新高考背景下高中化學課堂教學案例研究

張迎紅 劉娟

【摘要】基于學科核心素養的高中化學教學承擔著使學生完成知識積累和素質提升的雙重任務，新課程背景下的新高考更加強調對學科核心素養的考查。化學是以實驗的方式幫助人們認識物質世界的科學，分析實驗細節，做好拓展性實驗，充分探究其承載的價值功能是化學教師的責任。本文通過對高中化學課堂教學的一節教學案例的反思，研究課堂教學中“怎樣使傳授知識的過程成為幫助學生建構認知模型、掌握科學研究方法、形成學科素養的過程”，要做好對教材實驗的挖掘，善于運用探究性實驗，尤其要研究實驗細節，關注實驗中“非關鍵”現象，構建以“探究性實驗”為主線的課堂教學，通過對教材實驗進行合理選擇和深層次挖掘，提升教師的專業素養，提升學生的高階思維，從而提高高中化學課堂教學的有效性。

【關鍵詞】學科核心素養 探究性實驗 深度教學

1. 問題的提出

普通高中課程標準實驗教科書化學選修4《化學反應原理》第二章第二節《影響化學反應速率的因素》有一段話“化學反應速率與分子間的有效碰撞頻率有關，因此所有能夠改變內能、運動速率、以及碰撞幾率的方法，都可以用來改變、控制反應的速率。”。催化劑對化學反應速率的影響眾所周知，那么，催化劑對化學反應速率的影響是什么原因引起的呢？它具有怎樣的特性呢？在高中化學課堂教學中如何研究“催化劑對化學反應速率的影響”呢？

2. 對課標和教材的解讀

2.1 對課標的解讀

2017版普通高中課程標準（化學）中，分別在必修課程主題3《物質結構基礎及化學反應規律》和選擇性必修課程《模塊1 化學反應原理》之主題2《化學反應的方向、限度和速率》分兩部分對“影響化學反應速率的因素”的教學進行了說明：必修課程中的內容要求是“……通過實驗探究影響化學反應速率的因素。認識化學變化是有條件的，學習運用變量控制方法研究化學反應……”，對學業要求是“能運用變量控制的方法探究影響化學反應速率的因素”;選擇性必修課程對這部分內容進行了更為深入的提示，內容要求有“通過實驗探究，了解溫度、濃度、壓強和催化劑對化學反應速率的影響。知道化學反應是有歷程的，認識基元反應活化能對化學反應速率的影響。”、“知道催化劑可以改變反應歷程，對調控化學反應速率具有重要意義。”，給出的教學提示教學策略有“結合具體實例，使學生認識到化學反應是有歷程的;結合具體數據，使學生認識到活化能對化學反應速率的影響;”，給出的教學提示情境素材建議有“……氨氧化制一氧化氮反應中的催化劑的選擇性作用;催化劑研究與諾貝爾獎;……”，對學業要求是“能用一定的理論模型說明外界條件改變對化學反應速率的影響”、“能運用溫度、濃度、壓強和催化劑對化學反應速率的影響規律解釋生產、生活、實驗室中的實際問題，能討論化學反應條件的選擇和優化。”

2.2 對教材的解讀

人教版選修4《化學反應原理》“影響化學反應速率的因素”一節，就“催化劑對化學反應速率的影響”主要設計了兩個方面的教學內容：1、以初中化學知識“MnO2可催化加快H2O2的分解”為起點，設計實驗進行驗證，幫助學生形成“催化劑能加快化學反應速率”的基礎認知;運用已學過的“有效碰撞理論”對實驗現象進行微觀解析，建構“催化劑影響化學反應速率”的理論認知模型。教材中所設計的實驗共有四個：【實驗 2-4】MnO2催化劑加快H2O2的分解速率和三個“科學探究”。【實驗 2-4】是導引實驗;科學探究1、相同體積、相同物質的量濃度的FeCl3和CuSO4溶液加入相同體積和濃度的H2O2溶液中，探究不同催化劑對H2O2分解速率的影響;科學探究2、以KMnO4和H2C22O4的反應為例研究自催化反應;科學探究3、探究稀硫酸、唾液等不同催化劑對淀粉水解的催化效果。

分析教材不難發現，“科學探究3”和“科學探究1”的實質是相同的，都是研究不同催化劑對化學反應速率的影響，其知識的學科價值是等同的;“科學探究2”中的自催化反應是催化劑影響化學反應速率的一種具體表現，與“科學探究1”仍屬同層知識，達成的學習效果是等同的。而所有的這些實驗都沒有直接就催化劑影響化學反應速率的本質原因作出揭示，也沒有對催化劑的特性給出例證。我們知道，催化劑對化學反應速率影響的本質——改變了反應的路徑則較難認知，而用碰撞理論模型從微觀角度分析這種影響的本質需建立于對“催化劑參與反應”的認知基礎之上，因此，對“催化劑參與反應”的宏觀表征應為突破教學難點的關鍵。

3. 對教學案例的研究與改進

基于上述對課標和教材的分析，結合學生的認知水平和教學實際，我們可以對教學內容重新整合并進行結構化設計。以實驗探究為主要形式，從“問題的發現，形成認知;問題的拓展，形成規律;問題的深化，探究本質;問題的延伸，拓展應用。”四個逐級提升的環節實施課堂教學，幫助學生建構完整的認知體系，形成宏觀辨識與微觀探析、證據推理與模型認知、科學探究與創新意識等化學學科核心素養。我們要發揮學科特點的優勢，有效運用探究性實驗手段實施教學，對高中化學教學中提升學生深層次的認知能力、形成學科核心素養，對落實高考“立德樹人、服務選拔、導向教學”的指導思想具有非常重要的意義。

4. 結論

反思高中化學《化學反應原理》的教學實踐，我們應當善于運用探究性實驗，尤其要關注“非關鍵”現象和研究實驗細節，做好對教材實驗的挖掘。“非關鍵”現象產生的原因是我們的淺層認知造成的定勢思維，對教材實驗進行合理選擇和深層次挖掘，分析實驗細節，做好拓展性實驗，充分探究其承載的價值功能，對教師的專業素養提升和加強學科深度教學，對提升學生的高階思維都是一種很好的實踐。為此，我們可以多多嘗試以“探究性實驗”為主線的課堂教學。要做好這件事，教師要不斷積累實驗素材、加強自身的實驗能力、提升實驗素養;教師必須經常研究課程標準，熟悉教學和評價目標，對教材中的隱性素材進行充分研究和深入挖掘將教學內容進行有效整合。

參考文獻：

[1]人民教育出版社.普通高中課程標準實驗教科書.化學選修4.化學反應原理[M].北京：人民教育出版社.2010

[2]華彤文，王穎霞，卞江，等.普通化學原理（第4版） [M].北京：北京大學出版社.2013.

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