素養(yǎng)視角下的影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素（第一課時）教學(xué)設(shè)計

林良柱 李虹瑩

【摘要】? 素養(yǎng)為主的課堂，要求教師能從不同視角、全面、客觀去設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，開展在化學(xué)實(shí)驗中尋找證據(jù)的課堂。通過以“影響化學(xué)反應(yīng)速率”為素材來培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】? 化學(xué)核心素養(yǎng) 實(shí)驗探究 教學(xué)設(shè)計

【中圖分類號】? G633.8? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】? A ? ? 【文章編號】? 1992-7711（2020）13-164-01

一、設(shè)計思路

奧蘇貝爾認(rèn)為影響學(xué)生的學(xué)習(xí)因素是已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。 學(xué)生除了對生活中一些控制反應(yīng)速率常見的例子獲得已有的知識，還經(jīng)過對于人教版化學(xué)必修二第二單元第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率和限度學(xué)習(xí)。對影響化學(xué)反應(yīng)速率的知識已經(jīng)有一定的宏觀積累，對于本節(jié)課的學(xué)習(xí)其主要就是讓學(xué)生通過已有的知識去探究影響反應(yīng)速率的微觀因素，學(xué)會用控制變量法去研究化學(xué)實(shí)驗，再通過實(shí)驗現(xiàn)象、結(jié)論從而歸納出一定的規(guī)律?；瘜W(xué)核心素養(yǎng)通過真實(shí)問題情境設(shè)計，開展以實(shí)驗為主的多種探究活動重視教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化設(shè)計，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

二、教學(xué)設(shè)計

1.教材分析

本節(jié)課是對必修二第二單元第三節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行一個更加全面的探討，引導(dǎo)學(xué)生通過微觀探析來解釋影響化學(xué)速率的因素。從整本教材來看，其為緒言的理論部分提供了事實(shí)的依據(jù)，也為接下來平衡的學(xué)習(xí)建立起相關(guān)的模型認(rèn)知。通過實(shí)驗探究不同催化劑對雙氧水的分解速率不同，從而選出最優(yōu)的催化劑。

2.學(xué)情分析

（1）已有的知識：

①生活中常見的例子例如冰箱、加酶洗衣粉學(xué)生明確溫度、催化劑是對速率有影響。

②在本冊《緒言》學(xué)習(xí)物質(zhì)反應(yīng)的本質(zhì)是由活化分子的有效碰撞引起的。

③在對第一節(jié)實(shí)驗2-1的實(shí)驗探究時，學(xué)生對速率測定的具體方法（控制變量法）有一定的了解。

（2）已具備的能力：

①學(xué)生通過已有的知識儲備可以設(shè)計出簡單的實(shí)驗方案，再通過小組合作完善實(shí)驗方案和完成實(shí)驗探究;

②能用多種方法去收集、分析實(shí)驗數(shù)據(jù)的能力，對于異?，F(xiàn)象也有一點(diǎn)自己獨(dú)特的看法。

（3）可能遇到困難：

微觀探析能力比較弱，往往不能通過變化的觀念去看待問題，創(chuàng)新意識不夠。

3.教學(xué)目標(biāo)

①通過實(shí)驗探究化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素，能夠掌握濃度、溫度、催化劑等因素對速率的影響;

②建構(gòu)起碰撞理論模型的認(rèn)知，引導(dǎo)學(xué)生從微觀角度分析問題;

③實(shí)施“教、學(xué)、評” 課堂一體化的教學(xué)評價活動。

4.評價目標(biāo)

（1）通過對宏觀現(xiàn)象，診斷并發(fā)展學(xué)生對于影響化學(xué)反應(yīng)速率進(jìn)行探析（物質(zhì)水平）。

（2）科學(xué)探究與微觀探討，學(xué)生通過實(shí)驗驗證濃度、催化劑的實(shí)驗探究，進(jìn)行解釋、發(fā)現(xiàn)問題的答案。建構(gòu)起碰撞模型加深對影響反應(yīng)速率的進(jìn)一步認(rèn)識。（內(nèi)涵角度、外延角度）。

（3）變化觀念與社會責(zé)任：通過實(shí)驗探究外部因素對反應(yīng)速率的影響，認(rèn)識化學(xué)速率是可以調(diào)控的、能動態(tài)的去分析化學(xué)變化的原因，運(yùn)用控制反應(yīng)速率原理去解決一些簡單的實(shí)際問題。

5.教學(xué)過程

【導(dǎo)入】回顧反應(yīng)速率的表達(dá)式，由表達(dá)式引導(dǎo)出濃度對反應(yīng)速率的影響;通過展示兩張圖片學(xué)生就能馬上領(lǐng)會到溫度、催化劑可以影響反應(yīng)速率。

【實(shí)驗探究】

任務(wù)：實(shí)驗探究濃度對反應(yīng)速率的影響影響

5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4 == 10CO2↑+ 2MnSO4 + K2SO4+ 8H2O

試劑： 0.01mol/LKMnO4，1mol/LH2C2O4，飽和H2C2O4、1mol/L H2SO4 溶液。

教師指導(dǎo)：設(shè)計實(shí)驗方案，注意控制變量、觀察并記錄實(shí)驗現(xiàn)象，討論分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論。

分組實(shí)驗：通過學(xué)生設(shè)計好的實(shí)驗方案，討論出最合適的方法，通過對實(shí)驗控制單一變量，使得實(shí)驗現(xiàn)象更加明顯。

【理論分析歸納】

構(gòu)建微粒碰撞模型，引導(dǎo)學(xué)生通過對模型的認(rèn)知，更加深刻的理解前言部分的碰撞理論，明白化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)原因從而培養(yǎng)學(xué)生的微粒觀、變化觀，體現(xiàn)理論學(xué)習(xí)的連續(xù)性和邏輯性。

【實(shí)驗探究】溫度對速率的影響

藥品：0.1mol/L Na2S2O3、0.2mol/L Na2S2O3、0.1mol/L H2SO4、5%H2O2熱水、冷水。

【知識遷移】

在建構(gòu)起濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響模型后，通過提供實(shí)驗藥品讓學(xué)生通過設(shè)計實(shí)驗方案后，自主選出所需要的實(shí)驗藥品，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用控制變量的方法的方法實(shí)施實(shí)驗，通過實(shí)驗現(xiàn)象對比碰撞模型，得出對應(yīng)溫度對速率影響的內(nèi)在原因。

解釋：升高溫度? 活化分子的百分?jǐn)?shù)增大（分子運(yùn)動速率加快，碰撞頻率增加）? ? 有效碰撞次數(shù)增多? 反應(yīng)速率加快

【實(shí)驗探究】

任務(wù)：探究催化劑對影響反應(yīng)速率的影響。

試劑： 3%H2O2 溶液、催化劑（FeCl3溶液、MnO2 、CuSO4溶液）

原理：2H2O2 == 2H2O + O2↑

【微觀辨析】使用催化劑 → 改變反應(yīng)路徑、降低活化能 → 活化分子百分?jǐn)?shù)增大 → 有效碰撞頻率增大 → 反應(yīng)速率加快

【設(shè)計意圖】通過前面兩個實(shí)驗建立出的模型，對于催化劑影響反應(yīng)速率的微觀視角，學(xué)生能夠很好的通過碰撞理論掌握催化劑對速率影響的內(nèi)在因素。

【歸納】溫度、濃度、催化劑對反應(yīng)速率影響

【設(shè)計意圖】通過對所學(xué)內(nèi)容總結(jié)歸納所學(xué)的內(nèi)容，使得知識跟加結(jié)構(gòu)化、模型化。

【實(shí)驗探究】影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素

取三支試管，各加入4mL 0.2mol/L的HCl，然后向三支試管中分別加入大小相同的鎂條、鋁片、銅片。記錄觀察到的實(shí)驗現(xiàn)象。

【設(shè)計意圖】通過熟悉的反應(yīng)讓學(xué)生總結(jié)歸納出影響反應(yīng)速率的主要因素是物質(zhì)自身的性質(zhì)。

練習(xí)：什么因素影響了化學(xué)反應(yīng)的速率？

（1）黃鐵礦煅燒時要粉碎成細(xì)小的礦粒___________________________;

（2）熔化的KClO3放出氣泡很慢，撒入少量MnO2則很快產(chǎn)生氣體___________________________;

（3）夏天的食品易霉變，冬天就不易發(fā)生該現(xiàn)象___________________________;

（4）葡萄糖在空氣中燃燒時需要較高的溫度，可是在人體正常體溫（37 ℃）時就可以被氧化

【設(shè)計意圖】

本環(huán)節(jié)通過精選化學(xué)課堂練習(xí)，對于所學(xué)知識進(jìn)行針對性鞏固訓(xùn)練，其目的使得“教、學(xué)、評”這三環(huán)節(jié)有效地結(jié)合起來，使得學(xué)生對所學(xué)的知識得到一個有效的鞏固以及教師能夠得到及時的課堂反饋。

【理論聯(lián)系實(shí)際】

我國改革開放的40年，我國綜合國力取得了質(zhì)的飛躍，習(xí)總書記在系列講話提出“綠水青山就是金山銀山”。化學(xué)化工生產(chǎn)往往是一個國家工業(yè)命脈的重要一環(huán)，但是目前能源利用率過低是制約現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的主要因素，提高反應(yīng)速率是解決能源危機(jī)的一個有效措施。

[ 參? 考? 文? 獻(xiàn) ]

[1][美]奧蘇貝爾《教育心理學(xué)-認(rèn)知觀點(diǎn)》[M].余星南.宋鈞.譯.北京.人民教育出版社，1994.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京.人民教育出版社，2017 2.