5.2 氮及其化合物 教学设计

《氮及其化合物》教学设计
一、教学内容分析
“氮及其化合物”是人教版必修第五章第二节的内容，是必修元素化合物学习的最后一种元素。《普通高中化学课程标准（2017年版2020修订）》中对其内容要求为：“结合真实情景中的应用实例或者通过实验探究，了解氮及其化合物的主要性质，认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。”学业要求为：“能从物质类别、元素价态的角度，依据复分解反应和氧化还原反应原理，预测物质的化学性质和变化，设计实验进行初步验证，并能分析、解释相关实验现象。能从物质类别和元素价态变化的视角说明物质的转化路径。能有意识运用所学的知识或寻求相关证据参与社会性议题的讨论。”
根据内容和学业要求，本节课以一氧化氮作为真实情境的载体，以氧化还原反应原理为依托，通过探究一氧化氮的存在、产生、价值，认识氮及其化合物的转化，了解固氮的价值，体会氮循环的意义。最终帮助学生形成一种认识物质及其变化的化学思维视角，提升认识自然界物质及其变化的能力，增强环保意识，培养社会责任感，树立人与自然和谐共处的意识。
二、学情分析
在学习本节课之前，学生已经能够初步从物质类别和核心元素化合价两个角度认识物质，预测物质的化学性质，但依据原料与目标产物设计转化路径的能力有所欠缺，建立研究物质的两个角度与转化之间的联系能力不足。
学生对一氧化氮等有毒物质往往存在刻板印象，将“化学”与“污染”联系在一起，忽视了氮是重要的生命元素，涉及到人类生活、生产的各个领域。再者对于环境问题学生虽有一定认识，但不善于从化学角度，运用化学知识去寻找解决问题的方法。
三、教学目标
1、通过学习一氧化氮的存在、产生和价值，了解氮及其氧化物的主要性质。
2、通过探究氮及其化合物的转化关系，构建氮及其化合物转化的价类二维图，形成解决物质转化类问题的一般思维方式。
3、通过体会固氮及氮循环的意义，形成辩证看待化学物质的思维方式，树立人与自然、社会和谐、可持续发展的价值观。
四、教学重点和难点
教学重点：NO的性质及产生、氮及其化合物的转化
教学难点：物质转化类问题的思维方式
五、教学方法
问题引导、交流讨论、实验探究、模型建构、演绎归纳
六、教学用品
装有NO的储气袋、装有O2的储气袋、针筒、pH试纸、小药瓶
七、教学流程图
教学过程
教师活动 学生活动 设计意图
引 入 【新闻链接】 NO用于治疗新冠 【提问】看完这个视频，你有哪些问题？ 观看新闻 提出问题 与时下疫情相联系，激发学生学习热情。
环节一： 感知NO的存 在 【展示】装有NO和少量水的生理盐水袋 【提问】请描述NO的物理性质 【问题1】NO为什么可以杀死新冠病毒？ 【资料卡】NO是人体产生的具有抗病毒特性物质 【问题2】人体内有NO吗？ 【实验1】NO呼气分析仪检测 【引导】刚才检测时第一步为什么要捏住鼻子？检测仪为什么要过滤吸入气体？检测前为何有一段气体的排空？ 【问题3】环境中有NO吗？ 【资料卡】淮安市空气质量报告 【小结】通过人体检测和环境检测感知NO在人体和环境中的存在 观察与思考，说出NO的物理性质 阅读，体会NO抗击病毒的特性 感知人体内NO的存在 思考人体呼出气体的来源问题 感知环境NO的存在 真实感受NO，了解NO的物理性质 创设情境，激发学生兴趣，引发学生思考。 仪器检测让学生真实感受人体产生NO 培养学生化学实验的严谨性，实验过程注意外界环境可能对实验造成的影响。 引导学生关注环境中NO的存在。
环节二： 探究NO的产 生 【问题4】环境中NO如何产生的？ 【引导】氮气和氧气在什么条件下能发生化学反应？ 【追问】如何判断反应的产物？ 【实验2】NO与O2反应 【实验3】NO2与H2O反应 【实验4】N2与O2在高压发电条件下反应 【追问】反应生成了红棕色气体能说明中间一定产生了NO吗？ 【实验5】NO传感器辅助下N2与O2高压发电条件下反应 【结论】氮气与氧气在高压放电下生成一氧化氮 【建模】物质转化类问题的思维模型 【问题5】人体内NO如何产生的？ 【引导】人体中有哪些含氮的物质呢？ 【追问】依据氧化还原反应原理该物质如何转变为NO？ 【化学史话】人体NO的发现史 【小结】NO由含氮元素物质经过氧化或者还原反应生成 思考空气中含氮元素的物质。基于N2的稳定性，思考N2与O2的反应条件。通过NO性质的学习，思考NO的检验方法。 探究一氧化氮的性质，了解一氧化氮的检验 交流与讨论，提出新问题 观察数字传感器测量的NO生成图像，得出N2与O2在高电压发电条件下反应的实验事实。并用化学方程式表达。 探究过程回顾、建模 学生思考、分析提出人体生成NO的假设。 阅读化学史话 注重让学生体会科学探究的一般过程和方法，从提出问题到假设再到实验的探究以及对实验结果的分析。形成解决物质转化类问题的思维模型。 通过数字化实验的研究培养学生从宏观走向微观，从定性走向定量，提升通过图像和符号表达实验事实的能力。
环节三： 体悟NO的价 值 【问题6】NO有什么作用？ 【提问】探究NO在环境中发生哪些反应？将转化成什么物质？ 【评价】NO对环境的意义、氮循环的价值 【提问】N2转化为NO在氮循环的什么位置？ 【应用】自然固氮与人工固氮 【资料卡】我国2008年至2012年NO排放量。 【提问】为何NO的排放逐年升高？ 【提问】大量排放NO引发哪些环境问题？ 【联系生活】如何应对NO过量引发的环境问题？ 【应用】运用“价类二维图”转化NO，减少大气污染 【拓展视野】NO在人体中的作用 【问题7】如何看待NO？ 【小结】低浓度NO对人和环境都有积极的作用，高浓度下产生危害。 学生思考并回答问题，感悟NO对环境的价值并构建氮循环。 交流与讨论，感受固氮的价值。 实践与应用，思考人工固氮方案。 观察我国一氧化氮排放数据，交流讨论逐年升高的原因，并分析可能造成的环境问题 思考与分析，通过氧化还原反应原理，借助“价类”二维图解决NO过量引发的环境问题 体会NO对人体的重要性，感悟NO对人体的价值 引发学生认识NO对自然环境的意义。 通过氮循环，使学生感受氮元素对生命和环境的重要性。 通过思考人工固氮的方案。提升学生分析问题、解决问题的能力。 增强学生关注环境的意识，并提升学生利用化学知识解决环境问题的能力，培养学生社会责任感。 引发学生认识NO对人体的意义 培养学生辩证看待化学物质的作用。
总结提 升 【提问】谈谈这节课你的收获 【提升】人与自然、社会和谐共处 交流、回顾、反思、总结 树立学生人、自然、社会和谐共处的意识。
九、板书
主板书：
副板书：
十、教学反思
1、发挥化学学科立德树人价值
传播辩证唯物主义的思维方式。一方面引导学生认识NO对人体和环境的价值，另一方面帮助学生认识NO与环境污染的相关问题，教会学生正确认识事物的两面性。
提高环保意识，增强社责任感。化学学科的特点决定了化学教育在培养学生环保意识中的重要作用，通过NO环境污染治理在课堂教学中的渗透，潜移默化地增强学生的环保意识，同时以环保教育为契机，引导学生增加社会责任感，树立学生形成人与自然、社会和谐、可持续发展的价值观，从而实现学科的育人价值。
2、借助价类二维图指导元素化合物教学
元素化合物的教学要求学生不是简单地记忆物质性质、背诵方程式，而应该具备以认识物质为基础，预测、分析、解释物质性质，根据性质进一步解决实际问题等不同水平的能力。由此元素化合物的教学就应该聚焦到从物质类别、 元素价态角度，依据复分解反应和氧化还原反应原理，预测物质性质并进行实验初步验证，能分析、解释有关实验现象，即具备研究无机物性质的思维方法。
3、依托实验探究建构“物质转化类”问题的思维模型
实验是化学学科的核心，传统实验从直观现象得出结论，偏重于定性分析。数字化实验的优势在于能通过传感器灵敏、精确的测算出实验数据并形成图像。本课通过传统实验和数字化实验相结合，依托探究NO的产生和转化来建构研究物质转化的思维模型，以使学生在陌生复杂的实际体系中能够进行迁移应用。