一、问题提出

高中化学学科核心素养明确了化学学科的教学目标、也是新形势下化学育人的基本要求。2017年新版高中化学课程标准阐述的核心素养具体包括：宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想 、证据推理与模型认知、实验探究与创新意识、科学精神与社会责任。核心素养目标将知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的三维目标有机整合，更强调知识获得、能力提升与教学过程的融合，更强调情感发展、思想升华与师生对话的关联，注重教学评一体化。因此，教学设计理应注重学生核心素养的培育。

“氨”是人教版高中化学必修第二册的核心内容之一，在生产、生活中有广泛的应用。此时的学生对氮肥、氨水等元素化合物的知识已经有所了解，也掌握了研究元素化合物的一般思路和方法。在此基础上，继续探究氨与水、与酸的反应、以及NH₃的还原性，既有必要，也符合认知规律。教材从氮元素是动植物生长不可缺少的生命元素出发，学习氮的固定，引出了氨的合成。在此基础上，认识氨的性质、用途和制取（铵盐的性质），进而形成对氮元素在自然界中循环的整体认识。笔者在设计中深挖教学内容中的核心素养，有意地引导学生从氮肥的发展历史入手，关注化学对人类生存的贡献，发展科学精神与社会责任核心素养；在喷泉实验中通过描述现象、探析原因，发展宏观辨识与微观探析的核心素养；在氨与酸的反应中，通过实验的设计、展示、操作与评价，发展科学探究与创新意识素养。通过化合价认识氨的还原性，通过二维图建立含氮物质的知识网，构建“价态—性质”的氧化还原模型。

二、教学设计

（一）教材和学情分析

本节内容选自人教版高中化学必修第二册第五章第二节《氮及其化合物》第二课时，该内容承上启下，既是对含氮物质知识网络的完善，也是前面元素周期律知识的重要应用。通过学习，可以完善知识网络并形成基于物质类别、反应类型和元素价态预测物质性质的认知模型。教学重点是氨与水、与酸的反应以及NH₃的还原性。

（二）教学与评价目标

1.教学目标

（1）通过实物展示和微视频，了解NH₃的物理性质

（2）通过实验探究，掌握NH₃与水、与酸的反应

（3）通过二维图完善含氮物质的知识网，认识NH₃的还原性，并强化价态与性质的关联

2.评价目标

（1）通过分组讨论，分析喷泉实验的原因，诊断并发展学生对氨溶于水系列变化的认识水平，实现从宏观辨识到微观探析的转变历程（物质水平，微粒水平）。通过对氨水碱性的分析，诊断并发展学生的变化观点与平衡思想水平（内涵水平）。

（2）通过对氨与酸反应实验设计方案的交流与点评，对实验的探究，诊断并发展学生物质性质的实验探究的设计和操作水平（内涵水平）。

（3）通过对NH₃制硝酸转化关系的讨论和表征，诊断并发展学生对物质及其转化思路的认识水平（孤立水平、系统水平）。

（4）通过对氮肥更迭的原因分析，诊断并发展学生的科学态度与社会责任意识水平（学科和社会价值视角）。

（三）教学与评价思路

（四）教学流程

1.宏观现象

[学习任务1] 观看氮肥微视频，感受化肥对于粮食的意义，结合新闻和实物归纳总结NH₃的物理性质。

[评价任务1]诊断并发展学生对化学科学的社会价值的认识水平。

2.微观探析

[学习任务2] 通过实验的设计与实施，感受NH₃在水中的溶解程度。描述喷泉实验的宏观现象，探析氨溶于水后的微观变化。

[评价任务2]诊断并发展学生宏观辨生的识与微观探析水平，发展分析推理的能力。

3.实验探究

[学习任务3] 学生分组合作，自主设计氨与酸反应的实验方案、展示、优化、并实施。

[评价任务3]诊断并发展学生探究物质性质的实验设计和操作水平。

4.问题解决

[学习任务4] 完成NH₃到硝酸转化关系的讨论和表征。回顾研究过程，整合提升。

[评价任务4]诊断并发展学生对物质及其转化思路的认识水平（孤立水平、系统水平）。 

（五）课堂实录

【导入】大家好，中国是人口大国，我们以世界7%的土地养活了世界21%的人口，这一奇迹的背后，化肥功不可没。我国是世界上氮肥生产和使用量最大的国家。氮肥是最主要的化肥。空气中含有丰富的....N₂，但我们仍然需要给植物施用氮肥，N₂能否直接作氮肥？

【教师】大部分植物都不能直接吸收N₂，要先将N₂转化为含有氮元素的化合物，才能吸收。

大家知道哪些氮肥呢？

【学生】.......

【教师】 NH₃是生产这些氮肥的基础原料，请观察氨描述物理性质。

【学生】它是一种无色 有刺激性气味 气体 密度小于空气，易溶于水。

【教师】你是根据什么推断氨易溶于水的？

【学生】消防员喷水除氨。

【提问】如何证明？

【学生】将注射器中的水注入塑料瓶中，迅速摇动。

【教师】变瘪说明氨易溶于水。事实上，1体积水能溶解700体积NH₃。

【教师】少量的水溶解了大量的NH₃，导致瓶内气压变小，形成了压强差。生活中，人们通过给喷泉底部的水加压，用压强差制造喷泉。我们也来做一个美丽的喷泉（教师演示实验）。

【教师】烧瓶中已经充满了NH₃，盛有水的烧杯中滴有几滴酚酞溶液，将导气管的下端插入水中。挤压塑料管，让少量的水进入烧瓶，打开开关.......同学们边录现象。

【学生】产生喷泉

【教师】能解释一下吗？

【学生】NH₃溶于水后，烧瓶内气压减小，小于大气压，大气压将烧杯内的水压入烧瓶。

【教师】关于现象，还有要补充的吗?

【学生】喷泉呈现红色。

【教师】使无色酚酞变红，说明氨水显？

【学生】碱性

【教师】碱性说明有大量的什么离子？

【学生】氢氧根离子

【教师】NH₃能不能电离出氢氧根离子？

【学2】不能

【教师】氨中不含氧元素，氧从何而来？

【学生】水中含有氧元素

【教师】因此氨被水吸收不是简单的物理变化！

【学生】不是

【教师】NH₃溶于水究竟发生什么样的变化，请阅读资料卡片

【学生】阅读

【教师】首先，氨和水反应生成一水合氨。氨通入水中形成的溶液叫作氨水。

【教师】这里是一瓶氨水，请你闻一下。

【学生】有刺激性气味

【教师】在氨水上方却闻到了NH₃的刺激性气味，说明氨水易挥发。

【教师】一水合氨常温下就会分解成NH₃和水。既然一水合氨也能分解出NH₃，所以我们要用可逆符号。

【教师】一水合氨是一种弱碱，它能电离出氢氧根离子和铵根离子。

【教师】这是喷泉原因。知道了氨水的性质后请思考：NH₃是否适合作氮肥？氨水是否适合作氮肥？

【学生】通常状况下 氨是气体 并且密度小于空气 NH₃不会老实的呆在土壤中。

【学生】氨水不稳定，氨水显碱性都不适合作氮肥......

【教师】氨水是上世纪六七十年代主要的氮肥之一，但很快被历史淘汰。于是，我们需要其他氮肥，你还能想到了NH₃与谁反应呢？

【学生】与酸反应

【教师】你是怎么想到与酸反应的呢？

【学生】氨溶于水显碱性

【教师】根据氨与水反应,水溶液显碱性，我们可以大胆预测：NH₃能与酸反应。

【教师】请同学们小组内部讨论，设计方案证明NH₃能与HCl反应画出你设计方案的草图。 

【教师】巡视。 

【教师】请介绍一下你的方案。

【教师】非常聪明，设计出了各种方案，有同学说用两根玻璃棒分别蘸有浓盐酸和浓氨水再靠近，请看。

【教师】播放氨与HCl反应视频。

【教师】实验确实证明了氨与HCl确实能够发生反应， 但是挥发出的NH₃和HCl都有刺激性气味，在敞开的环境中进行这个实验，容易引起什么问题啊？

【学生】环境污染

【教师】为了健康考虑，我们希望这个反应在封闭的环境中进行，这是开始制得的氨水，注射器中是少量的盐酸，请看。

【教师】氨与HCl反应， 产生氯化铵，氯化铵的颗粒分散在空气中形成白烟，氨与硝酸、硫酸反应是否会产生白烟呢？

【教师】三个塑料瓶中分别装了浓盐酸 浓硝酸 硫酸 小塑料管中装的是氨水，氨水不稳定，因此塑料管的上半部分有NH₃，打开长尾夹，挤压，NH₃就会进入塑料瓶，与酸相遇，我还准备了一套迷你版的装置，请开始实验。

【学生】分组实验。

【教师】浓盐酸 浓硝酸中产生白烟 而硫酸中无明显现象 这是为什么呢？

【教师】盐酸和硝酸具有挥发性 挥发出的酸与氨分子在空中相遇，形成白烟，硫酸难挥发，产生的硫酸铵溶解在水中，因此无白烟。 

【教师】通过NH₃与酸反应 我们获得了铵盐，制取铵盐需要氨和酸，空气中含有丰富的N₂，怎么N₂转化为NO？

【学生】与氧气

【教师】NO继续与氧气生成NO₂，NO₂与水生成硝酸。N₂与谁生成NH₃呢？

【学生】H₂

【教师】N₂到NH₃氮元素的化合价降低了,作氧化剂，因此还需要还原剂。

【教师】含有氢元素 并且化合价能够升高的还原剂，我们自然想到了H₂。N₂和H₂确实可以发生可逆反应，合成NH₃。 

【教师】因为反应条件高，工业上我们并不用N₂直接氧化制NO，而是以NH₃为原料，NH₃与谁反应生成NO呢？

【学生】与氧气反应

【教师】N₂转化成硝酸的过程中，氮化合价如何变化？

【学生】升高。

【教师】因此，我们需要一种有元素化合价升高并且含有氧元素的物质

【教师】NH₃催化氧化，就是工业生产硝酸的第一部反应。

【教师】今天沿着氮肥的发展历史，从NH₃的新闻报道，概括了NH₃的物理性质；通过实验探究，认识到NH₃的亲水恋酸，明白了氮肥从氨水走向铵盐的原因。依据氧化还原的原理，设计了N₂转化为氮肥的路线。通过这节课的学习，同学们对研究元素化合物的方法，有什么新的认识？

【学生】......

【教师】从远古时代的靠天吃饭，到今天的丰衣足食，我们离不开化肥，更离不开化学。化学就是一门不断发明和创造对人类更有用的新物质的科学。

（六）设计说明

元素化合物知识的特点是内容多、分布广，知识的琐碎性常让学生感到杂乱无章。氮是典型的非金属元素，并且变价多，因此，对应的化合物种类繁多。NH₃也不符合一般非金属氢化物溶于水显酸性的规律。因此，本节内容学生学习起来并不容易。为了帮助学生克服学习中的困难、更好的发展学生核心素养，进行了如下尝试：

1.将知识学习置于社会生活中，发展科学精神与社会责任素养

本节课把氨的教学放在氮肥发展的真实情景中，以氮肥的发展变迁为线索，让学生在氮肥的生产、运输、存储和使用中学习氨的知识，使学生充分体会到化学与自然、化学与工农业的联系，当学生意识到自己在进行有用途的学习、有意义的学习，便能维持学习动机。教学中引导学生关注化学对于人类的贡献，树立正确的化学价值观念。在液氨泄露的新闻报道中引导学生正确的使用化学物品，并培养安全意识。

2.挖掘学科文化内涵，发展宏微结合、模型认知素养

通过对NH₃的学习，获得研究元素化合物的一般思路和方法——实验探究与类比预测，让学生认识物质的性质是有规律的，性质是可以预测的，预测是需要实验验证的。在氨的性质学习时，注重元素化合物知识情景化、有序化、功能化，让学生明白知识是有其本身道理的，也是有其内在逻辑的，真正帮助学生有理有据的学习。在喷泉实验中通过描述现象、探析原因，发展宏观辨识与微观探析的核心素养。通过二维图构建知识脉络体系和系统思维方式，从而促进学生思维品质的形成，完善化学方法和观念的建构。

3.充分利用实验的潜在价值，发展科学探究与创新意识素养

高一新生的想象能力和逻辑思维能力不够，相当部分学生尚不能够根据宏观现象去推测微观变化的具体过程，难以理解喷泉产生的原因。为了克服这一难点，对教材原有实验进行增补，增加了NH₃溶于水后塑料瓶变瘪的实验，让学生直观观测NH₃溶于水的过程中塑料瓶内的气压变化。实验简单明了，易于理解。这一增加实验将利于帮助学生理解接下来喷泉实验中喷泉产生的原因，降低了喷泉实验的理解难度，分散了教学难点。喷泉实验承载的教学功能也更容易让学生接受。为了增加喷泉持续的时间，用一根输液管代替了喷泉实验的橡胶管和胶头滴管，喷泉效果更加理想，并且降低了实验操作难度。

NH₃与酸反应的探究实验现象既不够持久、易污染环境。课堂中教师引导学生设计方案、交流改进、评选方案，力求实验绿色环保、现象明显持久、可以反复实验，讨论出最佳方案以后开展分组实验。实验方案的设计和评选过程中让学生交流讨论、相互评价、自我表达，在多种多样的学习活动中落实了教学目标，真正促进学生科学探究与创新意识核心素养的发展。

三、结语

《普通高中化学课程标准（2017版）》指出：化学学科核心素养是学生必备的科学素养，是学生终身学习和发展的重要基础；立足于学生适应现代生活和未来发展的需要，充分发挥化学课程的整体育人功能，构建全面发展学生化学学科核心素养的高中化学课程目标体系。因此，化学学科核心素养是学科育人价值的集中体现，反映了社会主义核心价值观下化学育人的基本要求，全面展现了化学课程学习对学生未来发展的重要价值。

本设计通过学习情境的创设、化学实验的创新、学习评价与教与学的活动有机融合，将核心素养的发展落实在教学活动的每一个细节之中，课堂深受学生喜爱，让教学目标得到有效落实，取得了令人满意的教学效果。做教育的有心人，勇于实践，核心素养方可落地生根；做教学的有情人，敢于创新，化学课堂才能让人眷恋。

参考文献

[1]化学1（必修）[M].第三版,北京：人民教育出版社,2007:26.

[2]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准(2017 年版)[M].北京：人民教育出版社,2018.

[3]王后雄．中学化学课程标准与教材分析[M].北京：科学出版社，2012：10－28．

[4]《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》.教基二[2014]4号.