核心素養(yǎng)視角下“影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素”教學(xué)策略

張鳳海

摘 要：新課程倡導(dǎo)落實培養(yǎng)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)，以人教版新教材編寫內(nèi)容為基礎(chǔ)，通過層層遞進的問題設(shè)計、理論分析與實驗探究相結(jié)合、試管實驗轉(zhuǎn)向數(shù)字化實驗、教師有效引導(dǎo)與學(xué)生自主學(xué)習(xí)有機結(jié)合，從而構(gòu)建高效的化學(xué)課堂，進而落實化學(xué)核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);化學(xué)反應(yīng)速率;數(shù)字化實驗

把知識轉(zhuǎn)化為素養(yǎng)，需要高效課堂為橋梁。高效課堂需要教師對教材內(nèi)容進行梳理再整理，通過恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)設(shè)計讓學(xué)生主動參與、樂于探究、勤于動手，在學(xué)生自主探究的過程中獲取新知識，提升分析和解決問題的能力，實現(xiàn)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的發(fā)展。然而，從教育的實踐層面來看，目前教師“經(jīng)驗固封”“知識中心”的現(xiàn)象仍然十分普遍。

一、教材內(nèi)容編排分析

在發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的課程目標(biāo)的指引下，本節(jié)教材內(nèi)容考慮學(xué)生已在初中學(xué)習(xí)過催化劑可以調(diào)控反應(yīng)速率的知識，以新舊兼容、詳略有別的方式編排，并結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)過的知識，補充一些生活、生產(chǎn)中需要調(diào)控反應(yīng)速率的實例，說明認識影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的重要性，并借此體現(xiàn)調(diào)控反應(yīng)速率的意義和價值。通過“探究”重點引導(dǎo)學(xué)生探討溫度和反應(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，并結(jié)合濃度影響因素，針對氣體反應(yīng)說明壓強的影響。利用“思考與討論”引導(dǎo)學(xué)生探討影響化學(xué)反應(yīng)速率的其他一些因素。以生產(chǎn)生活實例凸顯“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”，以壓強對氣體反應(yīng)速率影響展現(xiàn)“宏觀辨識與微觀探析”，以溫度和濃度對反應(yīng)速率影響的探究彰顯“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”“證據(jù)推理與模型認知”，以合成氨條件的選擇突出“變化觀念與平衡思想”等5個化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

二、教學(xué)目標(biāo)與重難點

1.教學(xué)目標(biāo)

（1）通過“影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素”的學(xué)習(xí)，學(xué)會“變量控制”的科學(xué)方法，增強證據(jù)推理的意識。

（2）能從微觀角度理解濃度和壓強對速率的影響，發(fā)展宏觀辨識與微觀探析的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

2.重難點

重點：化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素。

難點：驗證影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的實驗設(shè)計。

三、課程實錄與設(shè)計意圖

【情境導(dǎo)入】科學(xué)史話：工業(yè)合成氨

生：仔細聆聽，感受科學(xué)知識的力量。

【設(shè)計意圖】引導(dǎo)學(xué)生感受化學(xué)反應(yīng)速率快慢在實際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，體會化學(xué)與生產(chǎn)生活中的緊密聯(lián)系。

【板書】影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

【問題1】改變哪些因素可以使5%H2O2分解速率加快？

生1：使用催化劑。

生2：升高溫度。

師：化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，猜想需要實驗驗證什么可以催化H2O2分解？

生：MnO2

師：H2O2分解催化劑除了MnO2外，還有其他物質(zhì)，如氯化鐵。請同學(xué)們仔細觀察實現(xiàn)操作并及時記錄實驗現(xiàn)象。

【實驗探究1】教師演示實驗——大象牙膏

操作：向錐形瓶中加入適量FeCl3溶液并滴加一滴洗手液，將H2O2與洗手液的混合液注入到氯化鐵溶液中。

現(xiàn)象：劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生大量泡沫。

生：仔細觀看實驗，完成導(dǎo)學(xué)案實驗現(xiàn)象和結(jié)論。催化劑可以加快化學(xué)反應(yīng)速度。

【板書】其他條件不變時：1.催化劑可以增大化學(xué)反應(yīng)速率。

【設(shè)計意圖】通過實驗驗證學(xué)生猜想，劇烈的反應(yīng)現(xiàn)象激發(fā)學(xué)生興趣。落實預(yù)測到實驗探究再到得出結(jié)論的科學(xué)探究過程。

【問題2】在設(shè)計溫度對H2O2分解速率影響的實驗方案時應(yīng)該注意什么問題？

師：請同學(xué)們認真閱讀教材第45頁方法導(dǎo)引——變量控制。

生：認真閱讀。回答問題2——控制變量。

師：請同學(xué)們閱讀第44頁溫度對反應(yīng)速率影響的實驗方案設(shè)計。找出方案中的變量和控制不變的量，并思考反應(yīng)快慢的判斷依據(jù)是什么。

生：分析實驗方案，填寫導(dǎo)學(xué)案。

變量： 溫度

控制不變的量：H2O2濃度及體積、FeCl3濃度及滴數(shù)

反應(yīng)快慢的判斷依據(jù)：產(chǎn)生氣泡的速度

【實驗探究2】學(xué)生小組實驗——反應(yīng)溫度的影響

現(xiàn)象：冷水中緩慢產(chǎn)生氣泡，熱水中快速產(chǎn)生大量氣泡。

【板書】2.升高溫度可以增大化學(xué)反應(yīng)速率。

【設(shè)計意圖】將教材中介紹變量控制的“方法導(dǎo)引”欄目與溫度的影響“探究欄目結(jié)合起來，先使學(xué)生了解什么叫控制變量，為什么要控制變量;接著在科學(xué)方法的指導(dǎo)下進行實驗，在實驗過程中學(xué)會“如何控制變量”。這樣既知其然又知其所以然，可以使學(xué)生有目的、有計劃、有步驟、有方法地進行實驗，有利于內(nèi)化影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界條件，讓學(xué)生學(xué)會科學(xué)探究的方法，增強學(xué)生證據(jù)推理意識。

【問題3】除了催化劑、反應(yīng)溫度外，還有哪些反應(yīng)條件會影響化學(xué)反應(yīng)的速率？

生：濃度。

師：請同學(xué)們小組合作，參照溫度對化學(xué)反應(yīng)速率影響的實驗方案和提供的試劑設(shè)計出“濃度對化學(xué)反應(yīng)速率影響”的實驗方案。

試劑：大理石碎塊、0.8mol/L鹽酸、1.0mol/L鹽酸

生：小組合作，在導(dǎo)學(xué)案上完成方案設(shè)計，完成變量、控制不變的量以及反應(yīng)快慢判斷依據(jù)的填空。

師：評價學(xué)生實驗方案，優(yōu)化實驗方案。

實驗方案：在兩支試管中加入等量且形狀大小相同的大理石碎塊，向兩支試管中同時滴加2ml 0.8mol/L鹽酸、2ml 1.0mol/L鹽酸。觀察現(xiàn)象并進行對比。