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第69期【文献学习】基于真实情境的高中化学复习课教学实践——以“亚硝酸钠背后的秘密”为例

第69期【文献学习】基于真实情境的高中化学复习课教学实践——以“亚硝酸钠背后的秘密”为例
基于真实情境的高中化学复习课教学实践——以“亚硝酸钠背后的秘密”为例
一、文献定位与核心议题

本文发表于《化学教育》2026年第9期,作者陈莹霜(江苏省奔牛高级中学)。针对氮元素复习课中“化学方程式繁多杂乱、学生对含氮物质相互转化缺乏整体认识”的问题,以与食盐外观相似的工业盐亚硝酸钠为真实情境,围绕“初识NaNO₂→探究NaNO₂性质→了解NaNO₂降解途径→体会NaNO₂价值”四个环节,在探究中逐步建构氮及其化合物的“价—类”二维图,形成完整的氮元素知识网络,发展科学探究思维与辩证思维能力。

二、核心逻辑与教学流程

四个递进环节(表1):

1初识NaNO₂:视频展示+资料卡片(外观白色有咸味、易潮解、中毒原理)→中毒机理:酸性条件下将血红蛋白Fe²⁺氧化为Fe³⁺→体现NaNO₂的氧化性。从生活经验切入,制造“盐≠食盐”的认知冲突。
2探究NaNO₂的性质(核心环节,价类二维图逐步建构):①验证氧化性——学生设计方案(NaNO₂+FeCl₂+稀硫酸+KSCN,溶液变红;NaNO₂+KI+稀硫酸+淀粉,溶液变蓝),观察到红棕色气体(NO被O₂氧化为NO₂),写出离子方程式,在价类二维图中完成NO₂⁻→NO转化(图1);②验证还原性——NaNO₂+酸性KMnO₄→褪色,NO₂⁻→NO₃⁻(图2);③解毒方案——注射亚甲蓝或服用维生素C(还原性),演示实验维生素C使血红色褪去;④鉴别NaNO₂与NaCl——加稀硫酸,HNO₂分解产生红棕色NO₂(图3)。价类二维图从“单一价态转化”扩展为“全价态网络”。
3了解NaNO₂降解途径:水产养殖河蟹中毒事件→分析NO₂⁻来源(养殖池塘氮循环图4:NH₃/NH₄⁺→NO₂⁻→NO₃⁻,反硝化/硝化作用)→讨论降解方案:氧化法(NO₂⁻→NO₃⁻)、还原法(NO₂⁻→N₂,图6)、微生物法、抑制剂法,认识到NO₂⁻处于氮元素相互转化的动态平衡中。
4体会NaNO₂的价值:食品防腐/护色、药物合成(释放NO扩血管)、增强抗生素效果→工业吸收法生产NaNO₂(尾气NOx被Na₂CO₃吸收:NO+NO₂+Na₂CO₃→2NaNO₂+CO₂)→书写N₂→NH₃→NO→NO₂→HNO₃及NaNO₂生产的系列方程式→完整价类二维图(图7)和氮元素知识网络(图8)收束。

关键手段:NaNO₂真实情境贯穿、价类二维图动态建构、实验方案设计与修正、资料卡片与微视频、物质转化路径系统梳理。

三、创新亮点
“价类二维图”的动态建构而非一次性呈现:传统复习课教师直接展示完整的价类二维图,学生“看”完即忘。本设计分五次“生长”出价类二维图——图1(NO₂⁻→NO,验证氧化性)→图2(NO₂⁻→NO₃⁻,验证还原性)→图3(HNO₂→NO+NO₂,鉴别)→图5(NO₂⁻的来源路径)→图6(NO₂⁻→N₂,降解)→图7(工业合成全路径)。学生每完成一个探究任务,就在图中补上一笔,价类二维图是“探究的产物”而非“记忆的对象”。
“氧化性与还原性的双向验证”设计:对中间价态物质,学生不仅通过Fe²⁺/I⁻氧化实验验证氧化性,还通过酸性KMnO₄褪色实验验证还原性——双向证据支撑“+3价氮既有氧化性又有还原性”的结论,避免“老师说中间价态既有氧化性又有还原性”的单向灌输。
真实解毒方案的科学论证:NaNO₂中毒后“注射亚甲蓝”或“服用维生素C”——学生运用“还原性物质可将高铁血红蛋白还原”的原理进行解释,并通过“维生素C使血红色褪去”的演示实验验证。知识从“氧化还原反应原理”延伸到“实际急救措施”,体现化学的应用价值。
从“有害”到“有用”的辩证思维培养:前三个环节聚焦NaNO₂的毒性(中毒、河蟹死亡),第四环节转向其在食品防腐、药物合成、工业生产中的用途,并用工业吸收法生产流程展示NaNO₂的制备。学生对NaNO₂的认识从“有害”转向“有条件地有用”,发展辩证思维能力与科学态度。
四、实践突破与迁移价值

学生在探究NaNO₂性质的过程中主动设计方案、修正步骤、观察现象、书写方程式,价类二维图从零散到完整逐步建构。课堂信息以微视频、资料卡片、图片、文献等形式呈现,内容丰富多样,提高了信息获取与整合能力。从“中毒危害”到“降解途径”再到“工业价值”,学生对NaNO₂的认识经历冲突与重构,科学态度与社会责任素养得到发展。

核心启示:元素化合物复习课不应是“方程式罗列+刷题”,而应以一种“陌生又熟悉”的物质为载体,让学生在探究其性质、转化、用途的过程中“顺便”完成全元素知识网络建构。“价类二维图”应是学生探究过程的动态记录,而非教师的静态板书。

迁移建议:该“陌生物质驱动+价类二维动态建构”复习模式可迁移至“氯及其化合物”(以漂白液/漂白粉中的次氯酸盐为载体)、“硫及其化合物”(以亚硫酸钠/焦亚硫酸钠为载体)、“碳及其化合物”(以草酸/碳酸盐为载体)等元素化合物复习。关键设计:①选取学生“知道名字但陌生性质”的物质作为情境载体;②围绕该物质的氧化还原性设计验证实验;③在实验中逐步建构价类二维图;④拓展至该物质的来源(工业制备)与去向(降解/应用),形成全链条认识。学生后续复习其他元素化合物时,可迁移“从陌生物质切入→实验探究性质→动态建构转化图”的认知模型。

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