“氨的轉化與生成”教學設計

摘 要：本案例是探究氨氣性質(zhì)實驗的改進設計案例.改進方案通過綜合實驗，把氨性質(zhì)串聯(lián)在一起，通過對實驗現(xiàn)象的剖析，更加便于學生從整體上把握氨及其化合物的綜合性質(zhì).從綠色化學角度看，杜絕有毒氣體的擴散，簡化操作步驟，提高化學實驗的安全性；從教學效果看，改進方案探究過程，不斷引起學生認知沖突，充分調(diào)動學生積極參與，互動互助，更進一步開拓學生思維，讓他們懂得創(chuàng)新，善于思考，更容易實現(xiàn)教育教學與評價目標.

關鍵詞：教學案例；氨；微型一體化設計；高中化學

中圖分類號：G632?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1008-0333（2023）06-0134-03

1 教材分析及設計思路

本課的內(nèi)容是魯科版高中化學必修1第三章第三節(jié)《氮的循環(huán)》第二課時氨的轉化與生成.第三章《物質(zhì)的性質(zhì)與轉化》主題是元素化合物的知識，是在第一章研究物質(zhì)性質(zhì)的方法和程序、第二章氧化還原理論的雙重基礎上，緊緊圍繞“鐵的多樣性”“硫的轉化”“氮的循環(huán)”這些主題，引導學生認識物質(zhì)性質(zhì)、轉化和應用.學生在學習了前兩章的基礎上學習本節(jié)內(nèi)容，既能用已掌握的理論指導本節(jié)課的學習，也是對前面所掌握知識的進一步鞏固和深化.學好氮及其化合物的性質(zhì)，也為后面順利探究元素周期律打下堅實的基礎，因此本節(jié)內(nèi)容具有承前啟后的重要作用.更值得指出的是，本章的各節(jié)都是從自然現(xiàn)象引出核心內(nèi)容，將“從自然到化學，從化學到社會”“從自然界到實驗室，從實驗室到社會生活”的思路沁入學生思維，引導他們建構更加富有遷移價值的認知體系，符合學生的認知規(guī)律.

2 教學目標

2.1 通過觀察、辨識表現(xiàn)氨氣性質(zhì)的宏觀現(xiàn)象，能從微觀層面解釋宏觀方面的實驗現(xiàn)象，能運用化學符號表征氨的一系列變化.幫助學生認識氨與銨鹽的性質(zhì)，建立氮元素與其化合物的聯(lián)系.

2.2 通過氨與水的可逆反應，幫助學生多角度、動態(tài)的分析化學變化.

2.3 收集證實氨性質(zhì)的各種證據(jù)，然后分析推理加以證實或證偽，建立觀點、結論和證據(jù)之間的關系，并能解釋氨現(xiàn)象與性質(zhì)之間的關系.

通過推測及驗證氨與銨鹽的性質(zhì)，培養(yǎng)運用所學知識設計實驗方案的能力.

2.4 通過對氨的宏觀現(xiàn)象進行思考、討論后能提出有探究價值的問題，并能和同學交流實驗探究的成果，課下繼續(xù)探究或提出改進實驗的想法.

2.5 在實驗過程中養(yǎng)成安全意識和嚴謹求實的科學態(tài)度，注重環(huán)保意識，能運用已有知識和方法探究實驗過程對環(huán)境帶來的影響.

3 教學過程

3.1 第一步：問題引領，導入新課

借助現(xiàn)代化教育裝備向學生展示正常生長以及缺氮發(fā)黃的葉片（如圖1所示），學生不難意識到要想草莓長勢理想，需要適當?shù)氖┘拥?上一節(jié)的學習學生已經(jīng)接觸了氨，教師順勢提出問題一：能不能用氨直接做肥料？氨又有哪些性質(zhì)？開門見山，帶領學生直奔本節(jié)課的主題.

設計意圖與目的：精彩而鮮活的導入激發(fā)起學生濃厚的學習欲望與探究興趣，能使學生在最短的時間內(nèi)進入最佳的學習狀態(tài)，通過實際生活問題明示本節(jié)課的學習目標之氨的性質(zhì).整個過程自然銜接，順勢而為，真正與生態(tài)課堂理念相契合.

3.2 第二步：學案引領，自主學習

學生帶著問題有目的地進行教材的閱讀，按要求認真填寫導學案，自主學習本節(jié)的主要內(nèi)容.回扣問題1：能不能用氨直接做肥料呢？學生依據(jù)氨物理性質(zhì)回答這個問題，學生認識到氨是氣體，不易控制，作為氮肥施用起來非常困難.

設計意圖與目的：既充分利用了教材，又培養(yǎng)了學生的自學能力.真切地實現(xiàn)了新課標中提倡的學習過程應當是有利于學生主動地獲取知識，真真正正地將課堂還給學生.3.3

第三步：小組實驗，討論分析

由于氨的不易施用，自然而然引出問題二：怎樣才能控制住氨？氨溶于水后能做肥料了嗎？會有怎樣的反應？

課本教材中采用三個演示實驗分別介紹氨的制取和性質(zhì)，結合教學實際，筆者認為教材實驗存在以下幾點不足：

（1）氨制備時使用酒精燈加熱，能耗大，存在安全隱患；

（2）氨在收集的過程中容易泄露，污染環(huán)境；

（3）氨和氯化氫反應是在敞開體系中直接進行的，反應現(xiàn)象微弱，且NH3與HCl都會污染環(huán)境，不符合綠色化學的理念；

（4）做噴泉實驗要提前收集多瓶干燥氨，氨易擴散，有可能導致噴泉實驗效果不好，甚至造成實驗失敗.

整個實驗過程繁瑣，浪費藥品，耗時長，容易對環(huán)境造成污染，不切合當前中學課堂的實際情況.基于此，需要對氨的制備和性質(zhì)實驗裝置進行改進，以便于學生全面系統(tǒng)掌握氨氣的性質(zhì).為激發(fā)學生學習化學的積極性，結合學生實際，筆者對實驗進行改進，通過改進實驗裝置將NH3極易溶于水，氨水呈弱堿性能使酚酞溶液變紅，NH3能與HCl反應這三種性質(zhì)與NH3的制備融合在同一個實驗中展現(xiàn).以保證學生在有限的知識內(nèi)容中獲得思維的發(fā)展.

本節(jié)課采用改進后的實驗裝置（如圖2所示）代替課本中的演示實驗，將氨極易溶于水、氨水能使酚酞溶液變紅、氨能與氯化氫反應這三種性質(zhì)與氨的制備融合在同一個實驗中展現(xiàn).

設計意圖與目的：用改進后的實驗裝置進行小組實驗，現(xiàn)象明顯，學生自主探究獲取實驗結果，成功吸引學生注意力，學生能夠總結出氨易溶于水，氨水呈堿性，氨能與酸反應，突破第一個學習重點氨氣的性質(zhì).另外，一體化實驗裝置，不僅有利于開創(chuàng)化學實驗教學的新局面，更有效推動學科教學的創(chuàng)新與發(fā)展.通過分析氨與水的可逆反應，幫助學生多角度動態(tài)的分析化學變化.回顧問題二，氨溶于水后能做肥料了嗎？主持學生小辯論，提升課堂氣氛，結論是氨水稀釋后可以，但由于易揮發(fā)，在使用中會有氨逸出，污染環(huán)境.此時提出問題三：如何使氨轉化為固態(tài)氮肥？學生能夠想到與酸反應，同時類比分析氨與硝酸、硫酸的反應產(chǎn)物.并補充：工業(yè)氨氣與氧氣反應逐步制硝酸.

設計意圖與目的：通過類比分析，深化對氨氣與酸反應的理解，學會運用氧化還原理論分析氨氣與氧氣反應，突破本節(jié)課的學習難點.

聯(lián)系生活實際，繼續(xù)提出問題四：氮肥終于找到了，如何施用呢？由這個問題進入下一個教學設計環(huán)節(jié).3.4 第四步：小組探究，展示總結

探究指導1：指導學生在預測銨鹽性質(zhì)的基礎上分組設計實驗方案.

設計意圖與目的：通過組內(nèi)“探究—交流—共享”，達到實驗方案設計的最優(yōu)化.實驗優(yōu)化之美在于實施，實驗是化學學科的特點，基于實驗探究合理設計教學可以全面促進學生學科核心素養(yǎng)的發(fā)展.在實驗現(xiàn)象的觀察與解釋、實驗結果的分析和推理、實驗方案的設計與實施中，不僅能充分調(diào)用學生頭腦中已有的知識解決問題，進行知識的復習，還能在解決問題的過程中，全面提升學生的化學學科核心素養(yǎng).

探究指導2：根據(jù)最優(yōu)化實驗方案，分組實驗，探究銨鹽的性質(zhì).

設計意圖與目的：通過實驗探究，提高學生的動手操作能力，突破銨鹽性質(zhì)、銨根離子與堿反應的本質(zhì)這一學習重難點.生態(tài)教育的重要原則之一就是在理解尊重規(guī)律的基礎上，對規(guī)律的價值進行挖掘和探究.

探究指導3：根據(jù)實驗結果，分組總結銨鹽性質(zhì)，討論氮肥在農(nóng)業(yè)中如何正確施用以及施用不當給環(huán)境帶來的問題.

設計意圖與目的：培養(yǎng)學生從實驗中獲取信息、歸納總結能力，建立化學與生產(chǎn)生活的聯(lián)系，樹立良好的環(huán)境保護意識，發(fā)展學生的核心素養(yǎng).正所謂知識來源于生活又應用于生活，要有意識地加強課內(nèi)教學同課外實踐之間的聯(lián)系.

3.5 反饋評價，達成目標

反饋1：用鏈狀知識圖（如圖3所示），讓學生對本節(jié)內(nèi)容進行總結，并對重點內(nèi)容加深記憶.

反饋2：采用智能化教學網(wǎng)絡平臺，設置本節(jié)練習，學生完成后網(wǎng)上提交，教師依據(jù)正答率進行針對性點撥.鏈接近幾年出現(xiàn)的與本節(jié)有關的高考題，2020年全國1卷第8題和16年全國1卷第26題都考查到氨與銨鹽的性質(zhì).

設計意圖與目的：通過習題練習，鞏固本節(jié)所學的知識，同時檢測教學目標的達成度，達到學以致用的目的.

條理整齊的板書對教學起到事半功倍的效果.

本節(jié)課采用“智能化下的探究式教學模式”，圍繞植物需要施肥，設置環(huán)環(huán)相扣的問題，邊解決問題邊進行板書.

設計意圖與目的：既能緊扣教學內(nèi)容，突出教學重點，而且能培養(yǎng)學生概括總結能力，從學科上看，高中化學涉及對化學物質(zhì)及其規(guī)律的認識和運用以及對生活化學的接觸與認知.在這個學習過程中，學生與教師、學生與學生之間，以化學知識、實驗為介質(zhì)進行溝通與交流，學生通過教師的指導與啟發(fā)，學習時應注重體驗與情感，不斷探究與嘗試，發(fā)揮自身的各項能力.4 教后反思（略）

參考文獻：

［1］ 黃云碧，代群威，付新梅.研究型化學實驗中推行綠色化學的探［J］.高校實驗室工作研究，2014，32（3）：22-24.

［2］ 殷馨，王海文.探索綠色化學之路改革化學實驗教學［J］.化工高等教育，2014（1）：64-67.

［責任編輯：季春陽］

收稿日期：2022-11-25

作者簡介：陳霞，從事中學化學教學研究.