主题式教学设计是以主题为轴，用真实情境表达教学主题，用教学主题体现教学目标和教学要求，用教学目标和教学要求刺激和满足学生的认知和非认知发展需求的一种整体性教学设计［1］。在教学中，教师可以围绕某一主题进行相关学科知识的整合，引导学生进行主体性的学习和探究，使学生的认知发生有效迁移，提高学生解决问题和主动探究的能力，真正实现“以生为本”的教学理念。
775 Advances in aquaporin inhibitors and molecular targeted therapy
（1）教材分析
“化学平衡”是高中化学概念原理的核心内容，涉及高一、高二、高三3个年段的进阶教学，包含新授课和复习课两种课型。“化学反应的限度”是“化学平衡”的初阶（其教学要求见表1），是高一学生认识化学反应的重要角度，学生通过这部分内容的学习能够初步掌握调控反应的方法，为今后深入学习化学平衡的移动、平衡常数等内容打下基础。
判决书下来了，那枚钻戒也还店里了，玉敏不那么焚心了。偷梁换柱归还钻戒后，老总和店员们都没看出破绽。老总看玉敏的眼光温和了，脸色也回暖些。不过老总常拿这事当反面教材说事，令玉敏很尴尬。玉敏把头埋得低低的，双手绞在一起，像一个得不到佛陀宽恕的信徒。李琳安慰她，说就说吧，他爱咋说咋说，咱这耳听那耳出。玉敏失神地点点头。雨落却赞同老总的做法，说我们必须引以为戒，再发生这样的事，怕没这么好的运气追回了。
表1 高一必修“化学反应的限度”教学要求
年段教材课型高一苏教版必修2《化学反应的限度》新授课普通高中化学课程标准（2017年版）内容标准体会从限度和快慢两个方面去认识和调控化学反应的重要性。了解可逆反应的含义，知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡状态。认识化学变化是有条件的，学习运用变量控制方法研究化学反应，了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。学业要求能从化学反应限度和快慢的角度解释生产、生活中简单的化学现象。能描述化学平衡状态，判断化学反应是否达到平衡。能运用变量控制的方法探究影响化学反应速率的因素，能初步解释化学实验和化工生产中反应条件的选择问题。
（2）学情分析
本节课是学生在学习化学反应速率的基础上，进一步深入研究可逆反应、可逆反应的限度及化学平衡状态等知识。学生虽然在初中、高一第一学期已经接触过多个“可逆反应”，例如二氧化碳与水反应、氯气与水反应、二氧化硫与氧气反应、合成氨反应等，但还没有认识到化学反应有限度，更没有意识到化学反应之所以有限度是与反应可逆有关。
新的课程标准对教师提出了新的要求，教师应转变过分依赖概念定义解析和习题强化训练的传统教学方式，在教学中更应紧密联系生活生产实际，选取真实情境素材，注重运用实验事实、数据等证据素材，帮助学生转变迷思概念，拓展学生对化学反应的认识角度，形成调控化学反应的基本观念，从而提高学生学科能力及素养的发展。基于以上分析，本节课以“合成氨反应”为主题，设计如图1所示的教学环节。
环节一：了解反应的限度
图1 “化学反应的限度”主题式教学设计思路
［情境1］19世纪炼焦工业的副产品氨被制成硫酸铵作为氮肥使用，但由于产量少，价格贵，远远解决不了人口激增、粮食短缺的社会问题。于是科学家们将目光转向空气，以极大的热情投入到将氮气转化为氨再生产氮肥的研究中。但是研究初期，在当时的理论基础和实验条件下，研究工作却陷入困境。科学家们发现用氮气和氢气合成氨气，反应很慢，产量极少，根本达不到工业化生产的要求。
［教师活动］合成氨反应究竟是一类怎样的反应，科学家们能否解决难题，实现合成氨的工业化生产呢？
在对手足口疫苗等品种临床试验进行现场检查时，为配合创新药物的加快审评，研究核查处坚持标准不降低、程序不减少，深入到接种第一线，将试验情况及时、如实反映，为总局快速审批提供了可靠依据，为手足口疫苗全球首发上市做出了巨大贡献。某中药在临床试验中发生连续严重不良事件，研究核查处立即启动应急机制，抽调经验最丰富的检查员奔赴现场，连夜查明原因，完成检查报告，为及时叫停该临床试验提供了坚实依据，保障了公众用药安全。
［学生活动］①取1滴管0.1mol/L的KI溶液于试管中，向其中加入2滴0.1mol/L的FeCl3溶液，充分振荡；②继续向上述溶液中加入约等体积的CCl4，充分振荡后静置；③在上层清液中滴加1滴KSCN溶液。
［学生表现］观察实验现象：①中溶液变黄；②分层，下层紫红色；③溶液变成血红色。
思考后得出结论：Fe3+不能完全转化为Fe2+。
样品中阿多尼弗林碱的限量比较小，对仪器灵敏度要求高。液相色谱-质谱联用技术以液相色谱作为分离系统，质谱为检测系统，具有灵敏度高、分析时间快、分离效果好的优点[6]，可适用于含千里光中药制剂中阿多尼弗林碱的检测。
［设计意图］通过实验，让学生亲身感受有这样一类反应：在同一反应条件下，既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行，反应有一定的限度，反应物不能完全转化为生成物，这类反应就是可逆反应。
［教师活动］你还能列举哪些可逆反应？
2.1.1 ig药液的制备 取金芪降糖片去包衣，粉碎，过40目筛，混合均匀，精密称取该粉末适量，生理盐水配制为0.7 g/mL的混悬液，超声30 min，静置24 h，于4℃保存。
［学生活动］踊跃上黑板书写其他可逆反应，气氛热烈。其中一位学生写了合成氨反应。
［教师活动］合成氨反应也是可逆反应，氮气和氢气在合成氨气的同时，氨气也在分解，而科学家们在研究初期，正是由于对这个反应的特点缺乏了解，研究才会陷入困境，所以我们还需要更加深入地研究这个反应。
环节二：理解反应的限度
［情境2］450℃时，往一个2L的密闭容器中充入1molN2和2.6molH2，反应过程中对NH3的浓度进行检测，得到的数据如表2所示：
表2 氨气浓度的变化
时间/min c（NH3）/mol·L-1 0 0 5 0.08 10 0.14 15 0.18 20 0.20 25 0.20 30 0.20
［教师活动］①氨气的浓度呈现怎样的变化规律？
②假设氮气和氢气完全反应，理论上能获得氨气多少mol？
③实际最多获得氨气多少mol？
④氮气和氢气的浓度又会有怎样的变化？
俗话说，实践是检验真理的唯一标准。但在我国由于管理会计引进的时间较短，且一开始是照搬国外的理论，我国自己的管理会计理论仍处于发展阶段，在许多方面都没有的到研究和论证。没有合理的管理会计理论，不能将管理会计的理念与实际的工作相结合起来。在很多时候只是单独的讨论管理会计的重要性，却忽略了管理会计在实际工作中的应用方法，使管理会计与企业出现脱节，无法发挥其真正的作用。
［学生活动］在教师的逐步引导下，学生积极思考，细心演算。计算结果如表3所示。
表3 学生计算得出氮气、氢气的浓度变化
时间/min c（N2）/mol·L-1 c（H2）/mol·L-1 0 5 0.5 1.3 0.46 1.18 10 0.43 1.09 15 0.41 1.03 20 0.4 1 25 0.4 1 30 0.4 1
［学生表现］①能根据图表数据说出氨气的浓度变化规律：先递增后保持不变。
②小部分同学未注意到氮气和氢气的物质的量之比不是1∶3，出现计算错误。
③能理解“最多”的含义：0.20mol/L为氨气浓度的最大值，并运用公式计算得出正确结果。
④小部分同学应用“三段式”计算还不熟练，在规定时间内无法完成。
［设计意图］通过对数据的比较、分析、处理，深入挖掘“可逆反应”的概念价值，培养学生的证据意识。
［教师活动］请以时间（t）为横坐标，浓度（c）为纵坐标，画出各物质浓度变化曲线图。
［学生活动］动笔绘图，信心满满。
［学生表现］能根据氮气、氢气、氨气浓度变化画出浓度（c）—时间（t）图。
［设计意图］通过绘图，让学生建立化学平衡的认知模型，更容易地理解化学平衡的特征。
［教师活动］当反应物和生成物的浓度不再变化，可逆反应就达到了最大限度，此时反应是否就停止了呢？
［学生活动］有的说反应停止了，有的说没有停止。
［学生表现］以学生的认知水平，无法理解化学平衡是一种动态平衡，所以教师继续引导。
四 川 省 位 于 西 南 腹 地 （ 97°21′~108°33′E ，26°03′~34°19′N），辖区面积约 48.6 万平方千米，地跨青藏高原、云贵高原、横断山脉、秦巴山地、四川盆地等地貌单元。地势西高东低，由西北向东南倾斜，以龙门山—大凉山一线为界，东部为四川盆地及盆缘山地，西部为川西高山高原及川西南山地。气候区域差异显著，东部少日照、生长季长，西部则寒冷、冬长、基本无夏、日照充足、降水集中、干雨季分明；气象灾害种类多，发生频率高，范围大，主要是干旱，暴雨、洪涝和低温等也经常发生。
［教师活动］我们还可以绘制氨气的生成速率（正反应速率）与分解速率（逆反应速率）随时间变化的速率（v）—时间（t）图（学生绘图见图2）。当正反应速率和逆反应速率相交时，表示正反应速率与逆反应速率相等且不为0，此时反应物和生成物的浓度不再变化，可逆反应达到最大限度，即化学平衡状态，所以化学平衡是动态平衡。
图2 学生绘制的浓度（c）-时间（t）图和速率（v）-时间（t）图
［学生活动］观看喷泉池持续喷水，而水面没有上升的视频加深理解。
［教师活动］合成氨反应的工业化之路之所以困难重重，与这个反应是可逆反应，到达平衡状态产物就不会增加有关。如果要大量生产氨气，你是希望这个反应保持平衡状态还是打破平衡状态？往哪个方向移动才能获得更多的氨气？
［学生表现］想法一致：必须打破化学平衡状态，往正反应方向移动才能获得更多的氨气。
［设计意图］化学平衡状态的五大特征：“逆”“等”“动”“定”“变”，前四个特征已经呈现出来，如何展现“变”（即改变外界条件化学平衡发生移动）这一特征？如果认为这是高二、高三的教学任务而直接采用告知学生的传统方式，就背离了新课程改革的初衷，所以教师的教学方式也要“变”。
环节三：突破反应的限度
1.3评价标准 患儿临床症状和体征消失,体温恢复正常,表示护理有效。患儿临床症状和体征明显改善,体温下降,表示护理好转。患儿临床症状和体征无变化,体温持续不降,表示治疗无效。
［情境3］19世纪下半叶，物理化学的巨大进展使人们认识到：合成氨反应是可逆的。法国化学家勒夏特列为合成氨奠定了理论基础，他是第一个试图在高压条件下合成氨的科学家，但是由于氮氢混合气中混入氧气引起爆炸，使他放弃了实验。德国物理化学的权威能斯特，选择铂粉、锰作催化剂，在685℃，50atm下得到0.96%（在平衡混合气中所占体积分数）的氨。德国化学家哈伯与能斯特几乎同时尝试合成氨。1907年，哈伯选择锇作催化剂，在550℃，150-250atm下得到8.25%的氨。
从河北里庄到北京王府井，从金台西路到王四营，70年来，人民日报印刷厂与人民日报风雨同舟、同甘共苦、不断壮大，始终是党报事业的重要组成部分。无论是在硝烟弥漫的战争时代、激情燃烧的建设岁月，还是在波澜壮阔的改革时期，人民日报印刷厂始终秉持党报人的优良传统，以高度的政治责任感和强烈的历史使命感，奋战在党报印刷出版的第一线，为人民日报事业的发展做出了积极的贡献。
［教师活动］哈伯与能斯特的实验方法有何相似之处？哈伯为什么能获得更多氨气？给你哪些启示？
［学生活动］踊跃回答，气氛热烈。
［学生表现］①能说出相似之处：使用催化剂、高温、高压。
②哈伯使用的催化剂与能斯特不同，还降低了温度，增大了压强。
③勒夏特列因为害怕而错过合成氨反应的重大发现，有些可惜，但成功总是留给能坚持到底的人。
［设计意图］虽然学生没有学习过勒夏特列原理，不清楚催化剂是不会影响平衡移动的，但是从情境素材的对比中，学生能得出降温、加压有利于合成氨反应正向移动，能初步解释化工生产中反应条件的选择问题，提升了学生的成就感，也在今后选修化学的学生心中埋下了一颗好奇的种子。
在被问道：“您感受到的社会层面对您的职业是否认同？”时，几乎都感受到不被社会认同，甚至不被亲戚认同。也有的列举单位从业20余年老职工，刚去单位时不和任何家人说自己的工作单位，只有自己和妻子知道，过了很多年，随着社会观念的变化，他们才感觉到认同度开始增加。大多数被访者也表示，目前社会对殡葬行业工作者的认同度确实提高很多，期待社会大众加强对他们专业的进一步认同和理解。
［情境4］1909年，哈伯又提出“循环操作”的工艺技术，进一步提高合成氨的产率。同年，德国BASF公司买下了合成氨的专利权。随后，化学家兼工程师博施带领他的团队攻坚克难，经历了6500多次的催化剂筛选实验，发明了耐高温高压的双层反应釜，终于在1913年9月9日，建成了第一座合成氨工厂，开创了工业合成氨的时代。哈伯和博施分别获得1918年和1931年诺贝尔化学奖。
［学生活动］全班鼓掌。
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［设计意图］化学科学的发展是人类智慧的结晶，是一代又一代化学人不畏艰险、百折不回、勇于实践创新的结果，化学学科带给学生的不仅是知识的进化和思维的启发，更是一种力量的支撑、精神的鞭笞和创造的信念。
主题式教学的开展对教师的要求较高，教师要有更开阔的视野、更长远的考量，不能仅局限在眼前知识的讲解，更应着眼于如何提升学生核心素养以适应未来发展的多样化需求上。所以在进行教学设计的时候，教师要能打破不同单元、不同年段、不同学科之间的壁垒，将相关内容进行梳理、整合，通过创设情境、实验探究、证据推理等环节，提升学生的思维品质。
“化学平衡”内容贯穿高中三个年段，“合成氨反应”在必修模块的“氨气的制备”“化学反应的限度”，选修模块的“化学平衡的移动”中多次出现，是极具有学科价值的一个经典反应，本节课围绕“合成氨反应”开展教学，既是主题式教学的一次尝试，更是对科学家们的致敬。
为了及时掌握学生对于化学平衡状态的理解程度，本堂课最后设置了一个反馈环节：在一定条件下，恒温恒容密闭容器中进行可逆反应：N2+3H2催化剂2NH3，下列能说明该反应已经达到化学平衡状态的是______。
A.单位时间内生成n mol N2同时生成3n mol H2
注水指示曲线为折线形，在注水井井底压力为60MPa时出现拐点。如果注水压力继续增加，吸水量大量增加，这种曲线明显具有裂缝吸水特征。产生这种情况的可能原因是，注水压力增加时油层产生微小裂缝，使油层吸水量增大。所以注水井井底压力的上限以60MPa为最佳。高于地层破裂压力注水时地层压力水平大幅度提高，油井没有出现暴性水淹主要原因是地层压力还没有达到极限。这说明高压注水［3］在一定的时间范围内可行。
B.单位时间内生成n mol N2同时消耗3n mol H2
陆茂本就不用这么拐弯抹角，他走过来，说：“别呦呦，你看你，头上都冒汗了，来，我来耕几行。”说着，那手就向犁把伸去。
C.容器中N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2
D.容器中N2、H2、NH3的浓度保持不变
C选项通常是学生易选的一个错误选项，虽然通过习题强化能提高应试技巧，但是本堂课通过环节二的铺垫，教师引导学生运用数据素材开展了概括关联、比较说明等活动，所以绝大多数学生没有“踩雷”，学习效果显著。
参考文献
［1］ 袁顶国，朱德全.论主题式教学设计的内涵、外延与特征［J］.课程·教材·教法，2006，26（12）：19-23
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