“氮及其化合物”一輪復習教學思路

歐陽志斌

摘要：通過對蘇教版高中化學新舊教材中“氮及其化合物”的內容選擇、編排順序、知識呈現方式的比較分析與研究，依據新課程標準，提出對高三一輪復習教學的一些思考：以“自然界的氮循環”為教學線索，選用新教材中的素材組織教學，引導學生建構結構化的知識體系。

關鍵詞：新教材;氮及其化合物;教材解讀;復習教學

學校2020屆學生在高一階段使用的是2004年審定的蘇教版高中化學教材（以下簡稱“舊教材”），遵循《普通高中化學課程標準（2017年版）》的指導要求。2020年審定的蘇教版高中化學教材（以下簡稱“新教材”）于2020年秋學期投入使用。因此，本屆學生高三復習時面臨“教師在新課標的指引下，使用舊教材開展新高考改革背景下的新課教學”的尷尬局面。在“氮及其化合物”一輪復習時，筆者基于對新舊教材的對比解讀，形成了教學思路。

一、新舊教材對比解讀

氮及其化合物是高中化學元素化合物知識的重要內容之一，主要包括氮的固定、氨氣的性質及應用、硝酸的性質及應用、含氮化合物的合理使用、自然界的氮循環等。新教材把該部分內容安排在必修第二冊專題7“氮與社會可持續發展”，以專題的方式呈現;舊教材則安排在必修1專題4《硫、氮和可持續發展》第二單元《生產生活中的含氮化合物》。

（一）“氮的固定”相關內容

舊教材在第一課時《氮氧化物的產生及轉化》中涉及“氮的固定”相關內容，但未給出定義;在第二課時《氮肥的生產和使用》的《拓展視野》欄目中有提到“生物固氮、自然固氮和工業固氮”，沒有介紹氮的分子結構。

而新教材第一單元的主題就是“氮的固定”，其中給出了定義，并詳細介紹了三種固氮的方式及價值。由于必修第一冊專題5介紹了電子式和結構式，因此，本部分還將氮分子的結構單列了出來。

（二）“氨氣的性質及應用”相關內容

舊教材將這部分內容嵌于第二課時《氮肥的生產和使用》中，沒有介紹氨的催化氧化和氨氣的還原性，只在介紹工業上制備硝酸時提到氨的催化氧化，化學方程式需要學生根據信息自主書寫;對于氨水作為化肥，只提到了“氨易揮發，因此常將氨轉化為各種固態銨鹽加以使用”。

而新教材則將這部分內容嵌于第二單元《重要的含氮化工原料》中，較詳細地介紹了氨的還原性和氨的催化氧化，并給出了氨的催化氧化的熱化學方程式，提到了氨的催化氧化是工業制備硝酸的重要反應之一;對于氨水作為化肥，較詳細地介紹了它的優缺點和施用時的注意事項。

（三）“硝酸的性質及應用”相關內容

舊教材用一個課時完整介紹了硝酸的性質，《問題解決》欄目介紹了工業上制備硝酸的流程，要求學生根據信息和所學知識寫出工業上制備硝酸的化學方程式。

新教材用一個課時完整介紹了硝酸的性質及其應用，沒有介紹工業制備硝酸的流程，而是在專題最后《綜合評價》欄目呈現了工業上制備硝酸的設備和流程示意圖;在《學科提煉》欄目中提到“以氨氣為原料，通過非氧化還原反應的途徑可以將氨轉化為銨態氮肥，而以氧化還原反應方式則可進一步將氨轉化為硝酸”。

（四）“含氮化合物的合理使用”相關內容

這部分內容分布在舊教材“氮氧化物的產生及轉化”“氮肥的生產和使用”內容中，介紹了氮氧化物對環境的影響以及預防和控制，提到了“避免將銨態氮肥與堿性肥料混合施用”。

新教材則將其作為第三單元的主題，比較詳細地介紹了銨態氮肥使用時的注意事項，以及硝態氮肥施用時需要注意土壤的濕度和氣溫，并設計了《學以致用》欄目考查銨態氮肥和硝態氮肥的合理使用;詳細地提到了尿素及其優點和施用時的注意事項。

（五）“自然界的氮循環”相關內容

舊教材以《拓展視野》欄目呈現這部分內容，只有文字表述，沒有展示氮元素在自然界中的循環圖，提到了“人與自然環境是相互聯系、相互依存的”。

新教材以《跨學科鏈接》欄目呈現這部分內容，文末還展示了氮元素在自然界中的循環圖（見圖1）;在正文部分提到了“氮循環對生態系統的調節起著重要的作用”。

可以看到，新教材特別注意揭示教學內容中蘊含的學科觀念、學科思維方式和學科思想，比如：通過人工固氮、氮氧化物的無害化處理的應用實例，凸顯化學學科的社會價值，培養學生的社會責任感和可持續發展理念，建立“綠色化學”思想。

二、教學思路

（一）以“自然界的氮循環”為教學線索

新教材《跨學科鏈接》欄目介紹了“自然界的氮循環”并且提供了氮元素在自然界中的循環的圖示，因而充分發揮插圖的教學功能成為復習教學的關鍵一環。我們可以“自然界的氮循環”為主線，使含氮物質一一呈現在學生面前，引導學生體會氮循環對自然界、對生態文明建設的重要作用。

教師展示新教材上的氮循環圖，使學生了解氮循環的主要過程。然后，請學生在圖上將含有氮元素的物質用紅色筆單獨標注出來，并結合已有知識和經驗，從物質類別、氮元素價態角度對含有氮元素的物質進行分類。接著，結合“自然界的氮循環”分析嘗試用箭頭表明含氮物質間的相互轉化，并思考：這些轉化對自然界、對人類社會有什么積極的意義和影響？這樣的教學設計避免了教師一味講解的弊端，給了學生更多的自由思考空間，讓學生自主調用所學的知識分析和解決實際問題。

另外，新教材將“氮的固定”設計成第一單元的主題，并給出了“氮的固定”的定義，比較系統地介紹了自然固氮和人工固氮，突出了固氮對人類生存的重要意義。對此，可以“閃電”這種自然現象作為教學情境引發學生思考，幫助學生認識到閃電既是自然固氮的一種方式，也是氮循環中的重要環節;然后，讓學生以“自然固氮”為載體，認識氮氣、一氧化氮和二氧化氮的性質，自主調用物質類別、價態轉化的思路方法解決人工固氮問題。也可以引導學生統整氮的固定中涉及的含氮物質間的轉化關系，形成“氮三角”轉化圖（如圖2），并按照箭頭方向寫出相應的化學方程式，促進知識結構化、系統化，幫助學生掌握學習元素及其化合物知識的一般思路方法。

（二）選用新教材中的素材組織教學

新教材中新增了多幅插圖，如“處理汽車尾氣的催化轉化器”“光化學煙霧籠罩下的城市”“尿素晶體”“生長茂盛的農作物”“液氨制冷氣統”“氮元素在自然界中的循環”“固氮酶”“哈伯發明的合成氨實驗裝置”等。這些插圖都蘊含一定的教學價值，可作為教學情境素材使用。

比如，通過出示“處理汽車尾氣的催化轉化器”插圖，創設安裝凈化裝置對汽車尾氣中的氮氧化物進行無害化處理的教學情境，讓學生感受到化學科學在環境保護中的重要價值，形成對化學學科積極正向的認同感;通過“哈伯發明的合成氨實驗裝置”圖片與現代合成氨工廠圖片的對比，以及合成氨化學史的介紹，使學生知道合成氨工藝發展的艱辛歷程，培養堅持不懈、不畏艱難的科學探究精神。

（三）引導建構結構化的知識體系

新教材增設了“氮及其化合物的轉化”《學科提煉》欄目，該欄目為學生認識和實現氮及其化合物提供了方法導引（利用氧化還原反應實現不同價態含氮物質間的轉化;利用非氧化還原反應實現相同價態含氮物質間的轉化）。另外，新教材把原子結構與元素性質、元素周期律及元素周期表的應用等知識，置于“氮與社會可持續發展”專題之前，復習教學還應考慮充分發揮“位—構—性”系統思維認識方式的價值。

教師可引導學生從氮的原子結構特點認識氮元素具有豐富的價態（-3、0、+2、+3、+4、+5價），分別列舉每種價態所對應的典型物質（如NH3、N2、NO、HNO2、NO2、HNO3等）。進一步地，請學生回顧和介紹以上典型含氮物質的性質及應用，采取教師評價和學生評價相結合的方式完善和補充。然后，請學生思考如何實現不同價態含氮物質間的轉化，如何實現相同價態物質含氮物質間的轉化。最后，引導學生建構氮及其化合物的價類二維圖（如圖3），并寫出每一步含氮物質轉化的化學反應方程式或離子方程式，建立“宏觀、微觀、符號”相結合的思維方式。

身處新高考改革和新教材使用的過渡期，一線化學教師理應更加關注新高考的動向，依據新課程標準，仔細研讀新教材，將其中的重要新增內容和體現的學科理念自然地滲透于復習教學中，切實提高復習教學質效，助力學生備戰新高考。

參考文獻：

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