元素化合物認(rèn)識(shí)模型在氮及其化合物復(fù)習(xí)課中的應(yīng)用策略分析

摘?要：基于無機(jī)元素化合物知識(shí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、2017新課標(biāo)的教學(xué)要求以及學(xué)生規(guī)律，利用元素化合物認(rèn)識(shí)模型，從類別和價(jià)態(tài)兩個(gè)角度發(fā)現(xiàn)化學(xué)問題、分析解釋實(shí)際化學(xué)問題。并利用《氮及其化合物》單元復(fù)習(xí)教學(xué)實(shí)踐，引導(dǎo)學(xué)生從兩個(gè)角度更好地認(rèn)識(shí)物質(zhì)并預(yù)測(cè)其相關(guān)性質(zhì)。

關(guān)鍵詞：含氮化合物;尾氣處理;認(rèn)識(shí)模型;單元復(fù)習(xí);二維認(rèn)識(shí)

一、 問題的提出

基于元素化合物知識(shí)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和復(fù)習(xí)課的基本要求，利用元素化合物認(rèn)識(shí)模型，嘗試解決元素化合物單元復(fù)習(xí)課中：（1）缺少貫穿主干知識(shí)的核心問題鏈。（2）課堂內(nèi)容缺少真實(shí)情境，枯燥乏味不易激發(fā)學(xué)生的思維能力培養(yǎng)，學(xué)生的思維停留在表層，課堂活動(dòng)過于機(jī)械化。

二、 問題解決的指導(dǎo)思想與理論依據(jù)

（一）利用《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確教學(xué)要求

2017版《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確指出，學(xué)生能掌握氮及其重要化合物的主要性質(zhì)，認(rèn)識(shí)其在生產(chǎn)中的應(yīng)用和對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。

（二）利用認(rèn)識(shí)模型系統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)

1. 利用認(rèn)識(shí)模型系統(tǒng)概括知識(shí)結(jié)構(gòu)。

2. 利用認(rèn)識(shí)模型系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和推理能力。

3. 利用不同認(rèn)識(shí)模型滿足不同層面學(xué)生的發(fā)展。

4. 利用認(rèn)識(shí)模型提高課堂教學(xué)及評(píng)價(jià)的實(shí)效性。

三、 基于認(rèn)識(shí)模型理論指導(dǎo)《氮及其化合物》單元復(fù)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）教學(xué)目標(biāo)

讓學(xué)生在課堂活動(dòng)參與中，進(jìn)一步鞏固含氮化合物的相關(guān)性質(zhì)和轉(zhuǎn)化關(guān)系。讓學(xué)生在系列化、遞進(jìn)式的問題解決中進(jìn)一步鞏固分類觀點(diǎn)和氧化還原理論。讓學(xué)生逐步掌握元素化合物的認(rèn)識(shí)方式。

（二）教學(xué)實(shí)施

教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)思路任務(wù)類型學(xué)生發(fā)展意圖

環(huán)節(jié)一：復(fù)習(xí)原有知識(shí)，幫助學(xué)生建立二維認(rèn)識(shí)模型。

1. 課前任務(wù)：讓學(xué)生從熟悉且容易的知識(shí)點(diǎn)“雷雨發(fā)莊稼”出發(fā)，繪制含氮物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖和硝酸生產(chǎn)流程圖，并標(biāo)出每種物質(zhì)中氮元素的化合價(jià)。

2. 基于課前的準(zhǔn)備，指導(dǎo)并和學(xué)生一起繪制，基于類別轉(zhuǎn)化和價(jià)態(tài)變化的二維認(rèn)識(shí)的含氮物質(zhì)分類圖。

觀察記憶概括關(guān)聯(lián)

引導(dǎo)學(xué)生從物質(zhì)類別和價(jià)態(tài)兩個(gè)認(rèn)識(shí)角度發(fā)現(xiàn)分析含氮物質(zhì)的性質(zhì)。

通過指導(dǎo)學(xué)生繪制含氮物質(zhì)二維圖，初建模型。讓學(xué)生形成系統(tǒng)認(rèn)識(shí)。

環(huán)節(jié)二：

嘗試運(yùn)用模型，引導(dǎo)學(xué)生分析一些簡(jiǎn)單問題，并解釋相關(guān)原理。

問題討論1：讓學(xué)生分析汽車尾氣中氮氧化物是如何產(chǎn)生的，對(duì)環(huán)境有哪些危害？

N2NONO2……

問題討論2：將汽車尾氣中的氮氧化物轉(zhuǎn)化為硝酸是否合適？

概括關(guān)聯(lián)分析解釋

利用模型對(duì)含氮物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系以及相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行分析解釋。

提高學(xué)生利用模型，分析、解釋具體問題的能力。

環(huán)節(jié)三：

引導(dǎo)學(xué)生嘗試運(yùn)用模型（二維圖）進(jìn)行分析推理。

問題討論3：同學(xué)們還有哪些處理汽車尾氣中氮氧化物的辦法？（引導(dǎo)學(xué)生從價(jià)態(tài)、類別兩個(gè)角度分析）

有同學(xué)提出將氮氧化物轉(zhuǎn)化為NaNO3或NaNO2是否可行？

問題討論4：同學(xué)們還有哪些處理汽車尾氣中氮氧化物的辦法？具體操作時(shí)需要注意哪些事項(xiàng)？

分析解釋推論預(yù)測(cè)辯證分析

提高學(xué)生利用模型及相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行分析解釋實(shí)際問題的能力。

利用模型特別是從價(jià)態(tài)角度對(duì)物質(zhì)陌生性質(zhì)進(jìn)行推論預(yù)測(cè)。

環(huán)節(jié)四：

引導(dǎo)學(xué)生嘗試運(yùn)用模型（二維圖）進(jìn)行分析推理。

問題討論5：柴油車為提高工作效率，通常會(huì)吸入更多空氣，尾氣中的NOx如何被還原？為什么柴油車不直接將氨氣通入到尾氣處理系統(tǒng)中？

問題討論6：柴油車尾氣處理中使用尿素溶液需要注意哪些事項(xiàng)？

分析解釋綜合問題

提高學(xué)生通過閱讀信息，獲取相關(guān)知識(shí)解釋相關(guān)問題的能力。

N02O2放電N+2OO2N+4O2H2OHN+5O3硝酸鹽

【材料一】

柴油車為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率，通常會(huì)吸入更多空氣，尾氣中的NOx如何被還原？化學(xué)家發(fā)現(xiàn)向NO中通入NH3，調(diào)整合適的溫度利用合適的催化劑，NO高效的轉(zhuǎn)化為N2。

【材料二】

排氣管上安裝有尿素計(jì)量噴射裝置，在溫度達(dá)到300℃～500℃時(shí)噴入尿素溶液，在催化劑的作用下尿素（H2NCONH2）立刻轉(zhuǎn)化為NH3和CO2，NH3與NO反應(yīng)，生成氮?dú)夂退懦觥＼囉媚蛩厝芤涸诖呋€原反應(yīng)中，需要非常精細(xì)控制用量。

四、 教學(xué)反思

本節(jié)課我利用汽車尾氣中氮氧化物的處理為真實(shí)背景，引導(dǎo)學(xué)生在應(yīng)用舊知識(shí)探討新問題中感受到成功體驗(yàn)。特別是在分析污染如何產(chǎn)生、運(yùn)用化學(xué)知識(shí)降低氮氧化物污染的學(xué)習(xí)討論中，引導(dǎo)學(xué)生建立從類別和價(jià)態(tài)兩個(gè)角度，去分析和解決問題的觀念。借助二維認(rèn)識(shí)模型，讓學(xué)生學(xué)會(huì)建構(gòu)系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)讓零散、孤立的知識(shí)變得有序、清晰。

除了讓學(xué)生感受到氧化還原理論解釋解決實(shí)際問題之外，我設(shè)置變廢為寶的生產(chǎn)情境，（這也是工業(yè)處理氮氧化物尾氣的一個(gè)思路）。我和學(xué)生進(jìn)一步利用氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒，進(jìn)行定量的計(jì)算，說是計(jì)算，主要是在特定情境中，從宏觀角度把握氧化還原反應(yīng)，及各物質(zhì)的關(guān)系。進(jìn)一步強(qiáng)化氧化還原理論在化學(xué)學(xué)習(xí)以及在生產(chǎn)生活中的指導(dǎo)作用。

本節(jié)課的設(shè)計(jì)，我試圖體現(xiàn)化學(xué)是一門有用的學(xué)科，一門離生活很近的學(xué)科。將鮮活的知識(shí)用于生活實(shí)際，學(xué)以致用，從而深化對(duì)知識(shí)的理解運(yùn)用。本課通過創(chuàng)設(shè)問題情境，圍繞問題展開教學(xué)，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，在獲取信息的同時(shí)提高了學(xué)生的思維品質(zhì)和解決問題的能力，從而提高了化學(xué)教學(xué)的實(shí)效性。

參考文獻(xiàn)：

[1]2017版普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn).

[2]房喻.2017版普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)解讀.

[3]王晶.元素化合物教學(xué)研究.

作者簡(jiǎn)介：

洪寧寧，江蘇省無錫市，無錫市大橋?qū)嶒?yàn)學(xué)校。