基于生活情境的“氨和铵盐”的教学设计

摘" "要：在新课改背景下，基于真实情境下教学已成为发展学生核心素养的主要途径之一。文章以“氨和铵盐”为案例，通过创设真实的生活情境进行探究式教学，将承载核心素养的知识结构化，从而培养学生的变化观、平衡观、创新力及社会责任意识。

关键词：生活情境；探究式教学；氨和铵盐；氮肥

《普通高中化学课程标准（2017 年版）》强调：在进行教育的时候，教师要对学生所学到的知识和将要学习的知识以及将要面对的生活进行全面的考量，让他们学会运用所学的知识来解决与生活中相关的问题，从而培养出学生浓厚的社会责任感[ 1 ]。陶行知[ 2 ]说：“教育只有通过生活才能产生作用， 并真正成为教育”。化学是一门自然类科学，随着科技的不断发展进步，化学涉及人们的衣、食、住、行方方面面。因此，化学课堂教学要注重进行以素养为本的教学，提倡基于真实生活问题的情境创设，来引起学生学习化学的兴趣和学习化学的欲望及其学生学习的主动性、积极性[ 3 ]。实施基于生活情境的中学化学课堂教学，符合新课程标准对学生的教育需求。

1" "“氨和铵盐”的教学设计思路

本文以“氨和铵盐”为例，利用探究式教学作为主导来进行教学设计，以创设真实的生活学习情境为教学背景，在情境中设置疑问，培养学生搜集资料、解决问题、知识整合的能力等。接着安排学习探究内容，以“宏观-微观-符号”三重表征及“价-类-用”的元素化合物三维观帮助学生构建学习认知模型；学生进行开放性的假设、分组实验探究、交流讨论、得出结论。教学设计流程如图1所示。

2" 教学目标

（1）宏观辨识与微观探析：可以描述、辨认、掌握氨的物理性质以及化学现象和相应的实验现象，可以从化合价的层面预测、分析、解释氨和铵盐的化学性质，同时能用符合化学语言表述。

（2）证据推理与模型认知和科学探究与创新意识：根据氨的用途——氮肥，对氨的性质做出假设，并通过实验探究进行验证。通过抓“三观”——元素观、分类观、微粒观，以此学习认识化学性质，帮助学生构建物质性质的学习框架。

（3）科学态度与社会责任：在探究活动中发展学生严谨的科学探究精神，肯定氨与铵盐对人类生活社会做出的极大贡献，但也要客观地分析其对生态环境和人类生产活动所造成的负面影响。辩证地了解化学，做出正确的判断，积极地探寻化学在解决实际问题中的作用，培养学生的绿色化学意识和可持续发展观。

3" 教学实施

3.1" 环节一：氮肥的发展起源

[教师活动] 展示水稻施加氮肥前后对比（图2），揭示化肥对提高水稻产量的重要意义；同时介绍化肥的发展史，以及诺贝尔化学奖的哈伯在人工固氮上所做出的贡献。

[提出问题] 什么是人工固氮？氨具有什么性质？氨气可以直接作氮肥吗？人工固氮有几种方法？氮肥的发展历程如何？

设计意图：围绕“化肥中的主角”导入情境，让学生切身地体验到氮肥对农业生产的重要作用，从而体会到化学和社会生活的紧密联系。结合实际生活和科学史，通过一系列的问题链，通过启发思维，引导出所讲的知识，从而提高了学生对知识的掌握程度。构建学生的“科学态度与社会责任”的化学科基本素质。

3.2" 环节二：氮肥的发展历程之一——NH3的碱性

[教师活动] 展示N2和NH3的结构示意图（图3），引导学生从结构决定性质思考，比较N2和NH3性质活泼性。

[学生活动] 观察思考并回答。N2空气中的主要组成成分之一，性质稳定，不宜作氮肥。

[教师活动] 设置疑问：由N2加工形成的NH3能否直接用作氮肥呢？引导学生从物质类别来预测氨气的性质。

[学生] 进行猜想并交流讨论。

[教师活动] 准备两个烧杯分别装有热水和冷水，以及带有橡胶塞的导管，提示学生从制备氨气的原料、氨气的颜色及气味来观察得出氨气的性质并让学生思考产生实验现象的原因。

[实验演示] 将一定数量的浓氨水滴入试管（带有橡皮塞子的导管），将该试管置于含有热水（图4-a）的烧杯1内，然后将该试管倒置至装着冷水，并滴入1-2滴酚酞于烧杯2内（图4-b），在图4-c中对实验现象进行观测[ 4 ]。

[学生活动] 观察并记录实验现象，小组讨论喷泉实验的原因。

[教师讲解] 喷泉的形成，说明氨气极易溶于水，1体积的水可溶700体积的氨气。水的颜色变成了红色说明水和氨气发生了反应，反应产物使得溶液呈碱性。

[学生活动] 思考查证，氨气与水反应生成了氨水，化学反应方程式：

NH3 + H2O ⇌ NH3·H2O，氨水显碱性，导致酚酞变红。

[教师活动] 进一步提问，氨水使酚酞变红的根本原因是什么？

[学生活动] 小组讨论，得出：NH3·H2O电离产生NH4+ 和OH-，所以酚酞变红。

[小结] 氨气的物理特性：无色，有刺激性的味道，在水中容易溶解；化学特性：与水反应产生的氨水呈碱性。

[教师活动] 根据氨极易溶于水的特性，引出氨水电离出的NH4+，引导学生从氨气显碱性，思考如何制备相应的铵盐作为氮肥？并提供植物吸收N元素途径的资料卡片。

[资料卡片] 植物根系吸收的是以NH4+ 的形态出现的氮肥，与之发生反应后转化为氨基酸，后者又会转化为蛋白质，从而促进植株的生长。

[学生活动] 观看资料卡片，思考氨气可以与酸反应生成铵盐。

[小组实验] “造烟实验”。

把蘸有浓氨水的棉签分别与蘸有浓盐酸、浓硝酸和浓硫酸相互接近。是否有白烟生成？为什么会有白烟生成？并写下相应的化学反应方程式。

[学生活动] 小组实验，思考交流。

[教师活动] 展示农业常用的氮肥——氯化铵、硫酸铵、硝酸铵、碳酸氢铵，并提问铵态氮肥的物理性质、组成特点。

[教师活动]播放氯化铵和碳酸氢铵分别在加热的条件下，各自生成相应的产物以及硝酸铵和氢氧化钠混合在加热条件下的反应过程实验视频。

[学生活动] 观看视频的实验现象，书写化学反应方程式。

[教师活动] 提出问题：铵态氮肥是怎样在土壤里放出氨气的？结合实验视频内容思考，铵态氮肥应该如何使用？

[学生活动] 小组讨论，并得出结论：在太阳的照射下，温度上升，铵盐会分解出氨气；土壤中大部分显碱性，铵盐与碱性物质在太阳底下，受热分解出氨气。因此，使用铵态氮肥要防晒、远离火种、热源，不能与碱性物质混用。

[小结] 铵盐受热易分解出氨气，与碱性物质加热会放出氨气。

设计意图：围绕新课程标准的要求，指导学生对氨气进行观察、闻及实验探究，运用物质的分类思想进行预测氨气的性质，让学生眼、手、脑、口的多重感官相结合，提高学生的实验动手、观察、记录、分析和解决问题的能力。

3.3" 环节三：氮肥的发展历程之二——NH3的还原性

[教师活动]展示各种氮肥并计算不同氮肥中氮含量，填入表1，让学生比较各氮肥的含氮量。

[学生活动] 观看并回答：硝酸铵的含氮量较高。

[学生活动] 小组计算、讨论，并汇报。

[教师活动] 提问：如何制备成本较低的硝态氮肥？引导学生从化合价的角度预测氨气的性质，并根据前面所学的含氮化合物反应，推测可能的产物。

[教师活动] 指导学生书写生产硝态氮肥相应的化学反应方程式。

[小结] 氨气可以进行催化氧化，用于生成硝酸铵，说明氨气具有还原性。硝酸铵含氮量最高，施肥效果最好。

设计意图：以硝态铵盐氮肥过渡到氨气的还原性，引导学生从N元素的化合价及氧化还原反应思考如何制备硝态的氮肥，培养学生的经济化学和绿色化学意识，以及宏观-微观-符号三重表征观念。

3.4" 环节四：氮肥的发展前景

[教师活动] 展示无机氮肥和有机氮肥的含氮量信息及使用注意事项（表2）。随着科技的进步，科学家们研究出了有机氮肥尿素，解决了无机氮肥的易分解、易爆炸的缺限；此外，为缓解有机氮肥尿素的紧张，已经开始进行仿生物固氮技术的研究，如：科学家们实现了非豆科植物自主固氮。此外，还可以简单提及多功能氮肥、脲铵氮肥、硝基复合氮肥、多肽长效氮肥，鼓励学生利用网络技术查询资料，增强学好化学，用好化学，将来为社会做贡献的愿望。

设计意图：沿着氮肥的发展历史，介绍了无机氮肥到有机氮肥（尿酸）的过渡，再向仿生物固氮技术的发展，向学生灌输科学探索的过程和精神，培养学生的科学态度与社会责任素质。

4" 教学反思

本节课以“氨及铵盐”为主题，以氮肥的发展为主线，引领学生通过化学情境、模型构建的方式展开活动探究。

（1）以真实情境问题，进行知识建构

本节课选取化肥能够增加粮食产量这个真实的生活情境，通过不同的问题驱动情境，不断加强学生对氨和铵盐的认识，培养学生形成“证据推理与模型认知”的化学学科相关的基本素质。实际生活的问题探究不可能一蹴而就，教师要有一定的取舍，通过多角度、多层次整体性的情境创设，选取适合学生的认知发展和具备化学课程探究价值的情境问题。

（2）应用已有知识，促使知识转移

本节选择学生熟悉的农作物所必需的元素为突破点，目的是给予学生简单的问题情境，演绎推理分析氨的物理性质、化学性质的视角，通过“价-态二维图”来预测物质的性质→设计实验→验证实验→得出结论，由实验现象写出化学反应方程式，强化了“宏观-微观-符号”三重表征的观念。

（3）通过实验探究，发挥主体地位

本节课进行开放式的实验设计，由学生自主讨论氨的化学性质，并通过喷泉实验推测氨的溶解性与碱性。这一过程无法规避地会有生成性的问题，教师可以引导小组成员之间、小组与小组之间相互交流方案，激励学生大胆猜测。这一过程师生不断改正，有助于教师发现问题，从而改进教学策略，并提高了学生的学习积极性和主动性，实验探究教学的有效落实不仅是一种教学手段，更是化学学习的一个重要环节。

（4）运用方案设计，发展证据推理能力

教师在引导学生从元素化合价的角度进行方案设计，即使氨气尽可能地转化为硝酸根离子，学生经过与前面知识的学习，分析推理得出方案。通过观看视频，让学生懂得尊重事实，节约生产经济成本，把搜集证据变成学习的一种习惯，从而培养学生的模型认知与证据推理能力。

（5）借助氮肥的发展历程，培养科学精神与社会责任

创设氮肥的发展历程情境，带领学生认识氮肥的发展起源、历程、前景，使学生认识到化学与科学探索对于社会生产、生活的重要性，并运用化学知识去解决真实的生活问题，用科学的探究精神和辩证的态度认识一种物质的好与坏，进而培养他们的科学精神与社会责任的核心素质。

参考文献：

［1］ 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017版）[S].北京：北京人民教育出版社，2018：5，44.

［2］ 刘玲.基于STSE教育理念的高中化学情境教学的策略研究[D].沈阳：沈阳师范大学，2022：3.

［3］ 房喻，徐钧.普通高中化学课程标准（2017年版）解读[M].北京：高等教育出版社，2018：117.

［4］ 张越.在真实情境中促进学生核心素养的发展：以沪科版“氨气的性质”为例[J].化学教与学，2022（2）：34-39，45.