“化學(xué)反應(yīng)速率”同題異構(gòu)課的對比研究

陳偉

摘要：以蘇教版高中化學(xué)2專題2“化學(xué)反應(yīng)速率”兩節(jié)同題異構(gòu)課為研究對象，對比分析了兩節(jié)課的課題導(dǎo)入、概念建構(gòu)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和課堂小結(jié)四個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，并就優(yōu)化實(shí)驗(yàn)的開發(fā)與設(shè)計(jì)、難點(diǎn)的化解與突破和問題的設(shè)置與處理提出了一些建議。

關(guān)鍵詞：同題異構(gòu)；化學(xué)反應(yīng)速率；概念

文章編號：1008—0546（2017）11—0011—02 中圖分類號：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008—0546.2017.11.003

同題異構(gòu)是不同教師就同一課題進(jìn)行課堂教學(xué)展示，同樣的主題，不同的維度，多樣的策略，教師在交流中碰撞思維、分享智慧，共同探討教學(xué)的真諦。為更好促進(jìn)教師專業(yè)成長、積累教學(xué)資源，本學(xué)期我們化學(xué)學(xué)科組織了蘇教版高中化學(xué)2專題2“化學(xué)反應(yīng)速率”一節(jié)內(nèi)容的同題異構(gòu)教研活動。本文就二節(jié)同題異構(gòu)課，談一些思考和感悟。

一、課題導(dǎo)入

老師甲：利用幻燈片向?qū)W生展示溶洞的形成、塑料的降解、鋼鐵的生銹、奧運(yùn)的焰火、炸藥的爆炸等圖片，美麗的圖片給學(xué)生提供了真實(shí)的場景，讓學(xué)生直觀感受化學(xué)反應(yīng)有快慢之分，再設(shè)問學(xué)生比較它們的尺度，引導(dǎo)學(xué)生建立定量研究化學(xué)反應(yīng)速率的意識。

老師乙：請兩位學(xué)生來完成一組對比實(shí)驗(yàn)，取兩支大小相同的試管，分別加入1mL0.1 mol/L KMnO₄溶液，加人5滴相同濃度的硫酸溶液，同時(shí)分別向兩支試管中加入2mL0.01 mol/L和2mL 0.2 mol/LH₂C₂O₄溶液，觀察比較高錳酸鉀溶液褪色的快慢。

評析：直觀性教學(xué)原則認(rèn)為知識學(xué)習(xí)的開端永遠(yuǎn)必須來自感官，教學(xué)應(yīng)從觀察事物或動手實(shí)踐開始，從而引發(fā)學(xué)生思維，激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)。用生活中的圖片引入新課，能引發(fā)學(xué)生思考，但用學(xué)生操作對比性實(shí)驗(yàn)來導(dǎo)入新課則更具有吸引力，強(qiáng)烈的差異性實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象給學(xué)生的認(rèn)知震撼更能把學(xué)生的目光聚焦到所學(xué)內(nèi)容中來，更能促使學(xué)生去思考現(xiàn)象后面的原因，也更能發(fā)揮化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)，讓學(xué)生體會和感受化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)和魅力。

二、概念建構(gòu)

老師甲：從設(shè)問學(xué)生物理上如何給速率下定義類比到化學(xué)反應(yīng)速率如何表示，啟發(fā)學(xué)生得出化學(xué)反應(yīng)速率的定義（v（B）=Δc（B）/Δt、單位（mol·L^-1·min^-1或mol·L^-1·s^-1），教師指出化學(xué)反應(yīng)速率是一段時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)速率，如果Δt取值足夠小就為瞬時(shí)速率；由于固體和純液體的濃度為常數(shù)，不能用來表示某一反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率；同一時(shí)間間隔內(nèi)，用不同的物質(zhì)表示同一反應(yīng)的反應(yīng)速率數(shù)值雖然不同，但所表示的反應(yīng)速率意義相同；通過習(xí)題讓學(xué)生得出規(guī)律化學(xué)計(jì)量系數(shù)比等于反應(yīng)過程中變化的物質(zhì)的量之比，等于變化的物質(zhì)的量濃度之比，也等于化學(xué)反應(yīng)速率之比。

老師乙：將0.01mol/L的KMnO₄溶液與0.2mol/LH₂C₂₄溶液混合，再加入少許稀硫酸。由于發(fā)生下列反應(yīng)，混合溶液的顏色會逐漸變淺直至變?yōu)闊o色。讓學(xué)生觀察不同時(shí)刻反應(yīng)混合物中KMnO₄的濃度，見表1，思考如何用數(shù)據(jù)表示該化學(xué)反應(yīng)的速率。

利用表1的數(shù)據(jù)學(xué)生可算出不同時(shí)間間隔內(nèi)高錳酸鉀濃度的變化，強(qiáng)調(diào)比較反應(yīng)快慢的要素時(shí)間、濃度變化。在此基礎(chǔ)上指出：通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或者生成物濃度（常用物質(zhì)的量濃度）的增加來表示化學(xué)反應(yīng)速率。

評析：化學(xué)概念是化學(xué)學(xué)科的基石，學(xué)生化學(xué)概念建構(gòu)得好壞，對學(xué)習(xí)演繹推理能力的提高、加深對元素化合物的理解都有非常重要的作用。而化學(xué)反應(yīng)速率本身就很抽象，如何幫助學(xué)生建構(gòu)概念呢？老師甲從物理上如何給速率的定義類比遷移到所學(xué)概念，讓學(xué)生明白化學(xué)反應(yīng)速率所屬上位概念，為建構(gòu)概念找到了固著點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行限制、完善和拓展，并用物理上大小不同車輪表示拖拉機(jī)前進(jìn)速率來突破難點(diǎn)：用不同的物質(zhì)表示相同時(shí)間間隔內(nèi)同一反應(yīng)的反應(yīng)速率其數(shù)值雖然不同但所表示的化學(xué)意義是相同的。老師乙通過開發(fā)現(xiàn)象明顯的演示實(shí)驗(yàn)引入，把概念的建構(gòu)蘊(yùn)藏在一個(gè)個(gè)問題解決過程之中，而不是通過講解法給出v（B）=Δc（B）/Δt，讓學(xué)生在解決問題的過程中，豐富了感性認(rèn)識，促成了對概念的深度理解。

三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

老師甲：設(shè)計(jì)了如下5組實(shí)驗(yàn)：（1）比較碳酸鈉粉末、碳酸氫鈉粉末和同濃度的鹽酸反應(yīng)的快慢；（2）比較Na₂S₂O₃分別和不同濃度的稀H₂SO₄反應(yīng)的快慢；（3）比較同濃度的Na₂S₂O₃和同濃度的稀H₂SO₄在不同溫度下反應(yīng)快慢；（4）比較塊狀與粉末狀的CaCO₂和同濃度的鹽酸反應(yīng)的快慢；（5）比較H₂O₂在MnO₂有無的條件下反應(yīng)的快慢。

老師乙：設(shè)計(jì)了如下4組實(shí)驗(yàn)：（1）比較相同大小的鎂條和鐵片與0.5mol/L鹽酸反應(yīng)；（2）比較Na₂S₂O₃分別和不同濃度的稀H₂SO₄反應(yīng)的快慢；（3）比較同濃度的Na₂S₂O₃和同濃度的稀H₂SO₄在不同溫度下反應(yīng)快慢；（4）比較H₂O₂在少量MnO₂、2滴0.2mol/LFeCl₃，溶液和一小塊新鮮的動物肝臟及不加任何物質(zhì)情況下反應(yīng)的快慢。endprint

評析：普通高中《化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》對必修2“化學(xué)反應(yīng)速率”內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：“通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的速率和化學(xué)反應(yīng)的限度，了解控制反應(yīng)條件在生產(chǎn)和科學(xué)研究中的作用。實(shí)驗(yàn)探究溫度、催化劑對過氧化氫分解反應(yīng)速率的影響”。按此要求，在難度把握上對化學(xué)計(jì)算不需要作加深，掌握決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素是反應(yīng)物的性質(zhì)，但是改變外界條件如濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑和反應(yīng)物的接觸面積時(shí)也會影響化學(xué)反應(yīng)速率。關(guān)于外界條件影響化學(xué)反應(yīng)速率的原理不作深入研究。本節(jié)課兩位老師都讓學(xué)生用實(shí)驗(yàn)來探究化學(xué)反應(yīng)速率影響因素，讓學(xué)生在合作探究中建構(gòu)知識，注重用實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力、提出假設(shè)能力、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力與分析問題、解決問題的能力，豐富學(xué)生的體驗(yàn)，同時(shí)增強(qiáng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)的意識?？紤]到課堂教學(xué)時(shí)間限制，兩位教師在每個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)盒內(nèi)提供的藥品不同，讓每組學(xué)生只完成2個(gè)實(shí)驗(yàn)，然后讓不同組學(xué)生交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)得出物質(zhì)的性質(zhì)是影響化學(xué)反應(yīng)速率的內(nèi)因，溫度、濃度、催化劑、接觸面積等是影響化學(xué)反應(yīng)速率的外因。這樣的做法受制于課堂教學(xué)時(shí)間限制無可厚非，但總覺得隱含著教育公平的問題，試想有位學(xué)生對FeCl，可作催化劑加快H202分解的反應(yīng)速率不甚理解而他桌子上的實(shí)驗(yàn)盒里恰恰沒有相應(yīng)的藥品，那他就可能因?yàn)闆]有親手實(shí)驗(yàn)而錯(cuò)過體驗(yàn)和感知該知識的機(jī)會，他對該知識的理解就可想而知了。兩位教師還有一個(gè)共同點(diǎn)是都對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行開發(fā)和改進(jìn)，教師乙設(shè)計(jì)催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率影響時(shí)增加了一小塊新鮮的動物肝臟作對比實(shí)驗(yàn)，體現(xiàn)了化學(xué)與生活的緊密聯(lián)系，增加了課堂的生活氣息；兩位教師都用Na₂S₂O₃溶液作藥品，優(yōu)點(diǎn)是現(xiàn)象明顯，缺點(diǎn)是原理復(fù)雜，該反應(yīng)的化學(xué)方程式不作要求，實(shí)驗(yàn)改進(jìn)原則之一是現(xiàn)象明顯，但原理過于復(fù)雜就得不償失了，多少有點(diǎn)為改進(jìn)而改進(jìn)的嫌疑。而在實(shí)驗(yàn)前，教師甲在PPT上投影出實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)和實(shí)驗(yàn)的簡單步驟，并作了口頭提醒。而教師乙只是在PPT上投影出實(shí)驗(yàn)所給藥品，學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)教師甲班上的學(xué)生紀(jì)律相對較好，學(xué)生按實(shí)驗(yàn)提醒一步一步做實(shí)驗(yàn)，但這樣的實(shí)驗(yàn)更像是驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的探究色彩少了些。教師乙班上的學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)雖然有些嘈雜，所用時(shí)間也略多，但學(xué)生有一個(gè)提出假設(shè)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的過程，所以學(xué)生得到的鍛煉和受到的開發(fā)更多，學(xué)生的體驗(yàn)更豐富。所以從這個(gè)角度講教師乙設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果可能要更好一些。

四、課堂小結(jié)

教師甲：在課的結(jié)束時(shí)，先引導(dǎo)學(xué)生回憶本課所學(xué)內(nèi)容，然后引導(dǎo)學(xué)生反思學(xué)會了哪些方法、形成了哪些觀念，最后通過幾個(gè)練習(xí)鞏固測試學(xué)生對所學(xué)掌握程度，習(xí)題滲透了本節(jié)課的核心知識，也在提醒所學(xué)內(nèi)容中的重點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)速率的感性認(rèn)識到理性認(rèn)識的轉(zhuǎn)變。

教師乙：與教師甲相比，教師乙不僅引導(dǎo)學(xué)生反思本課所學(xué)內(nèi)容，反思學(xué)會了哪些方法、形成了哪些觀念，還特別重視學(xué)生問題意識的培養(yǎng)，他詢問學(xué)生還有什么問題，學(xué)生回應(yīng)后還設(shè)計(jì)了一個(gè)課后探究題：如何用所學(xué)的知識來加快合成氨工業(yè)反應(yīng)速率，從而既讓學(xué)生感受到學(xué)習(xí)的價(jià)值，又為下一節(jié)課的學(xué)習(xí)作了較好的鋪墊。

評析：課堂小結(jié)關(guān)鍵是引導(dǎo)學(xué)生反思所學(xué)內(nèi)容、掌握的方法和形成的觀念。一節(jié)課既要獨(dú)立的教學(xué)目標(biāo)，比較完整的教學(xué)內(nèi)容，相對完整的結(jié)構(gòu)，又要能承上啟下，一節(jié)課同時(shí)又是下節(jié)課進(jìn)一步學(xué)習(xí)的前提和基礎(chǔ)。課堂結(jié)束不僅要對本節(jié)課進(jìn)行適當(dāng)總結(jié)，還要有啟下的功能。教師乙不僅回顧這節(jié)課的教學(xué)任務(wù)，也提出適當(dāng)?shù)膯栴}，引發(fā)學(xué)生思考后續(xù)學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

五、教學(xué)感悟

1.實(shí)驗(yàn)的開發(fā)與設(shè)計(jì)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)的主要目的是幫助學(xué)生認(rèn)知和促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，優(yōu)秀的化學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅能豐富學(xué)生認(rèn)知手段，還能引領(lǐng)學(xué)生深入分析問題、探究原理，促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展和能力提升。所以，在教學(xué)實(shí)踐中教師不能以教材上的演示實(shí)驗(yàn)為教條，而是要結(jié)合不同版本教材、學(xué)生實(shí)際情況和學(xué)校的實(shí)驗(yàn)條件作必要改進(jìn)，教師乙沒有被課本實(shí)驗(yàn)束縛，充分整合實(shí)驗(yàn)資源，開發(fā)設(shè)計(jì)了新的實(shí)驗(yàn)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)，豐富了學(xué)生的情感體驗(yàn)，為學(xué)生建構(gòu)概念提供了生動形象的支架，有效地幫助學(xué)生認(rèn)知和促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)。

2.難點(diǎn)的化解與突破

難點(diǎn)是指學(xué)生不易理解的知識、不易掌握的技能技巧，或者是容易產(chǎn)生負(fù)遷移的學(xué)習(xí)內(nèi)容。它猶如學(xué)生學(xué)習(xí)途中的絆腳石，阻礙著學(xué)生進(jìn)一步獲取新知和建構(gòu)概念。本節(jié)教學(xué)內(nèi)容的難點(diǎn)是用不同的物質(zhì)表示同一時(shí)間間隔內(nèi)同一反應(yīng)的反應(yīng)速率其數(shù)值雖然不同，但所表示的反應(yīng)速率的化學(xué)意義是相同的。教學(xué)中教師甲巧妙地用物理上大小不同車輪表示拖拉機(jī)前進(jìn)速率，雖然大小輪轉(zhuǎn)的圈數(shù)不同但表示同一拖拉機(jī)前進(jìn)速度，這樣的難點(diǎn)化解和突破，化抽象為具體，變晦澀為淺顯，降低了學(xué)生建構(gòu)知識的難度。

3.問題的設(shè)置與處理

問題對于驅(qū)動學(xué)生開展探究活動和促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展有著重要的作用。但不是任何問題都是有效的和具備引發(fā)思維功能的。只有把問題設(shè)置在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，這樣做既符合學(xué)生的認(rèn)知水平，又可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)和探究動機(jī)，讓學(xué)生通過合作研究、相互啟迪中解決問題，并在此過程中學(xué)習(xí)新的知識、掌握規(guī)律。教師乙設(shè)計(jì)的問題有層次、有梯度，由表及里，讓學(xué)生拾級而上，不斷深入，這樣讓學(xué)生在思考和解決問題的過程中習(xí)得知識，發(fā)展思維。

通過同題異構(gòu)這個(gè)教研平臺，讓教師取長補(bǔ)短，使教師各顯神通，啟迪了教師思維，分享了教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，教師可以在交流中生成，在生成中建構(gòu)，在建構(gòu)中發(fā)展。endprint