构建学科观念与渗透辩证思维的备课尝试——以人教版“硝酸的氧化性”教学为例，本文主要内容关键词为：硝酸论文,为例论文,以人论文,学科论文,观念论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
笔者基于教材和学生的认知基础，运用比较、实验、价态分析等多种手段进行硝酸的氧化性教学，从而帮助学生构建元素观，培养其量变引起质变的辩证思维方式。 一、“硝酸的氧化性”教学分析 1.课程标准和教材分析 硝酸、硫酸的氧化性在人教版教材化学1（必修）第四章第四节呈现，可见编写者没有刻意地将硫酸、硝酸的性质割裂，相反，完成硫酸性质的讲解后，教材用比较的方法顺理成章地引出硝酸的性质。考虑到前后知识的联系，本节课的引入就采取了温故知新的方法，在分析浓、稀硫酸体现氧化性的微粒及还原产物的基础上引出硝酸。此外，教材中的思考与交流第（3）问可以在1、2课时反复使用，不仅是很自然的过渡，也让学生在真正意义上认识制备氢气选用盐酸和稀硫酸的原因。虽然教材在硝酸教学中未设计实验，但其配套的教学参考用书及其他版本教材（如鲁科版“观察思考”栏目安排了硝酸氧化性的3个实验）均提出可以设计相关实验帮助学生构建硝酸的氧化性知识，不仅形象直观，还有助于达成“学会运用观察、实验等多种手段推测物质性质”的过程与方法目标。 2.学情分析 硝酸是高一必修模块学生接触的最后一个非金属的化合物（之前已经完成了硅、氯、硫等元素的学习），从分类角度分析硝酸属于酸类物质，初中学生熟悉盐酸和稀硫酸的性质（酸的通性），进入高中后学生最大的认知障碍就是金属与酸反应生成的气体不一定是氢气。在前一课时“硫酸的氧化性”中学生已经知道浓硫酸与金属铜在加热条件下反应的还原产物是
而不是
，本节硝酸的氧化性是对它的合理延伸，即硝酸的还原产物是较低价态的氮氧化物（甚至铵盐），对此可以采用温故知新的方式引入新课，学生通过类比会发现浓硫酸、硝酸体现氧化性分别是S、N元素而不是H元素，这一点从反应前后的微粒变化中就可发现。 二、“硝酸的氧化性”教学目标 1.知识与技能 （1）通过实验了解硝酸的氧化性，比较铜与不同浓度硝酸的反应的异同。 （2）通过氧化还原反应的相关概念和离子方程式书写帮助学生更好地认识硝酸的性质。 2.过程与方法 （1）学会运用观察、实验等多种手段推测铜与硝酸反应的产物。 （2）运用比较、归纳等方法获取信息，认识硝酸体现氧化性的微粒。 3.情感态度与价值观 （1）树立辩证唯物主义的世界观，借助不同浓度的硝酸体现不同的性质掌握量变、质变原理。 （2）乐于探究物质变化的奥秘，借助铜和浓硝酸反应后溶液颜色的变化体验科学探究的艰辛和喜悦。 三、“硝酸的氧化性”教学重难点 （1）教学重点：硝酸的氧化性及其还原产物。 （2）教学难点：不同浓度硝酸对应的还原产物不同，硝酸在反应中体现氧化性的微粒。 四、“硝酸的氧化性”教学设计 1.引课：回顾硫酸的氧化性 问题1：回顾浓、稀硫酸中的微粒组成，比较其异同。试举例说明，写出相关反应的方程式。 学生活动：书写铁与稀硫酸、铜与浓硫酸的反应方程式，用双线桥表示反应中电子转移的方向和数目。 投影：硫酸溶液体现氧化性的微粒及还原产物的不同（表1）。
小结：浓硫酸体现氧化性与稀硫酸的本质差异在于其氧化性微粒的不同，在浓硫酸中硫元素位于其最高价，其还原产物位于其相邻价态+4价。 板书：数轴1[S元素的不同价态（图1）]
设计意图：回顾上一课时硫酸的氧化性，利用双线桥的分析引导学生比较浓、稀硫酸中体现氧化性的微粒的差异，同时渗透量变（硫酸浓度的变化）引起质变（氧化剂、还原产物的不同）的哲学观念。 2.导入新课——硝酸的氧化性 过渡：通过上节课内容的回顾，我们已经知道用金属与酸反应制取氢气可以用稀硫酸而不能用浓硫酸，那么硝酸呢？ 学生活动：书写硝酸的电离方程式，分析稀硝酸中的微粒组成。 问题2：硝酸是强酸，在水溶液中能完全电离出
离子和
离子，为何不能用来与活泼金属反应制备
？通过分析硝酸中氮元素的价态进行说明。 板书：数轴2[N元素的不同价态（图2）]
设计意图：通过数轴1、数轴2的同时呈现（黑板右侧，一上一下），引导学生从理论上（氧化还原反应中元素的价态规律）推测硝酸溶液体现氧化性的微粒，随即辅以实验佐证。 实验1：铜丝和浓硝酸的反应（图3）。
问题3：观察铜丝和浓硝酸反应后溶液颜色和试管中部气体颜色的变化，尝试用所学知识进行解释。 设计意图：（1）铜丝与浓硝酸的反应现象明显，蘸烧碱的棉花球可以减少氮氧化物对环境的污染（学生对酸雨成因已有了解），可抽动的铜丝可以随时停止反应，还能够为后续与稀硝酸的反应做好准备。 （2）应用学生对
气体呈红棕色和硝酸铜溶液颜色的比较，解释溶液颜色出乎预期的原因。 过渡：铜与浓硝酸反应可以产生红棕色气体——
，同时铜自身被氧化为
，试书写该反应的化学方程式，并配平（可以在此引导学生用化合价升降法配平氧化还原反应方程式）。 学生活动：书写并配平铜与浓硝酸反应的化学方程式。
板书：数轴2.1（图4）
实验2：继续向图3所示装置中加水（不与铜丝接触），观察溶液颜色变化。 实验3：将铜丝重新伸入加水后的溶液中，观察反应现象。 问题4：向图3装置加水后反应是否停止，如何检验此时铜片表面产生的气体？ 设计意图：验证刚才硝酸铜溶液（含未反应完的
）因溶解
而呈蓝绿色，同时将反应液中
浓度降低，引导学生应用所学知识（NO与
反应）分析铜丝与稀硝酸反应的还原产物。
板书：数轴2.2（图5）
问题5：根据实验1～3的实验现象及相关反应，分析在不同浓度硝酸溶液中体现氧化性的微粒及对应的还原产物。 学生活动：对比实验现象、反应方程式及
的电离方程式，交流、讨论。 投影：硝酸溶液体现氧化性的微粒（表2）。
设计意图：用与硫酸类似的方式分析了在不同浓度硝酸体现氧化性时浓度变化过程中量变引起的质变（还原产物的不同）。条件允许还可以告知学生该变化没有明显的界线，是渐变的（下页图6）。 板书：数轴2.3（下页图7） 问题6：将铜片置于
溶液（溶液呈中性）中是否能发生反应？分析
溶液中的微粒，结合铜和稀硝酸反应的离子方程式进行说明。 学生活动：书写铜与稀硝酸反应的离子方程式，讨论将铜片置于
溶液中是否能发生反应。 实验4：将铜片置于
溶液中，观察现象；向上述溶液中加入稀硫酸（微热），再次观察现象。 小结：在
离子中氮元素位于其最高价，但其通常在酸性环境下体现其强氧化性。
设计意图：通过对
溶液和
溶液中微粒成分的比较和离子方程式的书写观察，引导学生发现，硝酸体现氧化性依赖溶液中的
离子，但在反应的离子方程式中
离子亦是不可或缺的。即使学生通过分析得不出相关结论（肯定是存在的），还可以配合后续实验，帮助学生形成正确的“微粒观”。至此，学生就不难理解后续实验补充稀硫酸的作用了。 3.总结提升 学生活动：举例说明工业三大强酸浓度对性质（含物理性质）的影响，完成表3。
设计意图：硝酸、盐酸、硫酸是工业三大强酸，也是高中学生最熟悉的3种酸。至此，学生已经完成了对其性质的学习（第四章第二节中“氯气的实验室制法”体现了浓、稀盐酸性质的差异），故予以小结，从中更能宏观把握溶液浓度变化对酸溶液性质的影响。 五、“硝酸的氧化性”教学反思 1.学科观念不能忽视，切实提升学生思维能力 硝酸的氧化性是高中化学的重点，也是学生学习的难点。学生已经学习了较多的化学反应（典型金属、非金属及其化合物均已接触），此时学生的记忆会出现困难。本课时若进行性质的简单呈现，势必加重学生的记忆负担和理解困难，但在教学设计中若注重元素观的渗透，会起到事半功倍的效果。类似硫酸的氧化性，物质的转化始终围绕N元素展开，结合元素化合价的升降，学生逐步归纳出参加反应的微粒。这不仅能帮助学生有效记忆，而且提升了学生的思维能力，即超越硝酸性质的事实，从而归纳出具有持久性、迁移性的核心观念——元素观。 2.学科技能不应轻视，适时穿插发挥其功能 在该节课的设计中并不是一味地“探究”、“实验”、“比较”，在学生活动中较多地关注了学科基本技能的训练。通过铜与浓硝酸反应方程式的配平，学生自觉地体会硝酸在反应中既体现酸性又体现氧化性。通过离子方程式的改写，有利于学生客观地认识在硝酸溶液中体现氧化性的微粒及氢离子所起的作用。可见，只要设计适时、合理，学科基本技能的训练与目标达成不仅不矛盾，而且相辅相成、相互促进。 3.传统板书不该丢弃，动态生成发挥其功能 近年来，不少教师开始从一味青睐多媒体教学的热潮中走出来，逐渐回归对传统板书的重视。该节课是讲解典型的元素化合物知识，该类知识的建构除了利用实验手段外，还可以借助学生对元素性质的理解，尤其是氧化还原反应可以围绕化合价进行相关讨论和推测，数轴是一个良好的载体。在该设计中的“数轴1”、“数轴2”在授课过程中均能反复使用，在解决问题时不仅生动形象，还可以化繁为简。例如，由数轴1中含最高价硫元素的浓硫酸具有的氧化性易推测含最高价氮元素的硝酸的氧化性，与后续实验形成呼应。再如，数轴2在授课过程中通过板书不断完善（从数轴2.1到数轴2.3），不仅将“量变质变原理”跃然黑板之上，而且有助于学生逐步建立元素化合物知识的转换观。
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学科概念建构与辩证思维渗透的备课尝试--以硝酸教学为例_氧化性论文
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