資源簡介

《氮及其化合物》教學設計
一、教學內容分析
“氮及其化合物”是人教版必修第五章第二節的內容，是必修元素化合物學習的最后一種元素。《普通高中化學課程標準（2017年版2020修訂）》中對其內容要求為：“結合真實情景中的應用實例或者通過實驗探究，了解氮及其化合物的主要性質，認識這些物質在生產中的應用和對生態環境的影響。”學業要求為：“能從物質類別、元素價態的角度，依據復分解反應和氧化還原反應原理，預測物質的化學性質和變化，設計實驗進行初步驗證，并能分析、解釋相關實驗現象。能從物質類別和元素價態變化的視角說明物質的轉化路徑。能有意識運用所學的知識或尋求相關證據參與社會性議題的討論。”
根據內容和學業要求，本節課以一氧化氮作為真實情境的載體，以氧化還原反應原理為依托，通過探究一氧化氮的存在、產生、價值，認識氮及其化合物的轉化，了解固氮的價值，體會氮循環的意義。最終幫助學生形成一種認識物質及其變化的化學思維視角，提升認識自然界物質及其變化的能力，增強環保意識，培養社會責任感，樹立人與自然和諧共處的意識。
二、學情分析
在學習本節課之前，學生已經能夠初步從物質類別和核心元素化合價兩個角度認識物質，預測物質的化學性質，但依據原料與目標產物設計轉化路徑的能力有所欠缺，建立研究物質的兩個角度與轉化之間的聯系能力不足。
學生對一氧化氮等有毒物質往往存在刻板印象，將“化學”與“污染”聯系在一起，忽視了氮是重要的生命元素，涉及到人類生活、生產的各個領域。再者對于環境問題學生雖有一定認識，但不善于從化學角度，運用化學知識去尋找解決問題的方法。
三、教學目標
1、通過學習一氧化氮的存在、產生和價值，了解氮及其氧化物的主要性質。
2、通過探究氮及其化合物的轉化關系，構建氮及其化合物轉化的價類二維圖，形成解決物質轉化類問題的一般思維方式。
3、通過體會固氮及氮循環的意義，形成辯證看待化學物質的思維方式，樹立人與自然、社會和諧、可持續發展的價值觀。
四、教學重點和難點
教學重點：NO的性質及產生、氮及其化合物的轉化
教學難點：物質轉化類問題的思維方式
五、教學方法
問題引導、交流討論、實驗探究、模型建構、演繹歸納
六、教學用品
裝有NO的儲氣袋、裝有O2的儲氣袋、針筒、pH試紙、小藥瓶
七、教學流程圖
教學過程
教師活動 學生活動 設計意圖
引 入 【新聞鏈接】 NO用于治療新冠 【提問】看完這個視頻，你有哪些問題？ 觀看新聞 提出問題 與時下疫情相聯系，激發學生學習熱情。
環節一： 感知NO的存 在 【展示】裝有NO和少量水的生理鹽水袋 【提問】請描述NO的物理性質 【問題1】NO為什么可以殺死新冠病毒？ 【資料卡】NO是人體產生的具有抗病毒特性物質 【問題2】人體內有NO嗎？ 【實驗1】NO呼氣分析儀檢測 【引導】剛才檢測時第一步為什么要捏住鼻子？檢測儀為什么要過濾吸入氣體？檢測前為何有一段氣體的排空？ 【問題3】環境中有NO嗎？ 【資料卡】淮安市空氣質量報告 【小結】通過人體檢測和環境檢測感知NO在人體和環境中的存在 觀察與思考，說出NO的物理性質 閱讀，體會NO抗擊病毒的特性 感知人體內NO的存在 思考人體呼出氣體的來源問題 感知環境NO的存在 真實感受NO，了解NO的物理性質 創設情境，激發學生興趣，引發學生思考。 儀器檢測讓學生真實感受人體產生NO 培養學生化學實驗的嚴謹性，實驗過程注意外界環境可能對實驗造成的影響。 引導學生關注環境中NO的存在。
環節二： 探究NO的產 生 【問題4】環境中NO如何產生的？ 【引導】氮氣和氧氣在什么條件下能發生化學反應？ 【追問】如何判斷反應的產物？ 【實驗2】NO與O2反應 【實驗3】NO2與H2O反應 【實驗4】N2與O2在高壓發電條件下反應 【追問】反應生成了紅棕色氣體能說明中間一定產生了NO嗎？ 【實驗5】NO傳感器輔助下N2與O2高壓發電條件下反應 【結論】氮氣與氧氣在高壓放電下生成一氧化氮 【建模】物質轉化類問題的思維模型 【問題5】人體內NO如何產生的？ 【引導】人體中有哪些含氮的物質呢？ 【追問】依據氧化還原反應原理該物質如何轉變為NO？ 【化學史話】人體NO的發現史 【小結】NO由含氮元素物質經過氧化或者還原反應生成 思考空氣中含氮元素的物質。基于N2的穩定性，思考N2與O2的反應條件。通過NO性質的學習，思考NO的檢驗方法。 探究一氧化氮的性質，了解一氧化氮的檢驗 交流與討論，提出新問題 觀察數字傳感器測量的NO生成圖像，得出N2與O2在高電壓發電條件下反應的實驗事實。并用化學方程式表達。 探究過程回顧、建模 學生思考、分析提出人體生成NO的假設。 閱讀化學史話 注重讓學生體會科學探究的一般過程和方法，從提出問題到假設再到實驗的探究以及對實驗結果的分析。形成解決物質轉化類問題的思維模型。 通過數字化實驗的研究培養學生從宏觀走向微觀，從定性走向定量，提升通過圖像和符號表達實驗事實的能力。
環節三： 體悟NO的價 值 【問題6】NO有什么作用？ 【提問】探究NO在環境中發生哪些反應？將轉化成什么物質？ 【評價】NO對環境的意義、氮循環的價值 【提問】N2轉化為NO在氮循環的什么位置？ 【應用】自然固氮與人工固氮 【資料卡】我國2008年至2012年NO排放量。 【提問】為何NO的排放逐年升高？ 【提問】大量排放NO引發哪些環境問題？ 【聯系生活】如何應對NO過量引發的環境問題？ 【應用】運用“價類二維圖”轉化NO，減少大氣污染 【拓展視野】NO在人體中的作用 【問題7】如何看待NO？ 【小結】低濃度NO對人和環境都有積極的作用，高濃度下產生危害。 學生思考并回答問題，感悟NO對環境的價值并構建氮循環。 交流與討論，感受固氮的價值。 實踐與應用，思考人工固氮方案。 觀察我國一氧化氮排放數據，交流討論逐年升高的原因，并分析可能造成的環境問題 思考與分析，通過氧化還原反應原理，借助“價類”二維圖解決NO過量引發的環境問題 體會NO對人體的重要性，感悟NO對人體的價值 引發學生認識NO對自然環境的意義。 通過氮循環，使學生感受氮元素對生命和環境的重要性。 通過思考人工固氮的方案。提升學生分析問題、解決問題的能力。 增強學生關注環境的意識，并提升學生利用化學知識解決環境問題的能力，培養學生社會責任感。 引發學生認識NO對人體的意義 培養學生辯證看待化學物質的作用。
總結提 升 【提問】談談這節課你的收獲 【提升】人與自然、社會和諧共處 交流、回顧、反思、總結 樹立學生人、自然、社會和諧共處的意識。
九、板書
主板書：
副板書：
十、教學反思
1、發揮化學學科立德樹人價值
傳播辯證唯物主義的思維方式。一方面引導學生認識NO對人體和環境的價值，另一方面幫助學生認識NO與環境污染的相關問題，教會學生正確認識事物的兩面性。
提高環保意識，增強社責任感。化學學科的特點決定了化學教育在培養學生環保意識中的重要作用，通過NO環境污染治理在課堂教學中的滲透，潛移默化地增強學生的環保意識，同時以環保教育為契機，引導學生增加社會責任感，樹立學生形成人與自然、社會和諧、可持續發展的價值觀，從而實現學科的育人價值。
2、借助價類二維圖指導元素化合物教學
元素化合物的教學要求學生不是簡單地記憶物質性質、背誦方程式，而應該具備以認識物質為基礎，預測、分析、解釋物質性質，根據性質進一步解決實際問題等不同水平的能力。由此元素化合物的教學就應該聚焦到從物質類別、 元素價態角度，依據復分解反應和氧化還原反應原理，預測物質性質并進行實驗初步驗證，能分析、解釋有關實驗現象，即具備研究無機物性質的思維方法。
3、依托實驗探究建構“物質轉化類”問題的思維模型
實驗是化學學科的核心，傳統實驗從直觀現象得出結論，偏重于定性分析。數字化實驗的優勢在于能通過傳感器靈敏、精確的測算出實驗數據并形成圖像。本課通過傳統實驗和數字化實驗相結合，依托探究NO的產生和轉化來建構研究物質轉化的思維模型，以使學生在陌生復雜的實際體系中能夠進行遷移應用。

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