基于化学观念建构的教学设计

刘忠英

摘要：以生产生活中含氮化合物具体知识为载体，通过实验探究，理论分析构建含氮化合物转化的知识网络，培养学生形成元素观、转化观、绿色化学观等化学基本观念，实现了教学从知识为本转向观念建构。

关键词：绿色化学观；元素观；转化观；含氮化合物

文章编号：1008-0546（2014）06-0062-03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.06.023

一、教学设计过程

1. 设计依据

《普通高中化学课程标准（实验）》指出：化学课程要“形成有关化学科学的基本观念”，所以，将促进学生形成化学基本观念作为化学教学设计的重要目标之一，这已经对成为众多一线教师的必然要求。在化学教学设计中体现观念建构的教学，有利于转变学生的学习方式，促进对知识的深刻理解和灵活应用，全面提高学生的科学素养。

所谓化学基本观念，就是中学生在化学学习过程中，通过对化学基础知识或化学学习过程进行反思所形成的能够反映化学本质特征的总观性认识。化学观念主要包括元素观、微粒观、转化观、实验观、分类观和化学价值观等。元素观主要解决物质宏观组成的问题。其内涵为：化学物质是由元素组成的，物质是多样的，其元素组成又是统一的，对于简单的一些无机物，组成元素决定了其性质。元素观的形成将促进学生从本质上认识物质与元素的关系，进而应用元素的观点认识物质，学习元素化合物的知识。所谓物质的转化观，是学生对物质变化基本的稳定的认识，比如对物质是否会变化、物质会怎样变化、物质为什么会变化的基本看法。这一观念形成将促进学生认识到元素的单质及其化合物之间不是孤立的，而是相互依从，相互联系的整体，构建元素化合物学习的知识网络。物质对于人类来说都有两面性，合理使用物质，正视化学品和传统化学过程对于人类带来的负面影响，努力发展绿色化学，通过化学实验室有害物质的零排放，激发学生用自己所学到的知识积极治理污染，是培养绿色化学观念的重要组成部分。绿色化学观属于科学价值观的范畴，就是基于人和自然的和谐发展、生态平衡等发展而来的。这一观念的形成，将促进学生明确化学对人类生活的意义在于认识物质，改造物质、应用物质，化学追求人类社会和谐可持续发展的目标。

江苏教育出版社高一《化学1》专题4第二单元“生产生活中的含氮化合物”，是非金属元素及其化合物的代表性内容，教材编排有信息提示、调查研究等栏目，我们认为合理的补充一些演示实验，建构知识网络，本节内容将是培养学生元素观、变化观、实验观的很好的载体，另外本节内容也是元素化合物的知识与日常生活实际（如光化学烟雾等）相结合的一个例子，是对学生进行环境保护教育的最好素材，使学生意识到环境保护的重要性，树立社会可持续发展的科学发展观。

根据高中生的认知特点，高中生更多地采用意义识记的方法来识记材料，机械识记的成分逐渐减少。记忆时力求理解教材内容的内在联系，记忆材料与生活实际的联系，而不是单纯地进行机械识记。本节需要记忆的方程式有3个，实验探究、理性分析有利于学生对方程式的掌握，比单纯的书写更富加深刻。 “我看过了，我忘记了；我听过了，我记不清了；我做过了，我就记住了”。本节课采用实验探究—归纳总结的教学模式，引导学生通过实验，去观察、分析、研究，从而发现知识，构建氮及其化合物的知识网。

2. 教学内容和对象分析

本节是在学生学习了氯、溴、碘、硅、钠、镁、铝、铁、铜及其化合物的基础上，在性质与氮元素比较接近的典型非金属元素硫及其化合物之后学习，使学生全面系统地了解元素化合物知识，形成元素化合物的知识网络。

学生已经学了氯、溴、碘、硫等一些非金属元素的性质，在初中化学中也已经对氮气的性质，氮气在生产生活中的应用有了一定的了解，学生通过前面几个专题内容的学习，掌握了物质分类方法和氧化还原的理论，对采用实验探究法研究元素化合物的方法已经比较了解，具有一定的理论基础和知识技能。

3. 教学目标的确立

（1）认识氮及其化合物的性质和用途，知道含氮化合物的应用以及对社会生产的作用。

（2）了解氮氧化物对空气造成的污染，知道光化学烟雾形成的原因和防治方法，形成良好的环境保护意识，并逐步树立珍惜自然、爱护环境、合理使用化学物质的观念。

（3）通过对氮氧化物的性质中有关实验的探究，使学生进一步掌握基本的化学实验技能，并体验实验探究的过程和乐趣。

二、施教过程

[引课]前一段时间困扰中国的很大问题是什么？大家知道雾霾形成的原因吗？

[幻灯投影]雾霾天气的图片。雾霾成因的文字介绍：第一，二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物这三项是雾霾主要组成，前两者为气态污染物，最后一项颗粒物才是加重雾霾天气污染的罪魁祸首，它们与雾气结合在一起，让天空瞬间变得阴沉灰暗。第二，城市有毒颗粒物来源：首先是汽车尾气。使用柴油的车子是排放细颗粒物的“重犯”。使用汽油的小型车虽然排放的是气态污染物，比如氮氧化物等，在雾天也很容易转化为二次颗粒污染物，加重雾霾。

[设问]根据文字资料，雾霾的形成与哪些化学物质有关？要解决雾霾对人们的危害，就要了解这些化学物质的性质，本节课我们一起来学习生产生活中含氮化合物。

[设计意图]以各种媒体广泛关注的雾霾话题创设教学情境，真实有效，能够迅速引起学生的注意。雾霾的形成和化学物质有关，但解铃还需系铃人，需要化学方法去治理，渗透学生对化学学科功能的认识，树立保护环境的可持续发展观。

[探究环节一]展示一瓶收集在医用输液软塑料瓶的NO，通过观察可以得到NO的哪些性质？阅读课本97页NO的相关性质，设计一个方案验证，说明瓶内收集的是NO。

[设问]瓶内呈无色，会不会是真空？可能是NO2吗？endprint

不是，如果是真空，软塑料瓶会变瘪，如果是NO2可以观察到红棕色。那用NO的什么性质，用什么方法来检验？仔细阅读的同学已经发现了可以通过NO反应生成的红棕色NO2来检验。

[追问]我欲拔开瓶塞使NO接触空气进行反应，看到部分同学已经准备做好捂鼻子的动作，为了防止教室内空气的污染，能不能让NO和氧气在密封的容器中反应？

“可以把空气通入塑料瓶内”，有同学回答。“换位加料的思路很好地解决了污染问题。”我及时鼓励到。“NO逸散到空气和空气通入NO，一样的反应，不一样的思路。空气该怎么通呢？在冷静一下后，有同学回答用针筒打入空气，我及时鼓励这位同学上台完成这个实验。当他用针筒打入空气，大家惊喜的看到颜色的逐渐转化为红棕色。在这个过程中，学生的热情被完全点燃。

[设计意图]让学生用自己设计实验方案和想到的具体操作来实证物质的变化，进行NO检验，明确化学学科以实验为基础的实验观念。在具体操作方面，让学生动手，培养分析解决实际问题的能力。操作过程减少污染物的排放，也是绿色化学观的重要组成部分。

[探究环节二]NO2能否与水反应？若能反应，反应后溶液的酸碱性怎样？如何来检验？请同学思考NO2是不是硝酸酸酐？

受到探究一的启发，同学们想到用针筒向瓶内加入一定量水的方法探究。观察到气体颜色逐渐变浅，直到瓶内上端气体完全转化为无色，但软塑料瓶没有变瘪。用针筒取出反应后溶液检验呈酸性，得出产物之一为HNO3结论，按照酸酐的概念，NO2与HNO3氮元素的化合价不同，NO2不是硝酸酸酐。

三、结束语

什么样的课堂才能让师生久久回味，化学课堂的追求在哪里？那就是一节课除本体知识以外，还能留给学生的东西——学科的观念，思想和方法。化学是源于自然和社会实践的一门学科，化学最终要回到社会生产、生活实践当中，为人们改造自然界服务。化学课堂教学设计，应该贴近学生的生活，让学生从身边熟悉的生活现象中去探究和认识化学规律，并把认识到的化学知识及科学研究方法与社会实践及其应用结合起来，使他们体会到化学在生活与生产中的实际应用，从而更好地激发学生的兴趣，培养其科学思维习惯和良好的探究能力。

本节课以大家熟悉的雾霾引课，最后以污染物的综合治理结课。课堂的核心环节用一瓶盛满NO的塑料瓶完成，通过不断的打针，打入空气或水，全部在封闭的环境下完成了，包括检验硝酸也用针筒取出塑料品内的液体。实验设计紧凑，现象明显。利用分类观、实验观，对学生实验设计，绿色化学意识的培养。

作为教师我们必须进一步思考，学生关注的话题和事物有哪些，学生的认知起点在哪里？化学除了其本体学科知识的功能外，还能发挥什么作用？教育是以促进学生的全面发展为根本目的的，化学教学应以提高学生的科学素养为宗旨。从STS教育理念出发，我们应为学生提供丰富的科学学习背景，我们选择的教学内容应能贴近学生、贴近社会、贴近生活，要从学科中心回归到学生的生活经验，从社会实际问题出发组织学习。

[致谢：感谢宁波滨海国际合作学校李发顺老师对本节课的启发。]

参考文献

[1] 毕华林，卢巍.化学基本观念的内涵及其教学价值[J].中学化学教学参考，2011，（6）

[2] 郑学裕. 在教学中培养学生形成基本的化学观念[J].化学教学，2012，（1）endprint

不是，如果是真空，软塑料瓶会变瘪，如果是NO2可以观察到红棕色。那用NO的什么性质，用什么方法来检验？仔细阅读的同学已经发现了可以通过NO反应生成的红棕色NO2来检验。

[追问]我欲拔开瓶塞使NO接触空气进行反应，看到部分同学已经准备做好捂鼻子的动作，为了防止教室内空气的污染，能不能让NO和氧气在密封的容器中反应？

“可以把空气通入塑料瓶内”，有同学回答。“换位加料的思路很好地解决了污染问题。”我及时鼓励到。“NO逸散到空气和空气通入NO，一样的反应，不一样的思路。空气该怎么通呢？在冷静一下后，有同学回答用针筒打入空气，我及时鼓励这位同学上台完成这个实验。当他用针筒打入空气，大家惊喜的看到颜色的逐渐转化为红棕色。在这个过程中，学生的热情被完全点燃。

[设计意图]让学生用自己设计实验方案和想到的具体操作来实证物质的变化，进行NO检验，明确化学学科以实验为基础的实验观念。在具体操作方面，让学生动手，培养分析解决实际问题的能力。操作过程减少污染物的排放，也是绿色化学观的重要组成部分。

[探究环节二]NO2能否与水反应？若能反应，反应后溶液的酸碱性怎样？如何来检验？请同学思考NO2是不是硝酸酸酐？

受到探究一的启发，同学们想到用针筒向瓶内加入一定量水的方法探究。观察到气体颜色逐渐变浅，直到瓶内上端气体完全转化为无色，但软塑料瓶没有变瘪。用针筒取出反应后溶液检验呈酸性，得出产物之一为HNO3结论，按照酸酐的概念，NO2与HNO3氮元素的化合价不同，NO2不是硝酸酸酐。

三、结束语

什么样的课堂才能让师生久久回味，化学课堂的追求在哪里？那就是一节课除本体知识以外，还能留给学生的东西——学科的观念，思想和方法。化学是源于自然和社会实践的一门学科，化学最终要回到社会生产、生活实践当中，为人们改造自然界服务。化学课堂教学设计，应该贴近学生的生活，让学生从身边熟悉的生活现象中去探究和认识化学规律，并把认识到的化学知识及科学研究方法与社会实践及其应用结合起来，使他们体会到化学在生活与生产中的实际应用，从而更好地激发学生的兴趣，培养其科学思维习惯和良好的探究能力。

本节课以大家熟悉的雾霾引课，最后以污染物的综合治理结课。课堂的核心环节用一瓶盛满NO的塑料瓶完成，通过不断的打针，打入空气或水，全部在封闭的环境下完成了，包括检验硝酸也用针筒取出塑料品内的液体。实验设计紧凑，现象明显。利用分类观、实验观，对学生实验设计，绿色化学意识的培养。

作为教师我们必须进一步思考，学生关注的话题和事物有哪些，学生的认知起点在哪里？化学除了其本体学科知识的功能外，还能发挥什么作用？教育是以促进学生的全面发展为根本目的的，化学教学应以提高学生的科学素养为宗旨。从STS教育理念出发，我们应为学生提供丰富的科学学习背景，我们选择的教学内容应能贴近学生、贴近社会、贴近生活，要从学科中心回归到学生的生活经验，从社会实际问题出发组织学习。

[致谢：感谢宁波滨海国际合作学校李发顺老师对本节课的启发。]

参考文献

[1] 毕华林，卢巍.化学基本观念的内涵及其教学价值[J].中学化学教学参考，2011，（6）

[2] 郑学裕. 在教学中培养学生形成基本的化学观念[J].化学教学，2012，（1）endprint

不是，如果是真空，软塑料瓶会变瘪，如果是NO2可以观察到红棕色。那用NO的什么性质，用什么方法来检验？仔细阅读的同学已经发现了可以通过NO反应生成的红棕色NO2来检验。

[追问]我欲拔开瓶塞使NO接触空气进行反应，看到部分同学已经准备做好捂鼻子的动作，为了防止教室内空气的污染，能不能让NO和氧气在密封的容器中反应？

“可以把空气通入塑料瓶内”，有同学回答。“换位加料的思路很好地解决了污染问题。”我及时鼓励到。“NO逸散到空气和空气通入NO，一样的反应，不一样的思路。空气该怎么通呢？在冷静一下后，有同学回答用针筒打入空气，我及时鼓励这位同学上台完成这个实验。当他用针筒打入空气，大家惊喜的看到颜色的逐渐转化为红棕色。在这个过程中，学生的热情被完全点燃。

[设计意图]让学生用自己设计实验方案和想到的具体操作来实证物质的变化，进行NO检验，明确化学学科以实验为基础的实验观念。在具体操作方面，让学生动手，培养分析解决实际问题的能力。操作过程减少污染物的排放，也是绿色化学观的重要组成部分。

[探究环节二]NO2能否与水反应？若能反应，反应后溶液的酸碱性怎样？如何来检验？请同学思考NO2是不是硝酸酸酐？

受到探究一的启发，同学们想到用针筒向瓶内加入一定量水的方法探究。观察到气体颜色逐渐变浅，直到瓶内上端气体完全转化为无色，但软塑料瓶没有变瘪。用针筒取出反应后溶液检验呈酸性，得出产物之一为HNO3结论，按照酸酐的概念，NO2与HNO3氮元素的化合价不同，NO2不是硝酸酸酐。

三、结束语

什么样的课堂才能让师生久久回味，化学课堂的追求在哪里？那就是一节课除本体知识以外，还能留给学生的东西——学科的观念，思想和方法。化学是源于自然和社会实践的一门学科，化学最终要回到社会生产、生活实践当中，为人们改造自然界服务。化学课堂教学设计，应该贴近学生的生活，让学生从身边熟悉的生活现象中去探究和认识化学规律，并把认识到的化学知识及科学研究方法与社会实践及其应用结合起来，使他们体会到化学在生活与生产中的实际应用，从而更好地激发学生的兴趣，培养其科学思维习惯和良好的探究能力。

本节课以大家熟悉的雾霾引课，最后以污染物的综合治理结课。课堂的核心环节用一瓶盛满NO的塑料瓶完成，通过不断的打针，打入空气或水，全部在封闭的环境下完成了，包括检验硝酸也用针筒取出塑料品内的液体。实验设计紧凑，现象明显。利用分类观、实验观，对学生实验设计，绿色化学意识的培养。

作为教师我们必须进一步思考，学生关注的话题和事物有哪些，学生的认知起点在哪里？化学除了其本体学科知识的功能外，还能发挥什么作用？教育是以促进学生的全面发展为根本目的的，化学教学应以提高学生的科学素养为宗旨。从STS教育理念出发，我们应为学生提供丰富的科学学习背景，我们选择的教学内容应能贴近学生、贴近社会、贴近生活，要从学科中心回归到学生的生活经验，从社会实际问题出发组织学习。

[致谢：感谢宁波滨海国际合作学校李发顺老师对本节课的启发。]

参考文献

[1] 毕华林，卢巍.化学基本观念的内涵及其教学价值[J].中学化学教学参考，2011，（6）

[2] 郑学裕. 在教学中培养学生形成基本的化学观念[J].化学教学，2012，（1）endprint