复习形态的微课程教学法初探
———以生产生活中的含氮化合物为例

◇ 江苏 周培芳

(作者单位:江苏省木渎高级中学)

在教育信息化教学应用实践共同体项目“微课程教学法实践共同体”第二次协同创新汇报课活动中,笔者开设了“生产生活中含氮化合物”的汇报课,这也是对复习形态的微课程教学法的初步尝试.

1 课前自主学习任务单的设计

在设计本节课之前,笔者认真研读了2019年江苏高考考试说明,要求在高三一轮复习完成后对于生产生活中的含氮化合物期望达成以下几个目标.

1)从不同视角对含氮化合物之间的化学变化进行分类研究,揭示物质变化的特征与规律.

2)探究氨气工业制备,初步学会用化学反应原理知识解决实际问题,了解脱硝的常用方法.

3)了解氮循环对生态环境的重要作用,树立“绿色化学”意识和“可持续发展”观念.

根据这些要求笔者设计了如下课前任务单:

【任务1】阅读苏教版《必修1》第97～98页,了解氮氧化合物的来源与危害,思考如何有效预防和控制氮氧化合物对空气的污染.

【任务2】列举常见的含氮物质并按照化合价从低到高在坐标轴上排列(横坐标为物质类别,纵坐标为氮元素化合价).根据氧化还原反应原理,预测各物质可能具有的性质.

【任务3】俗话说“雷雨发庄稼”,你能用化学方程式来解释其中的原因吗?

【任务4】查阅资料,思考哈珀合成氨条件的选择.

【设计意图】高三化学复习课不再是将知识进行简单重复,要让学生通过自主学习来完成任务单.通过以上4个复习任务,实现对生产中含氮化合物的记忆、理解、应用这三个初级认识.

1)通过课本阅读,回忆生产生活中含氮化合物的危害和了解氮氧化合物的处理方法.

2)通过化学方程式的书写,学生能够掌握如NH3←N2→NO→NO2→HNO3等重要物质之间的相互转化,夯实元素化合物相互转化的基础知识.通过画二维坐标图,借助氧化还原反应原理,从化合价角度深入理解物质的氧化性、还原性.

3)应用化学反应原理来解释反应条件的选择.

2 课堂学习任务单的设计

微课程教学法认为,经过课前学习,学生已经基本掌握教师在课堂上讲授的知识,进入课堂教学过程,学生需要在初步学习的基础上内化知识和拓展能力.因此课堂教学的首要任务是测学力,了解学生的自主学习成果.

1)测学力

19世纪下半叶,诺贝尔奖获得者哈珀、博施等科学家通过不懈的努力,成功地开发了合成氨的生产工艺,为植物的生产提供了足够的氮肥,缓解了地球上有限的耕地资源与庞大的粮食需求之间的矛盾.已知反应3H2(g)＋N2(g)⇌2NH3(g) ΔH ＜0,在工业生产过程中,采取哪些措施来提高反应速率和合成产率?

【设计意图】引导学生用反应原理知识来理解化学反应方向和化学反应速率,通过分析问题,找到解决问题的抓手,综合考虑化学反应速率和平衡移动的影响因素.

2)攀新高

高三学生直面的是高考,选择高考改编题帮助学生进一步内化知识.

(2018年江苏卷,改编)NOx是大气主要污染物之一.有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题.

(1)为汽车安装尾气净化装置,使用稀土等催化剂可以将NO 和CO 转化为无毒的参与大气循环的物质.写出该反应的化学方程式:_______.

(2)用稀硝酸吸收NOx,得到 HNO3和 HNO2的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝酸.写出电解时阳极的电极反应式:_______.

(3)用酸性(NH2)2CO 水溶液吸收NOx,吸收过程中存在 HNO2与(NH2)2CO 生成 N2和 CO2的 反应.写出该反应的化学方程式:_______.

(4)在有氧条件下,新型催化剂 M 能催化NH3与 NOx反应生成 N2.NH3与 NO2生成 N2的反应中,当生成1molN2时,转移电子________mol.

【设计意图】课前刚完成学习知识的任务,此时进入用所学知识解决真实问题的微项目学习,应该没有太大的困难.元素化合物中真实情境的氧化还原反应是高考的热点问题之一.因此笔者此时穿插一个高考改编题,让学生书写新情境的氧化还原反应方程式或者电极反应,在书写过程中复习巩固氮氧化合物的性质,同时构建原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒等基本化学观,发展学生的核心素养.

3)探项目

苏州市大气中的氮氧化合物主要来源于燃料燃烧,如汽车尾气和工业废气等.计算可知,1t天然气可以产生6.35kg氮氧化合物,1t石油可以产生9～12 kg氮氧化合物,1t煤可以产生8～9kg氮氧化合物.如果你是苏州市环保站工作人员,你能为氮氧化合物的预防和控制出谋划策吗?

【设计意图】笔者让学生小组讨论预防和控制氮氧化合物对空气污染可采取的措施.组长代表展示讨论成果,并采取小组互评模式,对他人所采取的措施进行评价.学生在激烈的讨论中内化所学知识,衍生新的认知,不同小组互相评价,形成批判性思维.通过讨论,让学生畅所欲言,利用氮氧化合物的物理和化学性质,分析解决实际问题.小组协作探究有利于培养团队意识,有利于发展创新思维能力.

3 教后反思

微课程教学法让元素化合物的复习不再枯燥乏味,夯实基础的同时更要注重能力的提升、素养的培养.在真实的情境中复习元素化合物知识,让学生积极主动地去完成各项任务.微项目探究氮氧化合物脱除,学生想到了以下几个途径:

【生1】用水来吸收氮氧化合物.(马上有学生反驳,氮氧化合物吸收不完全)

【生2】用水来吸收氮氧化合物,同时通氧气.(有小组同学帮助改进)

【生3】用氢氧化钠来吸收.(提示:如何吸收完全,两者量应满足什么关系?)

【生4】书写NO、NO2与氢氧化钠的反应方程式,并判断两者量的关系.

【生5】课本上提到的汽车尾气转化装置,加催化剂.(还可以用其他还原剂吗?)

【生6】用氧化剂来氧化.NOx处于较低价态.(可采取哪些常见的氧化剂? 课后查阅资料)

【生7】用还原剂 NH3、CH4、CO 等.

【生8】活性炭吸附、电解法.

……

复习形态的微课程教学法,使老师从一名知识的讲解者变为了一名课堂的导演者,让学生从知识的接收者,变为了学习的主人.学生带着问题走向老师,在教师、同学的帮助下分析、评价问题,达成目标认知领域的高级目标.笔者初次尝试微课程教学法,真正感受到了化学课堂的高效性.