以“合成氨”为中心的大单元教学设计

盛烨锋

关键词：大单元设计;合成氨;化学反应和能量;复习课

化学学科核心素养能够引领化学教学，彰显育人价值，核心素养既关注学生关键能力的提升，也注重必备品格的培育。关键能力是一种在特定的情境中，调动多种资源，以满足复杂需要的能力，是个体在解决现实复杂问题过程中表现出来的综合品质。本文是作者参加直属高中优质课比赛实录。

一、化学问题解决的教学模型

二、采用单元整体教学设计

将相关的知识点组织起来，成为有结构的知识体系。备课从知识点到单元，标志着教师备课的站位的提升：立足单元，上接学科核心素养，下连知识点的目标要求。

单元整体教学设计：

三、基于问题解决的教学实施

课堂引入：一个人解决了半个中国的温饱问题——袁隆平爷爷。一个化学反应解决几十亿人的吃饭问题——合成氨。从两个角度认识：从能量变化和化学反应速率和限度的视角认识合成氨。

【教师】我们首先来看探析合成氨的热量变化，请问化学反应的本质是什么？

【学生】旧键断裂，新键生成。

【教师】化学反应有吸放热的原因是什么？

【学生】旧键断裂吸热，新键生成放热。

【教师】接下来我们来看合成氨的吸放热，请同学们根据任务一完成能量变化示意图。

【教师】投影学生完成情况

【教师】请同学点评。

【学生】断键的能量出现了问题，应当是1 mol氮氮三键和3 mol氢氢键的能量。

【教师】请问该反应的热效应？

【学生】应当是放热反应，因为反应物断键所需要的能量小于生成物成键放出的能量。

【教师】展示正确答案。

【教师】能否从宏观的角度解释放热反应。

【学生】宏观上反应物的总能量大于生成物的总能量，因而为放热反应。

设计意图：键能的角度绘制反应过程和能量的曲线，再从宏观的角度解释放热反应，从两个角度解释了反应能量的变化原因，绘制曲线也能提升热量变化识图能力，提升学生宏观辨识和微观探析的素养。

【教师过渡】我们再来看合成氨的另外一种方法。犹他大学的Minteer教授通过构筑H2/N2生物燃料电池，真的就是以氮气和氢气为原料，在合成氨的同时还能获得电能。

【教师】复习原电池的构成条件，如何判断该原电池的正负极？

【学生】可以通过氢离子，跑向正极。通过电子移动方向，还可以根据化合物。

【教师】请写出A、B电极的电极反应式以及总反应，请同学上台板书。

设计意图：通过燃料电池的模型复习原电池的工作原理，提高学生的模型建构的化学素养。

【教师过渡】通过生物燃料电池生成氨还只是停留在实验室，我们还是要工业合成氨，那么如何又快又多的合成氨呢？接下来解决任务三：探析合成氨的速率和限度问题。

【学生】反应速率的计算公式为浓度除时间，因而可以计算出速率。还可以发现速率之比等于系数之比。

【教师】强调单位的正确书写，请同学回答第二个问题。

【学生】改变温度可以改变反应速率，升高温度加快反应速率，降低温度减慢反应速率。

增大氢气浓度可以加快反应速率，使用催化剂可以加快反应速率，减小容器体积可以加快反应速率，恒容下充入Ne不改变容器体积，故浓度不变，因而不改变反应速率。

设计意图：参考学考卷中的题型，利用合成氨中的数据将速率及其影响因素结合其中，利用定义计算化学反应速率，外界条件变化速率变化情况，提升学生变化观念。

【教师】试判断10分钟时，反应是否达到平衡状态，说出判断依据。

【学生】因为浓度不变，故已达平衡。

【教师】复习平衡状态的特征。请完成后续问题。

下列能說明达到平衡状态的是

（1）H2的正反应速率等于N2的逆反应速率

（2）容器内压强保持不变

（3）容器内密度保持不变

（4）容器内平均摩尔质量保持不变

【学生】第一个不能，应当成系数之比。第二个能说明，压强和n成正比。

第三个容器体积和气体质量都不变，故不能说明。第四个气体的物质的量在变化，因而可以说明达到平衡状态。

【教师】总结变量不变因而可以说明达到化学平衡状态。

设计意图：根据化学平衡的特征进行平衡状态的判断的复习，提升学习的平衡思想。

四、基于问题解决的教学反思

认真准备展示课，对教师的专业成长帮助很大，一线教师不仅要认真学习新课标，更要能将新课标的课程理念落实在每一节的课堂教学中，要具备这种能力就必须将理论学习与实践研究相结合。

参考文献：

[1]孙艳霞.高中化学“反应与能量”课题教学目标认识与教学设计[J].数理化解题研究，2019（7）：2.

[2]贺阳.基于项目化学习的化学反应与能量单元复习课--社会性议题“燃油车会消失吗”[J].化学教与学，2022（2）：3