基于信息處理與模型建構(gòu)的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)踐

葉依叢

摘要：“化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控”是根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理指導(dǎo)實(shí)踐的重要內(nèi)容，揭示了知識的實(shí)踐價(jià)值。分析并歸納從理論學(xué)習(xí)到科學(xué)實(shí)踐層面的主要難點(diǎn)，以“合成氨工業(yè)條件選擇”為例，通過處理合成塔中真實(shí)物料數(shù)據(jù)、合成氨反應(yīng)機(jī)理示意圖、鐵催化下合成氨反應(yīng)歷程-勢能圖等一系列真實(shí)信息，引導(dǎo)學(xué)生從反應(yīng)限度-速率-技術(shù)-效益等綜合角度構(gòu)建真實(shí)情境下化工條件的選擇與優(yōu)化的思維模型。

關(guān)鍵詞： 信息處理; 模型建構(gòu); 合成氨; 調(diào)控反應(yīng)

文章編號： 1005-6629（2022）03-0041-07

中圖分類號： G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識碼： B

1 提出問題

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》在“化學(xué)反應(yīng)原理”模塊主題2“化學(xué)反應(yīng)的方向、限度和速率”中，新增了化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控內(nèi)容： 認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的綜合調(diào)控在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中的重要作用。知道催化劑可以改變反應(yīng)歷程，對調(diào)控化學(xué)反應(yīng)速率具有重要意義[1]。它指明了學(xué)習(xí)反應(yīng)原理相關(guān)理論的實(shí)踐價(jià)值和社會(huì)價(jià)值，幫助學(xué)生建構(gòu)綜合認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的思路，尋找最優(yōu)的反應(yīng)條件調(diào)控實(shí)際生產(chǎn)中的反應(yīng)。

但是，當(dāng)學(xué)生面臨真實(shí)情境下工業(yè)生產(chǎn)條件的選擇和優(yōu)化時(shí)，往往存在較大的困難。通過與學(xué)生的溝通與對話后發(fā)現(xiàn)，這部分內(nèi)容在“輸入”和“輸出”的轉(zhuǎn)化過程中，普遍存在兩個(gè)難點(diǎn)：

第一，學(xué)習(xí)的過程采用封閉、靜態(tài)的平衡體系為研究對象得到相關(guān)結(jié)論，但真實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)過程，卻是一個(gè)開放、動(dòng)態(tài)的體系。故不能利用“理想狀態(tài)”的結(jié)論簡單地推演并解釋真實(shí)反應(yīng)過程。

第二，學(xué)習(xí)過程一般是從孤立的角度調(diào)控反應(yīng)速率或者反應(yīng)限度，而實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中需要綜合考慮反應(yīng)速率和反應(yīng)限度因素，且某一條件的改變對反應(yīng)速率和反應(yīng)限度的影響往往是矛盾的，復(fù)雜問題背景下難以抽提出解決問題的關(guān)鍵要素。

要攻克上述難點(diǎn)，必須厘清以下問題： 一是“真實(shí)的開放體系”與“理想的封閉體系”兩者的區(qū)別是什么？二是如何建立綜合角度調(diào)控反應(yīng)？三是催化劑為什么對調(diào)控反應(yīng)有重要意義？

2 主題價(jià)值分析

比較不同版本的教材，針對“化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控”內(nèi)容，人教版和魯科版教材都選擇“合成氨反應(yīng)條件的選擇”為主題展開討論，這與合成氨反應(yīng)本身具有的獨(dú)特???? 的學(xué)科價(jià)值與社會(huì)價(jià)值密切相關(guān)。

首先，合成氨工業(yè)相對成熟，便于提供合成氨塔內(nèi)各組分濃度的真實(shí)物料數(shù)據(jù)。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)聯(lián)相關(guān)知識、分析和計(jì)算數(shù)據(jù)，有效打破思維定勢，建立“開放體系”的思考模型，為合成氨工業(yè)條件的選擇提供思考的起點(diǎn)。

其次，合成氨反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，溫度升高有利于加快反應(yīng)速率，但不利于平衡正向移動(dòng)。選擇最優(yōu)溫度的過程，能有效幫助學(xué)生建立“單位時(shí)間轉(zhuǎn)化率”的概念;壓強(qiáng)增大有利于促進(jìn)平衡正向進(jìn)行，但對設(shè)備提出了很高的要求，因此選擇最佳壓強(qiáng)的過程，將科學(xué)理論與工程技術(shù)相結(jié)合，有助于形成速率—限度—技術(shù)—效益等多角度考慮工業(yè)問題的思維。

第三，合成氨反應(yīng)蘊(yùn)含豐富的關(guān)于催化劑改變反應(yīng)歷程的學(xué)科本體素材[2]，經(jīng)過適當(dāng)加工后能有效引導(dǎo)學(xué)生從微觀角度認(rèn)識基元反應(yīng)、催化劑與活化能的關(guān)系，有助于學(xué)生在復(fù)雜問題中抽提關(guān)鍵要素建立邏輯關(guān)系，形成有序調(diào)控反應(yīng)的思維模型。

第四，合成氨反應(yīng)融合了科學(xué)發(fā)展史，系統(tǒng)地梳理人類探索合成氨反應(yīng)條件優(yōu)化的發(fā)展脈絡(luò)，將調(diào)控化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識思路外顯化、認(rèn)識角度結(jié)構(gòu)化，有助于學(xué)生形成綜合調(diào)控化學(xué)反應(yīng)的思維模型。

3 學(xué)習(xí)目標(biāo)確立

（1） 通過理論分析合成氨反應(yīng)條件，運(yùn)用反應(yīng)方向、限度和速率等理論知識調(diào)控生活、生產(chǎn)中的化學(xué)反應(yīng)，形成穩(wěn)定的認(rèn)識思路。

（2） 通過對合成氨塔中各組分濃度的定性、定量分析，構(gòu)建分析化工生產(chǎn)中“開放體系”的思維模型。

（3） 通過認(rèn)識催化劑參與下合成氨的微觀反應(yīng)歷程，知道基元反應(yīng)活化能對反應(yīng)速率的影響，從“提高反應(yīng)決速步驟速率”的角度優(yōu)化反應(yīng)條件。

（4） 通過解讀合成氨反應(yīng)的科學(xué)發(fā)展史，了解科學(xué)家的科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任感，總結(jié)提煉“多角度分析化學(xué)反應(yīng)，選擇和優(yōu)化化工生產(chǎn)條件”的思路，體會(huì)化學(xué)反應(yīng)原理的社會(huì)價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。

4 教學(xué)設(shè)計(jì)構(gòu)思

圍繞“如何調(diào)控反應(yīng)”以及“為什么這么調(diào)控”兩個(gè)核心問題，為學(xué)生提供一系列真實(shí)的數(shù)據(jù)、圖表信息。學(xué)生在分析和處理信息的過程中，深度認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的方向和限度、工業(yè)生產(chǎn)的效率、催化劑改變反應(yīng)歷程的微觀原理等問題;學(xué)生認(rèn)識和調(diào)控反應(yīng)的視角由發(fā)散到聚焦、由單一到綜合、由宏觀到微觀，從而形成有序調(diào)控反應(yīng)的思維模型。具體教學(xué)設(shè)計(jì)思路如圖1所示。

5 課堂實(shí)踐實(shí)錄

5.1 創(chuàng)設(shè)情境，引入課題——構(gòu)建化工生產(chǎn)主反應(yīng)選擇思路

[教師]19世紀(jì)，隨著第二次工業(yè)革命的到來，世界人口劇增，人類面臨糧食不足的問題，各國都迫切要求建立規(guī)模巨大的生產(chǎn)氮化合物的工業(yè)?？茖W(xué)家克魯克斯創(chuàng)造性地提出“向空氣要氮肥”的號召。

[設(shè)問]為什么要“向空氣要氮肥”？

[學(xué)生]思考、回顧。空氣中氮含量高，主要以不被植物吸收的N2存在，需要將N2轉(zhuǎn)化為能被植物吸收利用的含氮微粒。

[追問]回顧學(xué)過的人工固氮反應(yīng)，哪個(gè)反應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)？說明原因。

[學(xué)生]N2+3H22NH3可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。原因如下： （1）NH3可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為NH+4、 NO-3被植物吸收和利用;（2）該反應(yīng)原料來源豐富;（3）合成氨反應(yīng)ΔH<0，ΔS<0，低溫下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行;（4）該反應(yīng)在常溫下反應(yīng)限度較大。

[教師]合成氨反應(yīng)被譽(yù)為“20世紀(jì)科學(xué)領(lǐng)域最輝煌的成就之一”，它成功解決了糧食問題。如何調(diào)控反應(yīng)條件使它滿足工業(yè)化生產(chǎn)的要求呢？我們一起學(xué)習(xí)“從合成氨工業(yè)看化工條件的選擇和優(yōu)化”。

設(shè)計(jì)意圖： 追溯“合成氨工業(yè)”產(chǎn)生的歷史背景，使學(xué)生切實(shí)感受到科學(xué)家們面對社會(huì)需求時(shí)所展現(xiàn)的科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任感，充分體現(xiàn)化學(xué)對人類社會(huì)進(jìn)程的重要推動(dòng)作用。引導(dǎo)學(xué)生從解決糧食問題——制造肥料出發(fā)，按照“需要合成什么→需要用什么原料→選擇什么反應(yīng)→該反應(yīng)熱力學(xué)是否可行→是否能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)”的思路展開思考，初步構(gòu)建化工生產(chǎn)中主反應(yīng)選擇的思路。

5.2 運(yùn)用舊知，理論分析——從平衡角度選擇合成氨反應(yīng)條件

[ppt]N2（g）+3H2（g）2NH3（g），ΔH=-92.2kJ·mol-1。

[設(shè)問]結(jié)合圖表數(shù)據(jù)（見圖2），描述平衡狀態(tài)時(shí)，氨的體積分?jǐn)?shù)與反應(yīng)的溫度、壓強(qiáng)有什么關(guān)系？

[學(xué)生]讀圖并回答： 在平衡混合物中，壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度升高，氨的體積分?jǐn)?shù)減小;溫度一定時(shí)，壓強(qiáng)增大，氨的體積分?jǐn)?shù)升高。

[設(shè)問]請用平衡移動(dòng)原理判斷并解釋什么條件有利于合成氨反應(yīng)正向進(jìn)行？

[學(xué)生]高壓、低溫條件。合成氨反應(yīng)是一個(gè)熵減的放熱反應(yīng)，壓強(qiáng)增大和溫度降低均有利于平衡正向移動(dòng)。

[教師]1MPa=1×106Pa，30MPa相當(dāng)于30N的力（約300kg的重量）作用于1cm2的面積上所產(chǎn)生的壓強(qiáng)?？紤]設(shè)備的承受能力，工業(yè)上往往選擇10～30MPa的壓強(qiáng)。

[設(shè)問]在30MPa壓強(qiáng)下，選擇低溫作為工業(yè)生產(chǎn)條件是否合適？

[學(xué)生]不合適，溫度降低雖然有利于平衡正向移動(dòng)，但是溫度降低，反應(yīng)速率減慢，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低。

[教師]溫度在調(diào)節(jié)速率和平衡的時(shí)候出現(xiàn)矛盾，選擇哪個(gè)溫度最合適呢？需要進(jìn)一步討論，工業(yè)生產(chǎn)追求的主要目標(biāo)是什么？

設(shè)計(jì)意圖： 先從單一的熱力學(xué)角度（即化學(xué)平衡角度）對合成氨反應(yīng)條件進(jìn)行選擇，有利于學(xué)生思考相關(guān)問題時(shí)思維的有序性。但理論運(yùn)用于實(shí)際時(shí)會(huì)出現(xiàn)偏差需要修正，并引出關(guān)鍵問題： 化工生產(chǎn)中追求的主要目的是什么？為后文動(dòng)力學(xué)分析（即速率角度）做好鋪墊，由淺入深、由單一到綜合地討論合成氨反應(yīng)條件的選擇與優(yōu)化。

5.3 數(shù)形結(jié)合，突破難點(diǎn)——構(gòu)建動(dòng)態(tài)開放體系的認(rèn)識模型

[教師]不妨走進(jìn)真實(shí)的合成氨工廠看一看。ppt中展示的是某日產(chǎn)600t氨氣的合成氨工廠的化工設(shè)計(jì)圖的物料平衡數(shù)據(jù)（如表1所示），請關(guān)注合成氨塔氣體進(jìn)口和氣體出口各組分的氣體體積分?jǐn)?shù)。

[教師]為了方便計(jì)算，將合成氨塔進(jìn)氣口和出氣口中N2、 H2、 NH3的氣體體積分?jǐn)?shù)折算成以物質(zhì)的量濃度為單位，并折算相同的條件下該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，N2、H2和NH3的平衡濃度數(shù)據(jù)如表2所示。

[設(shè)問]在合成氨塔中，合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡了嗎？判斷依據(jù)是什么？

[學(xué)生]用平衡濃度計(jì)算得該反應(yīng)在439K溫度下Kc=c2（NH3）c（N2）·c3（H2）=2.5120.747×2.103=0.910，再計(jì)算合成塔出塔口各組分的濃度商

Qc=c2（NH3）c（N2）·c3（H2）=0.99721.03×2.993=0.0360，Qc<Kc，反應(yīng)沒有達(dá)到平衡。

[教師]請作圖表示從投料到平衡，總反應(yīng)的速率—時(shí)間變化曲線，根據(jù)圖像和數(shù)據(jù)解釋為什么合成氨塔中不等反應(yīng)達(dá)到平衡？

[學(xué)生]作圖（如圖3中曲線）。從圖中可以看出，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，總反應(yīng)速率不斷減小最后趨近于0，速率過低不利于工業(yè)生產(chǎn)效率。

[教師]請?jiān)趫D3的基礎(chǔ)上，畫出其他條件均相同、合成氨塔中從進(jìn)料到出塔單個(gè)回合的速率—時(shí)間曲線，并分別說明兩條曲線與坐標(biāo)軸形成的面積所代表的物理意義。

[學(xué)生]作圖（如圖3所示）。深色圖形面積代表合成氨塔中從進(jìn)料到出塔單次合成氨氣的濃度，淺色圖形面積代表相同條件下合成氨反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)氨氣的濃度。

[教師]雖然一個(gè)回合的氨氣產(chǎn)量比不上平衡產(chǎn)量，但可以再來一個(gè)回合，再來一個(gè)回合，如此不斷重復(fù)，形成如圖4所示的速率—時(shí)間曲線。

[設(shè)問]比較單位時(shí)間內(nèi)，上述速率—時(shí)間圖中兩種曲線圍成的面積的大小。并解釋工業(yè)上不等到反應(yīng)達(dá)平衡，而采用不斷投料的方式進(jìn)行生產(chǎn)的優(yōu)勢是什么？工業(yè)生產(chǎn)追求的目標(biāo)是什么？

[學(xué)生]優(yōu)勢在于讓反應(yīng)持續(xù)在反應(yīng)物濃度比較大、速率比較高的狀態(tài)下發(fā)生，增大產(chǎn)物在時(shí)間上進(jìn)行疊加之后的總量。

[學(xué)生]工業(yè)追求的是單位時(shí)間的產(chǎn)量，所以除了考慮反應(yīng)限度，還要考慮反應(yīng)速率。

設(shè)計(jì)意圖： 為學(xué)生提供合成氨塔中真實(shí)的物料數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生從定性與定量結(jié)合的角度收集證據(jù)。通過定性分析、定量計(jì)算以及數(shù)形結(jié)合分析等方法，打破慣有的封閉體系反應(yīng)平衡的定勢思維，重塑工業(yè)生產(chǎn)中開放體系、循環(huán)投料的思維模型。該模型的建立有助于學(xué)生抓住本質(zhì)，更深刻地理解工業(yè)生產(chǎn)調(diào)控的關(guān)鍵著力點(diǎn)。形成模型的過程充分建立了證據(jù)—結(jié)論之間的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理能力。

5.4 信息助力，微觀探析——理解催化劑作用下的反應(yīng)歷程

[提問]控制哪些反應(yīng)條件可以提高合成氨反應(yīng)的反應(yīng)速率？

[學(xué)生]升高溫度、增大壓強(qiáng)、提高反應(yīng)物濃度、加入催化劑……

[教師]催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率的本質(zhì)原因是什么？請?jiān)谀芰俊磻?yīng)歷程圖中畫出催化劑參與下合成氨反應(yīng)過程中的能量變化。

[學(xué)生]作圖（如圖5所示）。

[追問]加入催化劑之后能量圖出現(xiàn)兩個(gè)峰代表什么含義？

[學(xué)生]代表催化劑先作為反應(yīng)物參與反應(yīng)，又作為產(chǎn)物生成。

[教師]這是合成氨在鐵觸媒催化作用下，通過計(jì)算機(jī)模擬生成的能量—反應(yīng)歷程圖[4]（如圖6所示）。

[教師]請用自己的語言描述，加入催化劑后，該反應(yīng)的能量—反應(yīng)歷程圖像有什么變化？

[學(xué)生]（1）加入催化劑之后，活化能大大降低;（2）加入催化劑之后，產(chǎn)生了幾個(gè)小峰，說明發(fā)生了幾個(gè)反應(yīng)。

[教師]沒錯(cuò)，N2和H2分子在催化劑表面經(jīng)過若干簡單反應(yīng)步驟，才最后轉(zhuǎn)化為NH3分子。每一個(gè)簡單的反應(yīng)步驟，就是一個(gè)基元反應(yīng)。

[教師]想知道N2和H2在催化劑表面發(fā)生反應(yīng)生產(chǎn)氨氣的過程嗎？請結(jié)合合成氨在催化劑參與下反應(yīng)機(jī)理示意圖[5]（如圖7所示），用自己的語言描述這個(gè)過程。

[學(xué)生]氮?dú)夂蜌錃鈹U(kuò)散到催化劑表面，吸附在催化劑上。吸附在催化劑表面的氮?dú)夂蜌錃鈹嚅_化學(xué)鍵，氫原子逐一與氮原子成鍵，一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)，在催化劑表面生成NH3，最后NH3脫離催化劑表面，飛走了。

[教師]正如同學(xué)們描述的，合成氨的催化歷程一般分為五個(gè)主要步驟： 擴(kuò)散→吸附→表面反應(yīng)→脫附→擴(kuò)散，具體過程見圖7。

1 氣體向催化劑表面擴(kuò)散。

2～3 氣體在催化劑表面吸附： N2（g）→N2（ad）; H2（g）→H2（ad）。

4～7 表面反應(yīng)： N2（ad）2N（ad）; H2（ad）→2H（ad）; N（ad）+H（ad）→NH（ad）; NH（ad）+H（ad）NH2（ad）; NH2（ad）+H（ad）NH3（ad）。

8 NH3從催化劑表面脫附： NH3（ad）→NH3（g）。

[教師]我們將這一系列基元反應(yīng)中，反應(yīng)速率最慢的一步稱為“決速步驟”，它決定了總反應(yīng)的反應(yīng)速率。根據(jù)合成氨在鐵催化下的能量-反應(yīng)歷程圖（如圖6實(shí)線部分所示），判斷這些基元反應(yīng)中，哪個(gè)步驟是決速步驟？說出你的判斷依據(jù)。

[學(xué)生]步驟12N2（ad）+32H2N（ad）+3H（ad），因?yàn)檫@個(gè)步驟對應(yīng)的活化能最大?；罨艽?，反應(yīng)速率慢。

[追問]這部分能量主要是克服哪種微粒間的作用力？

[學(xué)生]吸附態(tài)的N2中的化學(xué)鍵，因?yàn)镹N的鍵能大，斷裂需要較多能量。

[教師]結(jié)合以上分析結(jié)果思考： 如何調(diào)控反應(yīng)條件，加快“決速步驟”的反應(yīng)速率，從而提高催化效率呢？

[學(xué)生]（1）增加N2的濃度（分壓），從而增加N2的吸附濃度，加快決速步驟的反應(yīng)速率。（2）及時(shí)移走生成的NH3，為N2和H2騰出更多可供吸附的催化劑表面空間。

設(shè)計(jì)意圖： 利用驅(qū)動(dòng)問題并輔以反應(yīng)機(jī)理示意圖，啟發(fā)學(xué)生利用已有知識，結(jié)合提示信息，經(jīng)歷“認(rèn)識反應(yīng)歷程→找到?jīng)Q速步驟→調(diào)控決速步驟→實(shí)現(xiàn)深度調(diào)控”的過程，探索反應(yīng)的微觀歷程，學(xué)生在解決新問題的過程中獲得知識與發(fā)展能力。補(bǔ)充的信息，既拓展了教材知識的深度，也提升了學(xué)生的信息素養(yǎng)，為調(diào)控反應(yīng)留下了思考的空間和發(fā)揮的余地。

5.5 貫穿史實(shí)，總結(jié)提煉——構(gòu)建調(diào)控化學(xué)反應(yīng)的思維模型

[視頻]以諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者——哈伯、博施、艾爾特的研究為主線介紹合成氨發(fā)展史。

[教師]結(jié)合所學(xué)內(nèi)容，從合成氨工業(yè)發(fā)展史中，與學(xué)生共同提煉出工業(yè)條件優(yōu)化的一般思維模型（如圖8所示）。

設(shè)計(jì)意圖： 在課堂結(jié)尾系統(tǒng)地呈現(xiàn)人類探索合成氨反應(yīng)工業(yè)條件的優(yōu)化過程，將科學(xué)知識、技術(shù)發(fā)明、社會(huì)發(fā)展相聯(lián)系，系統(tǒng)梳理了合成氨反應(yīng)條件選擇和優(yōu)化的發(fā)展脈絡(luò)，將合成氨工業(yè)條件的選擇優(yōu)化的認(rèn)識思路、認(rèn)識角度結(jié)構(gòu)化和外顯化，有助于學(xué)生形成比較穩(wěn)定的思維模型。在歷史事件的發(fā)展進(jìn)程中，學(xué)生充分感知前人在探索和改造自然過程中展現(xiàn)的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度與高度的社會(huì)責(zé)任感，理解和體驗(yàn)合成氨工業(yè)對人類文明進(jìn)程巨大的推動(dòng)作用。

6 課堂教學(xué)反思

工業(yè)合成氨反應(yīng)條件的選擇和優(yōu)化是一個(gè)涉及工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備、反應(yīng)歷程等多方面因素的復(fù)雜問題，因此不要求學(xué)生能獨(dú)立找到最佳的生產(chǎn)條件，而是希望他們在這一過程中初步形成從多方面綜合思考問題的意識[6]。在教學(xué)實(shí)踐中，將合成氨反應(yīng)條件的選擇作為證據(jù)推理、建立認(rèn)知模型的教學(xué)契機(jī)，需關(guān)注以下幾點(diǎn)：

（1） 選擇真實(shí)情境素材作為推理證據(jù)，構(gòu)建推理路徑。挖掘并利用科技文獻(xiàn)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)物料數(shù)據(jù)、化學(xué)發(fā)展史實(shí)等真實(shí)鮮活的素材作為推理證據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生有序地建立外界條件、圖表數(shù)據(jù)、推理結(jié)論之間的邏輯關(guān)系，使學(xué)生初步了解化工條件選擇的思考維度、證據(jù)來源和建模過程。

（2） 依據(jù)學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)設(shè)置核心問題，構(gòu)建思維模型。尊重學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，設(shè)置每一環(huán)節(jié)的核心問題。尤其在多因素影響下反應(yīng)條件對反應(yīng)的影響產(chǎn)生矛盾時(shí)，通過驅(qū)動(dòng)性問題厘清主要矛盾是什么，矛盾的主要方面是什么，引導(dǎo)學(xué)生在條件選擇時(shí)有清晰的權(quán)衡和側(cè)重，從而構(gòu)建全面、有序、可發(fā)展的思維模型。

（3） 根據(jù)工業(yè)合成氨的背景，開展拓展活動(dòng)。例如原料氣H2的制備過程中反應(yīng)條件的選擇，它進(jìn)一步增大反應(yīng)調(diào)控的復(fù)雜程度——對主、副反應(yīng)的調(diào)控。依據(jù)本節(jié)課的思維模型，創(chuàng)造性地解決問題，從模型建構(gòu)向模型應(yīng)用遷移，提升思維的深刻性和靈活性，擴(kuò)展和深化思維模型。

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