《氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮》教学设计
设计者：史丹丹 南方科技大学附属中学
一、教材分析
《普通高中化学课程标准(2017版2020年修订版)》必修课程主题2：常见的无机物及其应用对氮气及其化合物这一节的要求：结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解氮及其重要化合物的主要性质，认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响；主题5：化学与社会发展要求通过工业合成氨等实例了解化学科学在自然资源与能源综合利用方面的重要价值，认识物质及其变化对环境的影响，依据物质的性质及其变化认识 环境污染的成因、主要危害及其防治措施。
本节课程通过氮气及其固定、氮氧化物及其转化认识非金属及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。为培养学生的“宏观辨识与微观探析”、“变化观念与平衡思想”、“科学态度与社会责任”等学科核心素养 的发展提供有力保障。
本节课位于新教材第五章化工生产中的重要非金属元素第二节“氮及其化合物”，旧教材本节课位于必修一第四章非金属及其化合物的第三节“氮和硫的氧化物”，本节内容放在了化学元素周期律之后，意味这学生可以根据周期律的相关知识根据氮原子的结构推测元素的性质；新教材的对章节的划分以实际应用为依据,而旧教材以化学分类思想为依据, 新教材更加注重学科知识的实际应用价值，可以创设贴近生活问题的真实情景引导学生解决问题；此外氮的氧化物的性质探究实验课本上给出的实验装置更加简单，使学生通过观察实验现象推测其性质。总体而言新教材的优化更有利于学生核心素养的发展。
二、学情分析
已有基础：
学生在初中化学中已经学习过空气中的氮气，掌握氮气的基本性质；在必修一中学习了元素周期律和氧化还原反应，具备一定的根据原子结构预测金属单质基本性质的能力；并且通过氯、硫及其化合物的学习，学习了使用价类二维图作为元素化合物的学习模型和工作，从物质类别和化合价转化的角度学习及其化合物的转化。
现需内容：
1．根据自然界中的氮循环绘制氮元素的价类二维图；
2．根据氮的化合价以及氮气的结构分析预测物质的性质；
3. 自然界中氮循环的途径、形式及所涉及的物质；
4. 通过实验探究总结和归纳NO和NO2的性质；
三、素养目标
【教学目标】
1. 从价类二维的角度认识元素化合物。
2．通过分析氮的原子结构，推断含氮物质可能具有的化学特性，理解结构与性质的关系。
3. 通过实验探究，了解一氧化氮与氧气反应、二氧化氮与水反应等性质，感受化学反应变化的奇妙。
4. 将氮的相关知识与生产、生活相结合，分析化学科学在保障人类生产生存等方面的价值和贡献。
【评价目标】
1．通过氮循环图归纳氮的价类二维图，诊断并发展学生对物质分类和氧化还原的角度学习元素化合物和物质间转化关系的能力。
2. 原子结构预测物质性质的讨论，诊断并发展学生对元素周期律的理解和认识，进一步诊断学生“结构决定性质”的化学思维。
3．通过对氮氧化物的性质和转化实验，诊断并发展学生的观察、分析推理能力以及概念归纳能力。
4．通过对氮的固定的学习以及应用，诊断并发展学生对化学学科价值的认识。
四、教学重点、难点
1．教学重点：氮及其重要化合物的性质与互相转化
2. 教学难点：二氧化氮的化学性质
五、教学方法
1．讲授法
2．实验演示法
3．归纳法
六、教学设计思路
类比是促进学生在已有观念的基础上建构新观念或更高层次观念的有效方法。元素化合物的学习过程是对化学核心观念中分类观的一个阐释，学生在 Na、Cl、S等元素化合物的学习中使用的价类二维图是元素及其化合物相关性质的重要模型和工具，因此本节计划让学生根据“自然界中氮元素的循环图”绘制简单的氮元素的价类二维图进而从物质分类和氧化还原的角度学习本节内容，[环节1：价类二维，预测性质] 展示自然界中氮元素循环图，让学生绘制氮元素的价类二维图，随后展示一张参考图，根据氮元素的价类二维图引导学生从物质分类和氧化还原的分析预测氮及其化合可能具有的性质；[环节2：微观探析，“位-构-性”] 位置决定结构，结构决定性质，通过氮原子的位置分析微观结构进而预测分析氮元素以及氮气的性质，进而引出固氮的定义和氮循环，让学生从结构的角度预测性质；[环节3：实验探究，能力评价]通过一氧化氮和二氧化氮的性质与转化实验总结归纳二者的性质，并且验证之间的预测；[活动4：应用扩展，归纳总结]以“雷雨丰庄稼”的原理，梳理氮元素及其化合物的性质，并结合本次人口统计结果和中国耕地面积数据作为对比，展示化工工业对于国家粮食安全的重要性，提高学生对于化学学科对于生产生活中的价值和作用。
