復(fù)習(xí)形態(tài)的微課程教學(xué)法初探
———以生產(chǎn)生活中的含氮化合物為例

◇ 江蘇 周培芳

(作者單位:江蘇省木瀆高級中學(xué))

在教育信息化教學(xué)應(yīng)用實(shí)踐共同體項(xiàng)目“微課程教學(xué)法實(shí)踐共同體”第二次協(xié)同創(chuàng)新匯報(bào)課活動(dòng)中,筆者開設(shè)了“生產(chǎn)生活中含氮化合物”的匯報(bào)課,這也是對復(fù)習(xí)形態(tài)的微課程教學(xué)法的初步嘗試.

1 課前自主學(xué)習(xí)任務(wù)單的設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)本節(jié)課之前,筆者認(rèn)真研讀了2019年江蘇高考考試說明,要求在高三一輪復(fù)習(xí)完成后對于生產(chǎn)生活中的含氮化合物期望達(dá)成以下幾個(gè)目標(biāo).

1)從不同視角對含氮化合物之間的化學(xué)變化進(jìn)行分類研究,揭示物質(zhì)變化的特征與規(guī)律.

2)探究氨氣工業(yè)制備,初步學(xué)會(huì)用化學(xué)反應(yīng)原理知識解決實(shí)際問題,了解脫硝的常用方法.

3)了解氮循環(huán)對生態(tài)環(huán)境的重要作用,樹立“綠色化學(xué)”意識和“可持續(xù)發(fā)展”觀念.

根據(jù)這些要求筆者設(shè)計(jì)了如下課前任務(wù)單:

【任務(wù)1】閱讀蘇教版《必修1》第97～98頁,了解氮氧化合物的來源與危害,思考如何有效預(yù)防和控制氮氧化合物對空氣的污染.

【任務(wù)2】列舉常見的含氮物質(zhì)并按照化合價(jià)從低到高在坐標(biāo)軸上排列(橫坐標(biāo)為物質(zhì)類別,縱坐標(biāo)為氮元素化合價(jià)).根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理,預(yù)測各物質(zhì)可能具有的性質(zhì).

【任務(wù)3】俗話說“雷雨發(fā)莊稼”,你能用化學(xué)方程式來解釋其中的原因嗎?

【任務(wù)4】查閱資料,思考哈珀合成氨條件的選擇.

【設(shè)計(jì)意圖】高三化學(xué)復(fù)習(xí)課不再是將知識進(jìn)行簡單重復(fù),要讓學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)來完成任務(wù)單.通過以上4個(gè)復(fù)習(xí)任務(wù),實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)中含氮化合物的記憶、理解、應(yīng)用這三個(gè)初級認(rèn)識.

1)通過課本閱讀,回憶生產(chǎn)生活中含氮化合物的危害和了解氮氧化合物的處理方法.

2)通過化學(xué)方程式的書寫,學(xué)生能夠掌握如NH3←N2→NO→NO2→HNO3等重要物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化,夯實(shí)元素化合物相互轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)知識.通過畫二維坐標(biāo)圖,借助氧化還原反應(yīng)原理,從化合價(jià)角度深入理解物質(zhì)的氧化性、還原性.

3)應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)原理來解釋反應(yīng)條件的選擇.

2 課堂學(xué)習(xí)任務(wù)單的設(shè)計(jì)

微課程教學(xué)法認(rèn)為,經(jīng)過課前學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)基本掌握教師在課堂上講授的知識,進(jìn)入課堂教學(xué)過程,學(xué)生需要在初步學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上內(nèi)化知識和拓展能力.因此課堂教學(xué)的首要任務(wù)是測學(xué)力,了解學(xué)生的自主學(xué)習(xí)成果.

1)測學(xué)力

19世紀(jì)下半葉,諾貝爾獎(jiǎng)獲得者哈珀、博施等科學(xué)家通過不懈的努力,成功地開發(fā)了合成氨的生產(chǎn)工藝,為植物的生產(chǎn)提供了足夠的氮肥,緩解了地球上有限的耕地資源與龐大的糧食需求之間的矛盾.已知反應(yīng)3H2(g)＋N2(g)?2NH3(g) ΔH ＜0,在工業(yè)生產(chǎn)過程中,采取哪些措施來提高反應(yīng)速率和合成產(chǎn)率?

【設(shè)計(jì)意圖】引導(dǎo)學(xué)生用反應(yīng)原理知識來理解化學(xué)反應(yīng)方向和化學(xué)反應(yīng)速率,通過分析問題,找到解決問題的抓手,綜合考慮化學(xué)反應(yīng)速率和平衡移動(dòng)的影響因素.

2)攀新高

高三學(xué)生直面的是高考,選擇高考改編題幫助學(xué)生進(jìn)一步內(nèi)化知識.

(2018年江蘇卷,改編)NOx是大氣主要污染物之一.有效去除大氣中的NOx是環(huán)境保護(hù)的重要課題.

(1)為汽車安裝尾氣凈化裝置,使用稀土等催化劑可以將NO 和CO 轉(zhuǎn)化為無毒的參與大氣循環(huán)的物質(zhì).寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:_______.

(2)用稀硝酸吸收NOx,得到 HNO3和 HNO2的混合溶液,電解該混合溶液可獲得較濃的硝酸.寫出電解時(shí)陽極的電極反應(yīng)式:_______.

(3)用酸性(NH2)2CO 水溶液吸收NOx,吸收過程中存在 HNO2與(NH2)2CO 生成 N2和 CO2的 反應(yīng).寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:_______.

(4)在有氧條件下,新型催化劑 M 能催化NH3與 NOx反應(yīng)生成 N2.NH3與 NO2生成 N2的反應(yīng)中,當(dāng)生成1molN2時(shí),轉(zhuǎn)移電子________mol.

【設(shè)計(jì)意圖】課前剛完成學(xué)習(xí)知識的任務(wù),此時(shí)進(jìn)入用所學(xué)知識解決真實(shí)問題的微項(xiàng)目學(xué)習(xí),應(yīng)該沒有太大的困難.元素化合物中真實(shí)情境的氧化還原反應(yīng)是高考的熱點(diǎn)問題之一.因此筆者此時(shí)穿插一個(gè)高考改編題,讓學(xué)生書寫新情境的氧化還原反應(yīng)方程式或者電極反應(yīng),在書寫過程中復(fù)習(xí)鞏固氮氧化合物的性質(zhì),同時(shí)構(gòu)建原子守恒、得失電子守恒、電荷守恒等基本化學(xué)觀,發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng).

3)探項(xiàng)目

蘇州市大氣中的氮氧化合物主要來源于燃料燃燒,如汽車尾氣和工業(yè)廢氣等.計(jì)算可知,1t天然氣可以產(chǎn)生6.35kg氮氧化合物,1t石油可以產(chǎn)生9～12 kg氮氧化合物,1t煤可以產(chǎn)生8～9kg氮氧化合物.如果你是蘇州市環(huán)保站工作人員,你能為氮氧化合物的預(yù)防和控制出謀劃策嗎?

【設(shè)計(jì)意圖】筆者讓學(xué)生小組討論預(yù)防和控制氮氧化合物對空氣污染可采取的措施.組長代表展示討論成果,并采取小組互評模式,對他人所采取的措施進(jìn)行評價(jià).學(xué)生在激烈的討論中內(nèi)化所學(xué)知識,衍生新的認(rèn)知,不同小組互相評價(jià),形成批判性思維.通過討論,讓學(xué)生暢所欲言,利用氮氧化合物的物理和化學(xué)性質(zhì),分析解決實(shí)際問題.小組協(xié)作探究有利于培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)意識,有利于發(fā)展創(chuàng)新思維能力.

3 教后反思

微課程教學(xué)法讓元素化合物的復(fù)習(xí)不再枯燥乏味,夯實(shí)基礎(chǔ)的同時(shí)更要注重能力的提升、素養(yǎng)的培養(yǎng).在真實(shí)的情境中復(fù)習(xí)元素化合物知識,讓學(xué)生積極主動(dòng)地去完成各項(xiàng)任務(wù).微項(xiàng)目探究氮氧化合物脫除,學(xué)生想到了以下幾個(gè)途徑:

【生1】用水來吸收氮氧化合物.(馬上有學(xué)生反駁,氮氧化合物吸收不完全)

【生2】用水來吸收氮氧化合物,同時(shí)通氧氣.(有小組同學(xué)幫助改進(jìn))

【生3】用氫氧化鈉來吸收.(提示:如何吸收完全,兩者量應(yīng)滿足什么關(guān)系?)

【生4】書寫NO、NO2與氫氧化鈉的反應(yīng)方程式,并判斷兩者量的關(guān)系.

【生5】課本上提到的汽車尾氣轉(zhuǎn)化裝置,加催化劑.(還可以用其他還原劑嗎?)

【生6】用氧化劑來氧化.NOx處于較低價(jià)態(tài).(可采取哪些常見的氧化劑? 課后查閱資料)

【生7】用還原劑 NH3、CH4、CO 等.

【生8】活性炭吸附、電解法.

……

復(fù)習(xí)形態(tài)的微課程教學(xué)法,使老師從一名知識的講解者變?yōu)榱艘幻n堂的導(dǎo)演者,讓學(xué)生從知識的接收者,變?yōu)榱藢W(xué)習(xí)的主人.學(xué)生帶著問題走向老師,在教師、同學(xué)的幫助下分析、評價(jià)問題,達(dá)成目標(biāo)認(rèn)知領(lǐng)域的高級目標(biāo).筆者初次嘗試微課程教學(xué)法,真正感受到了化學(xué)課堂的高效性.