宮琦 武衍杰
摘要:技術(shù)發(fā)展是人類文明的強(qiáng)大動(dòng)力,科學(xué)教育必須關(guān)注學(xué)生技術(shù)能力的發(fā)展?;瘜W(xué)學(xué)科的實(shí)用性特點(diǎn)為實(shí)施技術(shù)教育提供了良好的平臺(tái)。在有關(guān)技術(shù)教育內(nèi)容已有研究基礎(chǔ)上,從5個(gè)方面總結(jié)了面向技術(shù)教育的化學(xué)教學(xué)內(nèi)容,選取“工業(yè)制硝酸”這一案例,進(jìn)行了教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施,并為教師提供了大量“工業(yè)制硝酸”素材供參考。
關(guān)鍵詞:技術(shù)教育;教學(xué)設(shè)計(jì);工業(yè)制硝酸
文章編號(hào):1008-0546(2020)10-0053-05
中圖分類號(hào):G632.41
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
doi: 10.3 969/j.issn.1008-0546.2020.10.015
技術(shù)發(fā)展是人類文明的強(qiáng)大動(dòng)力,隨著經(jīng)濟(jì)全球化、信息化時(shí)代的來臨,培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才已經(jīng)成為國家培養(yǎng)人才的重要戰(zhàn)略目標(biāo),2016年《國家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要( 2010-2020)》明確提出要突出培養(yǎng)造就創(chuàng)新型科技人才。創(chuàng)新型科技人才的培養(yǎng)離不開技術(shù)教育,化學(xué)作為一門應(yīng)用性極強(qiáng)的學(xué)科,其與技術(shù)的融合對(duì)人類文明和社會(huì)發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn),基礎(chǔ)化學(xué)教育理應(yīng)承擔(dān)技術(shù)教育的責(zé)任。新頒布的《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》[1]也明確把“能深刻理解化學(xué)、技術(shù)、社會(huì)和環(huán)境之間的相互關(guān)系,認(rèn)識(shí)化學(xué)對(duì)社會(huì)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)”等作為課程目標(biāo)之一。因此,化學(xué)課堂教學(xué)必須關(guān)注技術(shù)能力的發(fā)展。基于化學(xué)學(xué)科的實(shí)用性特點(diǎn),抓住典型素材,對(duì)學(xué)生技術(shù)能力的提升可以起到事半功倍的作用。
一、化學(xué)教學(xué)技術(shù)教育的目標(biāo)
技術(shù)取向的化學(xué)教學(xué)教給學(xué)生哪些與技術(shù)相關(guān)的內(nèi)容,是基礎(chǔ)教育階段實(shí)施技術(shù)教育首要考慮的問題。吳俊明等研究者認(rèn)為當(dāng)代公民應(yīng)具備如下四個(gè)層次的技術(shù)素養(yǎng):(1)技術(shù)知識(shí),包括技術(shù)概念、技術(shù)規(guī)則、技術(shù)原理等;(2)技術(shù)能力,包括按照規(guī)范操作、使用、理解技術(shù)的技能和能力;(3)技術(shù)思想、技術(shù)方法及技術(shù)設(shè)計(jì),包括對(duì)過程、方法的關(guān)注,有明確的技術(shù)思路和技術(shù)的思想方法,能對(duì)技術(shù)活動(dòng)作整體設(shè)計(jì);(4)技術(shù)理性、技術(shù)評(píng)價(jià)及技術(shù)決策水平:具有批判意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)、風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)、人本意識(shí)、社會(huì)意識(shí)和環(huán)境意識(shí),既有工具理性更有價(jià)值理性,重視并能恰當(dāng)?shù)卦u(píng)價(jià)、決策和管理技術(shù),注意避免濫用技術(shù)對(duì)人、社會(huì)和自然造成傷害[2]。何翔[3]基于技術(shù)素養(yǎng)內(nèi)涵的四個(gè)層次在考察高中化學(xué)課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上,從技術(shù)知識(shí)、技術(shù)能力、技術(shù)思想和方法設(shè)計(jì)、技術(shù)理性和評(píng)價(jià)決策等方面總結(jié)了高中階段的技術(shù)教育內(nèi)容。亓英麗、盧巍[4]基于技術(shù)哲學(xué)和中學(xué)生實(shí)際發(fā)展特點(diǎn)認(rèn)為可以從技術(shù)知識(shí)、技術(shù)設(shè)計(jì)、技術(shù)實(shí)踐、技術(shù)管理、技術(shù)思想觀念等技術(shù)要素角度去分析和開發(fā)技術(shù)教育內(nèi)容?!镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》[5]在選修系列課程中“化學(xué)與技術(shù)”主題的教學(xué)提示中提出“將生產(chǎn)和技術(shù)問題線索、技術(shù)知識(shí)線索、化學(xué)知識(shí)線索相融合,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)、技術(shù)知識(shí)的同時(shí),建立從化學(xué)、技術(shù)、社會(huì)和環(huán)境等多角度綜合考慮、系統(tǒng)分析的意識(shí)”。
雖然對(duì)技術(shù)教育內(nèi)容的觀點(diǎn)有不同的表述,但研究者都認(rèn)為在實(shí)施技術(shù)教育的過程中既要關(guān)注與技術(shù)活動(dòng)相關(guān)的設(shè)計(jì)、操作與優(yōu)化,還包括進(jìn)行設(shè)計(jì)、操作與優(yōu)化所要掌握的知識(shí)和方法,以及技術(shù)活動(dòng)中形成的思想觀念,例如“綠色化學(xué)”“經(jīng)濟(jì)效益”等,這些思想觀念可以理解為對(duì)技術(shù)流程進(jìn)行改進(jìn)或評(píng)價(jià)的不同視角。此外考慮中學(xué)化學(xué)教學(xué)實(shí)際,不可能像培養(yǎng)“化學(xué)工程”類人才一樣走進(jìn)化工廠教學(xué),只能是以真實(shí)的化工生產(chǎn)過程等為研究對(duì)象,對(duì)化工生產(chǎn)的原理、流程等進(jìn)行復(fù)原、模擬、評(píng)價(jià)等,這樣的化學(xué)技術(shù)對(duì)學(xué)生相對(duì)陌生,激發(fā)技術(shù)學(xué)習(xí)興趣是很關(guān)鍵的,因此可在課堂教學(xué)開始之前根據(jù)教學(xué)主題介紹或由學(xué)生課前調(diào)研授課內(nèi)容涉及的化學(xué)技術(shù)的重要性,體會(huì)技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的重要貢獻(xiàn)。綜上從表1所示的五個(gè)方面制定技術(shù)教育目標(biāo)。
二、側(cè)重技術(shù)教育的“工業(yè)制硝酸”教學(xué)設(shè)計(jì)
1.情景素材介紹
硝酸的生產(chǎn)工藝如圖l所示,包括空氣和氨氣的壓縮、制NOx、NOx與水反應(yīng)吸收成硝酸、NOx與水反應(yīng)的循環(huán)脫除尾氣氮氧化物等四個(gè)步驟61。過程中,空氣、氨的壓縮和氮氧化物的吸收都采取高壓的手段,因此又稱為雙高壓法制硝酸。這種方法具有氨利用率高、吸收率高、尾氣中NOx含量低實(shí)現(xiàn)了清潔排放等特點(diǎn),并且整個(gè)過程中還能回收熱能,利于培養(yǎng)學(xué)生能源循環(huán)利用、綠色化學(xué)的思想。
2.教學(xué)目標(biāo)
“工業(yè)制硝酸”是重要的課程內(nèi)容,高中化學(xué)必修課程中,“工業(yè)制硝酸”在三個(gè)版本《化學(xué)1》教材中都有提及,如人教版化學(xué)教材中“工業(yè)制硝酸”出現(xiàn)在第四章第4節(jié)“氨硝酸硫酸”;蘇教版化學(xué)教材中以“問題解決”的形式呈現(xiàn)在專題四第二單元“生產(chǎn)生活中的含氮化合物”;魯科版化學(xué)教材巾以“工業(yè)制硝酸”為情境設(shè)計(jì)了習(xí)題檢測(cè)學(xué)生對(duì)“氮的循環(huán)”的掌握。本節(jié)課選自魯科版《化學(xué)1》第三章第2節(jié)“氮的循環(huán)”。從技術(shù)教育內(nèi)容開發(fā)的視角來看,工業(yè)制硝酸技術(shù)蘊(yùn)含著不同價(jià)態(tài)含氮化合物之間的轉(zhuǎn)化這一技術(shù)原理,學(xué)生可以借助氧化還原反應(yīng)分析N2-NH3一NO-NO2-HNO3之間的轉(zhuǎn)化路徑;從原理性知識(shí)到真正獲得硝酸產(chǎn)品涉及到技術(shù)設(shè)計(jì)路線問題;從理想設(shè)計(jì)到應(yīng)用于工業(yè)實(shí)踐需要考慮生產(chǎn)過程是否符合綠色化學(xué)思想,能否創(chuàng)造較高的經(jīng)濟(jì)效益等技術(shù)管理問題,是對(duì)技術(shù)的改進(jìn);硝酸的不穩(wěn)定性以及較強(qiáng)的氧化性等性質(zhì)就決定了要想真正進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)必須關(guān)注技術(shù)細(xì)節(jié),例如硝酸必須在低溫條件下生成,工藝生產(chǎn)設(shè)備有特殊要求等,而冷的濃硝酸遇鐵、鋁等金屬發(fā)生鈍化為設(shè)備材料選擇提供了路徑。結(jié)合課程要求,“工業(yè)制硝酸”可以從以下幾個(gè)方面開發(fā)教學(xué)內(nèi)容,制定如表2的教學(xué)目標(biāo)。
3.教學(xué)思路
結(jié)合硝酸生產(chǎn)工藝,以雙加壓法制硝酸為背景,將技術(shù)生產(chǎn)和化學(xué)知識(shí)線索相融合設(shè)置學(xué)習(xí)任務(wù),形成了如圖2所示的教學(xué)思路。教學(xué)分為兩個(gè)課時(shí),第一課時(shí)主要從技術(shù)情意和技術(shù)原理維度出發(fā),了解硝酸的重要用途及其工業(yè)制硝酸原理,并讓學(xué)生依據(jù)原理初步設(shè)計(jì)工藝流程;第二課時(shí)主要從技術(shù)改進(jìn)維度對(duì)工藝流程改進(jìn),并對(duì)真實(shí)工藝流程作出評(píng)價(jià)。經(jīng)實(shí)踐有關(guān)“氨”的教學(xué)內(nèi)容需提前完成,都放在這兩個(gè)課時(shí)時(shí)間過于緊張。
4.教學(xué)實(shí)施
基于價(jià)類二維的物質(zhì)轉(zhuǎn)化已有大量成熟教學(xué)實(shí)踐可供參考[7-9],故這里僅以技術(shù)設(shè)計(jì)、技術(shù)改進(jìn)、技術(shù)評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)為例呈現(xiàn)教學(xué)實(shí)施情況:
(1)規(guī)劃技術(shù)設(shè)計(jì)
【教師過渡,提出問題】通過學(xué)習(xí)不同價(jià)態(tài)含氮元素物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,我們已經(jīng)從原理上找到了工業(yè)合成的氨氣轉(zhuǎn)化為硝酸的路徑,你能用流程圖的形式設(shè)計(jì)工業(yè)制硝酸的路徑嗎?
【學(xué)生活動(dòng)】設(shè)計(jì)工業(yè)制硝酸的流程。
【教師活動(dòng)】實(shí)物投影學(xué)生①②③④設(shè)計(jì)的流程圖(選取了學(xué)生4類典型表現(xiàn),見圖3)。
【提出問題】試分析設(shè)計(jì)的流程在工業(yè)生產(chǎn)中的可行性如何?
【學(xué)生討論、匯報(bào)】方案①通氧氣成本高,也沒有進(jìn)行尾氣處理;②產(chǎn)生的NO還可以用來氧化為NO2,可以再利用;③難以控制投料比;④如果循環(huán)次數(shù)過多會(huì)增加運(yùn)營(yíng)成本,如果尾氣中NO量很少,還不如直接尾氣吸收。
【教師講解、提出問題】大家對(duì)設(shè)計(jì)②和④有疑問,關(guān)鍵是不知道實(shí)際過程中NO2的吸收率如何,圖4是實(shí)驗(yàn)室模擬制硝酸過程,具體操作為先加熱硬質(zhì)試管中的催化劑,再把空氣緩緩鼓入氨水中,帶催化劑開始紅熱后,撤走酒精燈。請(qǐng)同學(xué)們預(yù)測(cè)D和E中的現(xiàn)象,并說明為什么催化劑紅熱后撤走酒精燈。
【學(xué)生匯報(bào)】D中出現(xiàn)紅棕色,產(chǎn)生了NO2氣體,E中溶液變紅,因?yàn)樯闪讼跛?撤掉酒精燈后催化劑也能保持紅熱,說明這個(gè)反應(yīng)會(huì)釋放熱量。
【教師評(píng)價(jià)并提出新問題】很好,這是從原理上我們可以預(yù)測(cè)到的現(xiàn)象,但請(qǐng)同學(xué)們課下思考,實(shí)際在硝酸工藝中,生成的NO2能全部被水吸收嗎?影響水吸收NO2的因素有哪些?放熱反應(yīng)又能給我們帶來哪些設(shè)計(jì)啟示?
【設(shè)計(jì)意圖】展示學(xué)生的設(shè)計(jì)原型,外顯學(xué)生對(duì)技術(shù)設(shè)計(jì)的理解,通過學(xué)生的設(shè)計(jì),可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生①基本沒有體現(xiàn)任何技術(shù)能力,屬于原理性知識(shí)的再現(xiàn);學(xué)生②考慮了原料的價(jià)格,以及尾氣的處理問題,具有簡(jiǎn)單技術(shù)設(shè)計(jì)能力;學(xué)生③停留在原理層面沒有考慮實(shí)際操作的可能性;學(xué)生④考慮到了原料的循環(huán)利用問題,還解決了尾氣處理的問題,但多次循環(huán)的運(yùn)營(yíng)成本問題沒有考慮,可見學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)欠缺。通過模擬硝酸制備實(shí)驗(yàn),希望學(xué)生能發(fā)現(xiàn)新的技術(shù)問題,思考技術(shù)原理與實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)之間的差別,為下節(jié)課的如何吸收N02、如何實(shí)現(xiàn)清潔排放尾氣等技術(shù)改進(jìn)奠定基礎(chǔ)。
(2)探討技術(shù)改進(jìn)
【銜接教學(xué)、提出問題】科學(xué)原理轉(zhuǎn)化到技術(shù)生產(chǎn)需要我們考慮很多細(xì)節(jié),比如經(jīng)濟(jì)效益、綠色環(huán)保等,上節(jié)課給同學(xué)們留下了關(guān)于NO2能否被水全部吸收的問題,誰能提供些設(shè)計(jì)的新想法?
【學(xué)生匯報(bào)】NO2不能完全被吸收,因?yàn)闀?huì)生成NO;通入N02的速度快的話,N02可能來不及反應(yīng)。
【教師追問】很好,同學(xué)們說的這些情況在實(shí)際生產(chǎn)中都會(huì)發(fā)生,那可以通過哪些方法促進(jìn)二氧化氮的吸收呢?
【學(xué)生匯報(bào)】一般來說壓強(qiáng)越大,在水中的溶解度越大,工業(yè)生產(chǎn)中在NO2的吸收環(huán)節(jié)可以采取加壓的方法;采取加壓的方法,如果一次吸收率很大的話,可以減少循環(huán)次數(shù),減少成本;如果尾氣中氮氧化合物的量很少的話,消耗的尾氣處理試劑也大大減少,成本也會(huì)降低!
【證據(jù)支持】同學(xué)們想的非常正確,資料顯示[10]當(dāng)NO2的吸收采用高壓(1.0- 1.5MPa),吸收率高達(dá)99.5%,生產(chǎn)酸濃度高達(dá)60%-70%,這時(shí)候經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)最優(yōu),生產(chǎn)成本低,尾氣中NOx含量低(最低達(dá)0.015%),并且是徹底的清潔技術(shù);符合國際上的排放要求。
【問題】解決了NO2的吸收問題和尾氣處理問題,實(shí)現(xiàn)了原料的利用最大化,還符合環(huán)保要求,這是技術(shù)改進(jìn)上的一大進(jìn)步,請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材81頁,根據(jù)硝酸的相關(guān)性質(zhì),思考在生成硝酸的過程中,還應(yīng)該關(guān)注哪些技術(shù)細(xì)節(jié)。
【學(xué)生匯報(bào)】硝酸受熱不穩(wěn)定,易分解為二氧化氮、氧氣和水,所以生成硝酸時(shí)應(yīng)讓N02和H2O在低溫下反應(yīng)。
【追問】在工業(yè)生產(chǎn)中如何創(chuàng)造低溫條件呢?
【學(xué)生匯報(bào)】給生成的NO2降溫,可以先把NO2儲(chǔ)存在一個(gè)冷卻裝置中;NO2是氣體,大量?jī)?chǔ)存對(duì)裝置體積要求太大,能不能把氣體直接通到溫度很低的水中,這樣生成的硝酸就很難分解了。
【教師評(píng)價(jià)并追問】把水通到冷卻水中,這確實(shí)是工業(yè)制硝酸采取的一種方法,從能源利用的角度還有其他方法嗎?
【學(xué)生匯報(bào)】氨的催化氧化需要在高溫條件下進(jìn)行,并且還是一個(gè)放熱反應(yīng),因此生成的氮氧化物溫度較高,可以設(shè)計(jì)一種類似球形冷凝器的裝置把這些熱量回收利用。
【證據(jù)支持】大家考慮的非常全面,這種能源循環(huán)利用的意識(shí)是非常重要的,工業(yè)生產(chǎn)硝酸的過程中為充分利用氨氧化過程中化學(xué)反應(yīng)的熱能,就是利用一種廢熱鍋爐裝置回收熱量,每生產(chǎn)It硝酸,可向外輸出動(dòng)力蒸汽0.310t,達(dá)到了副產(chǎn)蒸汽自給有余的目的[11]。
【問題】根據(jù)我們對(duì)“工業(yè)制硝酸”的分析,請(qǐng)大家對(duì)自己設(shè)計(jì)的工藝流程重新進(jìn)行優(yōu)化。
【學(xué)生活動(dòng)】?jī)?yōu)化工藝流程。
【教師梳理】對(duì)學(xué)生優(yōu)化的工藝流程投影展示,呈現(xiàn)時(shí)作了整合(圖5)。
【問題】根據(jù)我們優(yōu)化后的工藝流程,如果投入生產(chǎn),獲得產(chǎn)品,生產(chǎn)硝酸的裝置設(shè)備材料有哪些要求?
【學(xué)生】耐高溫、高壓和耐酸腐蝕。
【追問】可以選擇哪種材料?
【學(xué)生】銅會(huì)比較好,銅不會(huì)和酸反應(yīng)。
【教師活動(dòng)】(演示銅與稀硝酸、濃硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn))硝酸具有很強(qiáng)的氧化性,幾乎可以將所有金屬(金、鉑、鈦除外)氧化,根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象寫出銅與稀、濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式。
【學(xué)生】化學(xué)方程式書寫。
【信息支持】硝酸的強(qiáng)氧化性決定了銅不能用來制作硝酸生產(chǎn)設(shè)備,請(qǐng)大家結(jié)合資料卡片(圖6),根據(jù)硝酸的特性選擇合適材料。
【學(xué)生】選擇鐵或鋁。
【教師總結(jié)】Al、Fe在冷的濃硫酸、濃硝酸中其表面形成致密的氧化物薄膜而鈍化,根據(jù)硝酸的這一特性可以選擇鋁或鐵作為設(shè)備材料,特別是鑄鐵中加入硅更能大大增強(qiáng)其抗腐蝕性能。
【設(shè)計(jì)意圖】從經(jīng)濟(jì)效益和綠色化學(xué)等角度引導(dǎo)學(xué)生對(duì)工藝流程進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn),培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)管理能力。最后的優(yōu)化流程任務(wù)可以基于學(xué)生表現(xiàn)評(píng)價(jià)其技術(shù)能力的發(fā)展,從學(xué)生優(yōu)化后的工藝流程來看,“回收熱量”“再利用”“達(dá)標(biāo)排放”“加壓”等字眼說明學(xué)生已經(jīng)初步具備了“環(huán)境友好”“經(jīng)濟(jì)效益”等思維,“冷卻水”說明學(xué)生關(guān)注了技術(shù)細(xì)節(jié),能從產(chǎn)品性質(zhì)出發(fā)設(shè)計(jì)操作過程。硝酸的強(qiáng)氧化性和遇鐵、鋁等金屬發(fā)生鈍化的特性是“工業(yè)制硝酸”中選用設(shè)備材料無法避免的問題,通過設(shè)置設(shè)備選材的任務(wù),既承載硝酸相關(guān)性質(zhì)的教學(xué),又使學(xué)生認(rèn)識(shí)到工藝生產(chǎn)中要考慮設(shè)備材料選擇與成本問題,材料的選擇首先要基于產(chǎn)品性質(zhì)考慮,在此基礎(chǔ)上再考慮材料價(jià)格,選取最優(yōu)方案。
(3)進(jìn)行技術(shù)評(píng)價(jià)
【信息支持并提出問題】對(duì)于“工業(yè)制硝酸”工藝我們學(xué)習(xí)了它的技術(shù)原理,進(jìn)行了技術(shù)設(shè)計(jì),并從“綠色化學(xué)”“經(jīng)濟(jì)效益”等環(huán)節(jié)進(jìn)行了技術(shù)優(yōu)化,還根據(jù)硝酸的性質(zhì)考慮了各種技術(shù)細(xì)節(jié),現(xiàn)在來看一下目前使用最廣的“雙加壓法”硝酸制備工藝的真實(shí)流程(圖1),跟我們的設(shè)計(jì)有哪些不同,從不同角度對(duì)這一生產(chǎn)流程進(jìn)行評(píng)價(jià)。
【學(xué)生】和我們?cè)O(shè)計(jì)的流程很相似,實(shí)際流程考慮了更多細(xì)節(jié),比如用到了氨壓縮機(jī),可以一次投料更多,還有離心泵及時(shí)分離出了產(chǎn)生的硝酸,可以使吸收率更高;實(shí)現(xiàn)了含氮化合物的循環(huán)利用;尾氣符合標(biāo)準(zhǔn)直接排放,實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn);多次冷卻,冷卻效果更好,熱量回收更充分;如果硝酸廠和制氨廠建在一起,更能節(jié)約成本;……
【教師點(diǎn)評(píng)】點(diǎn)評(píng)并總結(jié)結(jié)束雙加壓法制硝酸的優(yōu)點(diǎn)。
【設(shè)計(jì)意圖】通過呈現(xiàn)硝酸真實(shí)生產(chǎn)工藝并與課堂優(yōu)化設(shè)計(jì)作對(duì)比,讓學(xué)生體會(huì)技術(shù)設(shè)計(jì)的成就感,讓學(xué)生從不同角度對(duì)真實(shí)流程進(jìn)行技術(shù)評(píng)價(jià),可以讓學(xué)生感受技術(shù)生產(chǎn)的復(fù)雜性。從原理到技術(shù)是~個(gè)不斷優(yōu)化革新的過程。通過學(xué)生的評(píng)價(jià)角度,診斷學(xué)生技術(shù)能力發(fā)展,從學(xué)生表現(xiàn)看,學(xué)生能關(guān)注技術(shù)細(xì)節(jié),已經(jīng)初步具備“經(jīng)濟(jì)、環(huán)保”的思想,特別是有學(xué)生提出硝酸廠和制氨廠建在一起,節(jié)約成本,更能體現(xiàn)對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)注。
三、結(jié)語
隨著技術(shù)時(shí)代的到來,技術(shù)素養(yǎng)對(duì)現(xiàn)代公民愈發(fā)重要。通過實(shí)施技術(shù)取向的“工業(yè)制硝酸”教學(xué)可以發(fā)現(xiàn),學(xué)生在技術(shù)設(shè)計(jì)并沒有意識(shí)到技術(shù)原理與技術(shù)生產(chǎn)的區(qū)別,例如在流程設(shè)計(jì)中將物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程視為技術(shù)流程。而技術(shù)時(shí)代的技術(shù)革新與發(fā)展對(duì)技術(shù)思維將提出更高的要求,這是作為教師應(yīng)該反思的。雖然技術(shù)的復(fù)雜性決定了實(shí)施技術(shù)教育具有一定的難度,但也不應(yīng)成為回避技術(shù)教育的理由,化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培育技術(shù)教育不能缺席!
參考文獻(xiàn)
[1][5]中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)[M].北京:人民教育出版社,2018
[2]吳俊明,于淼,駱紅山.科學(xué)課程中的技術(shù)教育(一)[J].化學(xué)教學(xué),2013 (4):9-12
[3]何翔,促進(jìn)學(xué)生技術(shù)素養(yǎng)發(fā)展的高中化學(xué)教學(xué)實(shí)踐與思考[J].化學(xué)教育,2014,35(19):14-18
[4] 亓英麗,盧巍.面向技術(shù)教育的化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)——以“海帶制碘”為例[J].化學(xué)教學(xué),2018(5):30-33
[6][10][11]王全文.硝酸工業(yè)的概況及發(fā)展趨勢(shì)[J].大氮肥,2005(6):361-364
[7]唐云波.從“知識(shí)本位”走向“素養(yǎng)為重”的元素化合物教學(xué)設(shè)計(jì)——以“硫及其化合物”教學(xué)為例[J].化學(xué)教學(xué),2017( 10):35-40
[8]喬敏,張毅強(qiáng).元素化合物教學(xué)設(shè)計(jì)的行動(dòng)研究——“氮?dú)夂偷墓潭ā钡慕虒W(xué)設(shè)計(jì)探索[J].化學(xué)教育,2006(1):30-33
[9] 梁東旺,楊歡.創(chuàng)設(shè)情境構(gòu)建模型聚焦探究——基于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的《硫和氮的氧化物》(第一課時(shí))教學(xué)設(shè)計(jì)[J].中學(xué)教學(xué)參考,2018(11):61-63
[12]杜春曉,孫志高,黃林林.濃硝酸裝置生產(chǎn)過程中材料的選用及防腐措施[J].石油和化工設(shè)備,2013,16(8):61-64