《氮肥的生产和使用》课堂探微问题和方式

不久前，笔者有幸观摩了福建师范大学附属中学潘则南高级教师（福州市化学名师工作室领衔名师）执教的《氮肥的生产和使用》一课（教材版本为苏教版必修1），收获与感想很多。本文不拟从评课的角度对课堂进行评价，而是站在课堂背后，对名师所展示出的内功与气质进行探微，旨在勉励自己与同行，在教师专业素养培养与提高的道路上，保持方向与动力，以期对同行的教学有所启发。
　　一、科学整合教材内容，优化课堂结构
　　针对教材内容，结合查阅大量文献以及多年教学经验，多数教师采用合成氨工业所涉及的化学史、氮肥对粮食生产与人类生活的重要性或由“雷雨发庄稼”相关知识等方式进行课堂引入，进而展开课堂教学，重点都放在氨、铵盐的性质与探究。对教材内容的理解不同，是造成引入方式多样化的根本原因。潘老师的课堂引入如下：
　　（PPT展示）：如图1
　　[你知道吗？
　　氮的转化与氮肥的生产
　　●N2——NH3-——（NH4）2Cl（氯化铵）
　　（NH4）2SO4（硫酸铵）
　　●游离态到化合态——氮的固定
　　●N2+3H2[高温、高压催化剂]2NH3] [图1]
　　（讲述）：氮可以转化成氨，那么氨可以进一步转化成氯化铵、硫酸铵等，它们统称为铵盐。这些是大家熟知的氮肥。所以，氨作为一种重要的化合物，它可以用来生产氮肥。我们知道，氮肥对人类粮食增产有重要的意义。这个转化过程，从物质形态上来看，可以归纳为从游离态到化合态，那么，我们又把它叫做氮的固定。所以氮的固定是单质到化合物、游离态到化合态。上节课我们所学的氮到一氧化氮也属于一种氮的固定。氮气与氢气反应有什么意义呢，大家阅读教材第一段。（学生看书，同时老师板书工业合成氨及化学方程式，约1分钟时间）那么，这个反应是比较难以实现的，所以，不少科研成员投入很多精力去研究它，其中哈伯、波施取得了成功。这个反应有很苛刻的反应条件，转化也不是完全进行的，所以它就制约着氨的生产，尤其是催化剂对氨的生产产生很大的影响。看来，氨很重要，在这么艰难的情况下大家都想生产它。那么氨有什么重要的用途呢？研究氨除可做化肥之外，还可做什么啊？知道吗？（学生思考约6秒）还可用于制硝酸、制炸药等主要方面的用途。那么今天我们就要研究氨的性质。
　　从讲述内容中，我们不难发现：“你知道吗？”以氮元素及其化合物的发展与联系这条知识主线为切入点，并与另一条知识主线进行了联系（氮转化为一氧化氮，即氮氧化物的产生与转化）相联系，使得教材中相对独立的元素及化合物知识有机地联系起来。这种联系对于学生建构知识体系非常有帮助。由此而展示“氮的固定”所涉知识显得自然而然。进而提及人工合成氨相关知识也是水到渠成。三个内容前后的逻辑关系清淅且严密。不仅如此，它为课堂的展开（氨及铵盐性质探究）埋下伏笔，起到了前呼后应的效果，课堂结构十分清淅。这种简约而不简单的教材内容整合作为课堂切入点，实际用时仅3分多钟，高效的引入（开头）是课堂成功的开始。
　　二、精心设计教学内容，充分发挥教学内容价值
　　教材内容决定了教师的教学内容总体框架基本相同。比如利用喷泉实验探究氨的性质，利用探究实验总结归纳铵盐的化学性质等。基于此，达到教学目标所用的方法与过程也相差无几，具体教学细节则因人而异。而细节的不同，则是教师教学思想与智慧的体现。本节课中几处细节而导致教学内容的独到呈现，非常值得学习。
　　在利用喷泉实验开始“氨的性质探究”之前，潘老师设计了“思考1”（PPT展示），如图2所示。相信很多教师也会在课堂教学过程中运用这种“推测”手段来启发学生思维，加强课堂上师生之间的互动。此处的“思考1”不仅仅是让学生进行“推测”，兼有信息给予功能。且这里的信息展示也包涵了知识的联系、对比及归纳。以NH3为基础，在此处引入N2H4、CH4、SiH4、H2O、H2O2、H2S、HCl等气态氢化物，将高中化学教材中重要的氢化物集中出现，拓展了学生的知识视野。另外，此处的信息给予也有暗示功能，既然我们可以预测氨的性质，那么其他几种给出的氢化物的性质我们是可以按相同思维进行推测的。
　　利用喷泉实验进行氨（气）的性质探究是本节课必须的教学环节，几乎每位教师都会做这个演示实验（如图3）。以喷泉产生的原理为基础，进一步展开对氨的性质探究。很多教师在做该实验时，注重对实验现象与结果的理论分析，而忽视对实验过程的细致把握。仪器介绍及作用分析、实验装置的组装顺序、实验步骤的严谨实施是消除学生实验认知障碍的关键，也是于无声处培养学生科学素养的良好时机。
　　潘老师在授课进程中，详细介绍装置组成中的双孔橡皮塞部分：“大家看一下（拿起来展示给学生看），这个双孔橡皮塞连接两个，一个是胶头滴管，胶头滴管里已装满水。另外一个连接的是什么呢，是玻璃管。两段玻璃管当中还有一段橡皮管，橡皮管中还有止水夹。止水夹夹住橡皮管，上下两处玻璃管不能连通；如果打开，上下两部分就连通了。”这种细致的解读，使得学生对喷泉实验有更为全面的认识，同时，引导学生形成仔细观察、认真思考的好习惯。这些，可能比由实验探究氨的性质所得出的结论更为重要。
　　探究铵盐的性质，也是本节课的必备环节。通常以分组实验的方式，由学生来进行自主探究。这时，对学生进行必要的指导，是实验顺利进行的关键。教材对实验描述如下：
　　【实验1】取少量氯化铵晶体，放入试管中，在酒精灯火焰上微热，观察发生的现象。
　　【实验2】将少量氯化铵与少量氢氧化钙混合后放入试管中，在酒精灯火焰上微热，用湿润的红色石蕊试纸检验反应产生的气体。
　　教师们都会对学生进行实验指导。但对教材中“少量”理解存在盲区。怎样做使得实验达到一种理想的效果呢？潘老师在课堂上是这样指导学生的：“我们的药匙（如图4），柄的末端有小凹槽，它是用来取少量用的，大家取2～3颗粒米大小就可以了。”实验2，潘老师则强调氯化铵和氢氧化铵的用量均为一药匙。这样的指导使得对“少量”的理解变得更加具体，操作起来有据可依。且从课堂效果来看， 教室里没有“弥漫”着氨气的刺激味，也未见学生捂住口鼻，一脸难受；相反，实验现象非常明显，学生脸上写满专注。应该说，这样的指导是见真功夫的。
　三、充分运用教学语言功能，提升课堂教育教学效果
　　教学语言（广义）包括教学过程中教师使用的教学口语、书面语言（如板书）、体态语言（如示范或示意行性动作等）。苏霍姆林斯基曾说：“教师的语言修养在极大程度上决定着学生在课堂上的智力劳动效率。”可见教学语言的重要性。前苏联著名教育家马卡连柯也说：“同样的教学方法，因为语言的不同，效果就可能相差十倍。”
　　通过对该课堂的语速进行统计分析，结果显示语速大约为每分钟220字。这个语速属于教育学规定的教师的语速一般以每分钟200～250为宜的范围。同时，课堂中的叙述性语言、论证性语言、演示性语言及评价性语言语速有一定的差异，说明教学语言富有节奏感，这是有利于学生保持最佳听课状态的。从语音来看，潘老师的音量十分亲和且恰当。没有使用麦克风，地点在化学实验室（比普通教室大）。即便教室后排的学生，也能清淅地听清楚潘老师所讲的每一句话，足以保证全体学生都能获取教师的教学信息。从前文几处节选的叙述性语言来看，教学语言规范、准确、精练、易懂、富有逻辑性。这样的语速和语音，已然将学生置于一个愉悦的课堂环境这中。
　　课堂上与学生的对话与交流，潘老师的语言带有很强的启发、鼓励与尊重功能。当教师让学生们根据信息推测氨的哪些性质时，一位学生根据氮元素的化合价推测氨具有还原性。话毕，潘老师说“好，这个推测合理吗？同学们？”台下学生们小声地说：“合理。”潘老师紧接着说：“声音小，显得不够自信。根据前面我们所学的氧化还原反应原理，它跟化合价有关。在NH3中，氮元素是-3价，在氮的化合物中，-3价是最低的，所以推测氨具有还原性是合理的。”当问学生如何描述看到的喷泉实验现象时，学生说到“溶液具在碱性”，潘老师马上接过话匣“溶液具有碱性，这话说得多好啊！溶液具有碱性，溶液中的什么成分具有碱性？是氨（NH3）？还是氨与水反应生成的某种物质？你认为呢？”当学生根据以前所学氯水知识回答完后，潘老师说：“你的联想非常丰富。好，谢谢你。”当学生提出可以用干燥的氨气与干的试纸作用看是否变色作为对比实验，就可以知道氨水体系中到底是氨（NH3）使酚酞变色，还是氨与水反应的生成物使酚酞变色时，潘老师说：“你的这种思想得益于前面扎实的基础，非常好，谢谢你。”
　　整个交流与对话过程中，还伴随着潘老师的得体的手势、专注与期待的眼神、真诚与诙谐的微笑。这样的语态，是很能够反映教师个人的仪表、风度和修养的。
　　教学实践表明，一个注重教学语言的教师易于赢得学生的喜爱和尊敬，更能吸引学生的注意力，增强学生的学习热情。在这样的语言环境下，潘老师的学生们是幸福的。
　　四、感想与启示
　　屈指一数，为人师已十几载。曾有一段时间困惑于不知道怎么教（学生）了，这节课在非常好的时间点上给了笔者方向与动力。除了因个人体态及性格所决定的自身特点不能全同外，本节课，如何深入浅出地理解教材，如何精心设计、加工教学素材实施教学、教师的专业素养及个人修养等都非常值得学习与借鉴。潘老师曾告诉笔者，他花了十年时间研究教材，天天都在想怎么教。正所谓，“台上一分钟，台下十年功”。名师尚且如此，那么我们呢，应该是“路曼曼其修远兮，吾将上下而求索”，向名师看齐。   []
　　[参 考 文 献]
　　[1]王祖浩.普通高中课程标准实验教科书·化学1[M].南京：江苏教育出版社，2012.
　　[2]朱嘉泰，李俊.化学教学艺术论[M].南宁：广西教育出版社，2002.
　　[3]杨军峰，金东升，苏永平.对甘肃省初中化学教师语言表达的分析与思考[J].化学教学，2013（6）.