的角度認識物質的性質與轉化。

設計意圖：高考復習離不開問題，教師設置層層遞進的問題，環環相扣，在解決實際問題時又夯實了基礎知識，同時培養了學生將知識進行關聯化的能力，又幫助學生建立了氮及其化合物之間相互轉化的模型，這樣的學習過程能發展學生證據推理和模型認知的素養，為后續學習做好準備。通過對相關問題的追問，尤其是工業上如何制取干燥的氨氣，加深學生對氮及其化合物性質的理解，培養學生認識思路再深化的能力。對問題3的追問，涉及化學平衡的原理，打破教學章節的束縛，體現高三化學有效復習課的特點，培養學生變化觀念與平衡思想的素養。問題5的設置，學生可分組討論提出不同的鑒別方法，并讓學生辨析不同的鑒別方法的原理，有利于發展學生的宏觀辨識與微觀探析素養。

環節3：模型促學

教師：通過我們構建的氮及其化合物轉化的關系模型，分析下面問題。

例1：應用實驗室模擬合成氨和氨催化氧化的流程：已知實驗室可用飽和亞硝酸鈉（NaNO2）溶液與飽和氯化銨溶液經加熱后反應制取N2。

（1）分析制取氣體的合適裝置：氮氣____、氫氣____。

（2）氮氣和氫氣通過相應裝置后，該裝置的作用除了將氣體混合外，還可以___________、___________。

（3）氨合成器出來經冷卻的氣體連續通入水中吸收氨，_________（“會”或“不會”）發生倒吸，原因是：_____________________________________________。

（4）①吸收一段時間氨后，再通入空氣，同時將經加熱的鉑絲插入錐形瓶內，該過程涉及的化學反應是__________;能使鉑絲保持紅熱，說明上述反應是_______（填“吸熱反應”或“放熱反應”）。

②錐形瓶中還可觀察到的現象是_______________。

③反應結束后錐形瓶內的溶液中含有H+、OH-、______、______離子。

設計意圖：本題以信息形式主要考查了氮氣的制取以及氮的化合物的性質，題目基礎，但綜合性較強，旨在考查學生對所學知識的遷移運用能力。如問題1考查根據制取氣體的藥品狀態和條件選擇合適的制取裝置，教師在講授時可追問制備氣體的發生裝置如何選擇;問題2是常規題，相應裝置的作用不僅能將氣體混合均勻，還能控制氣體的流速并干燥氣體;問題3要考慮合成氨的反應是可逆的，冷卻后的氣體是混合氣體還有氮氣和氫氣的存在，這樣會緩解氨氣極易溶于水導致的氣壓差，所以不會倒吸，在實際教學中此問錯誤率較高，所以此問有助于培養學生用動態平衡的觀點考查、分析化學反應，發展學生變化觀念和平衡思想的素養;問題4呼應環節2中所構建的氮及其化合物轉化的關系模型，學生能依據所給信息并結合已掌握的知識進行加工并獲得結論，培養學生問題解決能力。

環節4：延伸拓學

教師：科技給生產生活帶來便利的同時，也對環境造成了危害。高考主要以社會熱點為背景，而環境問題尤其突出，我們學化學的目的是為了使生活更美好，下面我們利用化學手段來解決環境問題。

例2：（詳圖可參閱2020連云港市高三化學指導叢書43頁第5題）大氣污染越來越成為人們關注的問題，煙氣中的NOx必須脫除（即脫硝）后才能排放。

（1）C2H4也可用于煙氣脫硝。為研究溫度、催化劑中Cu2+負載量對其NO去除率的影響，控制其他條件一定，為達到最高的NO去除率，應選擇的反應溫度和Cu2+負載量分別是__________、____________。

（2）用NH3脫除煙氣中NO。

①該脫硝原理中，NO最終轉化為_______（填化學式）和H2O。

②當消耗2molNH3和0.5molO2時，除去的NO在標準狀況下的體積為_______。

（3）NO直接催化分解（生成N2與O2）也是一種脫硝途徑。在不同條件下，NO的分解產物不同。在高壓下，NO在40℃下分解生成兩種化合物，體系中各組分物質的量隨時間變化曲線如圖3所示。寫出Y和Z的化學式：________________。

設計意圖：綠水青山就是金山銀山，利用科技的力量改變生活的同時，利用科技的力量來保護環境。通過化學手段解決環境問題，能較好地考查學生對知識的掌握及靈活運用，更能顯示化學學科在解決社會問題中的重要性。本題就體現了化學學科與社會、環境相結合的特點，問題1考查了學生圖形分析判斷能力，發展了學生的模型認知素養;氮及其化合物種類較多，化合價態也多，故高考考查信息點與氧化還原反應、化工生產和社會環保問題相聯系，問題2和3除了考查學生的圖形分析判斷能力，又鍛煉了學生信息加工處理能力及利用得失電子守恒、原子守恒進行基礎的計算，符合高考復習的要求，將高考的知識點融合起來，不受章節限制;教師在授課時引導學生從生活角度、從元素化合價角度、從生產實際等方面，從化學的視角分析相關問題，尋求合適的解決方法，讓學生體會化學對人類社會發展的價值，同時能正確和辨析地看待化學的兩面性，從而培養學生的科學態度和社會責任感。

結束語

高三復習既要夯實基礎知識，提升其必備的化學知識和關鍵能力，又要將知識遷移到新情境中解決問題。本節課針對高考復習進程和學生的認知發展水平，旨在提高高三化學復習課的教學有效性，靈活運用并解決實際問題，發展學生化學核心素養，并將核心素養潛移默化地滲透到教學的各個環節中。本節課受時間限制，只復習了氮及其化合物的部分知識，在實驗探究和創新意識上沒有拓展，這是下一課時的重點。本節課的學習，讓學生領會化學使生活更美好，以此培養學生的社會責任感，引導學生認識化學的科學價值。

參考文獻

[1]楊曉彥，傅興春.化學學科核心素養背景下的單元教學設計[J].中學化學，2019（9）：12-14.

[2]曾國瓊.促進“觀念結構”的化學教與學策略的實踐研究[J].中學化學教學參考，2016（12）：32-36.

[3]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020：17.

[4]鄭小艷，陸燕海.指向核心素養的高三化學復習教學[J].中學化學教學參考，2019（12）：51-54.

[5]于容峻.依托工業流程形成有序網絡[J].中學化學教學參考，2016（4）：30-32.

[6]吳玉芬.基于發展學生核心素養的復習課教學設計探索[J].中學化學教與學，2020（4）：77-78.