素養視角下的影響化學反應速率的因素（第一課時）教學設計

林良柱 李虹瑩

【摘要】? 素養為主的課堂，要求教師能從不同視角、全面、客觀去設計教學內容，開展在化學實驗中尋找證據的課堂。通過以“影響化學反應速率”為素材來培養學生的化學核心素養。

【關鍵詞】? 化學核心素養 實驗探究 教學設計

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

一、設計思路

奧蘇貝爾認為影響學生的學習因素是已有的認知結構。 學生除了對生活中一些控制反應速率常見的例子獲得已有的知識，還經過對于人教版化學必修二第二單元第三節化學反應的速率和限度學習。對影響化學反應速率的知識已經有一定的宏觀積累，對于本節課的學習其主要就是讓學生通過已有的知識去探究影響反應速率的微觀因素，學會用控制變量法去研究化學實驗，再通過實驗現象、結論從而歸納出一定的規律。化學核心素養通過真實問題情境設計，開展以實驗為主的多種探究活動重視教學內容的結構化設計，激發學生學習化學的興趣，促進學生學習方式的轉變，培養他們的創新精神和實踐能力。

二、教學設計

1.教材分析

本節課是對必修二第二單元第三節的內容進行一個更加全面的探討，引導學生通過微觀探析來解釋影響化學速率的因素。從整本教材來看，其為緒言的理論部分提供了事實的依據，也為接下來平衡的學習建立起相關的模型認知。通過實驗探究不同催化劑對雙氧水的分解速率不同，從而選出最優的催化劑。

2.學情分析

（1）已有的知識：

①生活中常見的例子例如冰箱、加酶洗衣粉學生明確溫度、催化劑是對速率有影響。

②在本冊《緒言》學習物質反應的本質是由活化分子的有效碰撞引起的。

③在對第一節實驗2-1的實驗探究時，學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學生通過已有的知識儲備可以設計出簡單的實驗方案，再通過小組合作完善實驗方案和完成實驗探究;

②能用多種方法去收集、分析實驗數據的能力，對于異常現象也有一點自己獨特的看法。

（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，創新意識不夠。

3.教學目標

①通過實驗探究化學反應速率的影響因素，能夠掌握濃度、溫度、催化劑等因素對速率的影響;

②建構起碰撞理論模型的認知，引導學生從微觀角度分析問題;

③實施“教、學、評” 課堂一體化的教學評價活動。

4.評價目標

（1）通過對宏觀現象，診斷并發展學生對于影響化學反應速率進行探析（物質水平）。

（2）科學探究與微觀探討，學生通過實驗驗證濃度、催化劑的實驗探究，進行解釋、發現問題的答案。建構起碰撞模型加深對影響反應速率的進一步認識。（內涵角度、外延角度）。

（3）變化觀念與社會責任：通過實驗探究外部因素對反應速率的影響，認識化學速率是可以調控的、能動態的去分析化學變化的原因，運用控制反應速率原理去解決一些簡單的實際問題。

5.教學過程

【導入】回顧反應速率的表達式，由表達式引導出濃度對反應速率的影響;通過展示兩張圖片學生就能馬上領會到溫度、催化劑可以影響反應速率。

【實驗探究】

任務：實驗探究濃度對反應速率的影響影響

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：設計實驗方案，注意控制變量、觀察并記錄實驗現象，討論分析數據得出結論。

分組實驗：通過學生設計好的實驗方案，討論出最合適的方法，通過對實驗控制單一變量，使得實驗現象更加明顯。

【理論分析歸納】

構建微粒碰撞模型，引導學生通過對模型的認知，更加深刻的理解前言部分的碰撞理論，明白化學反應的本質原因從而培養學生的微粒觀、變化觀，體現理論學習的連續性和邏輯性。

【實驗探究】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】

在建構起濃度對化學反應速率的影響模型后，通過提供實驗藥品讓學生通過設計實驗方案后，自主選出所需要的實驗藥品，培養學生運用控制變量的方法的方法實施實驗，通過實驗現象對比碰撞模型，得出對應溫度對速率影響的內在原因。

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

【實驗探究】

任務：探究催化劑對影響反應速率的影響。

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 → 改變反應路徑、降低活化能 → 活化分子百分數增大 → 有效碰撞頻率增大 → 反應速率加快

【設計意圖】通過前面兩個實驗建立出的模型，對于催化劑影響反應速率的微觀視角，學生能夠很好的通過碰撞理論掌握催化劑對速率影響的內在因素。

【歸納】溫度、濃度、催化劑對反應速率影響

【設計意圖】通過對所學內容總結歸納所學的內容，使得知識跟加結構化、模型化。

【實驗探究】影響化學反應速率的主要因素

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。記錄觀察到的實驗現象。

【設計意圖】通過熟悉的反應讓學生總結歸納出影響反應速率的主要因素是物質自身的性質。

練習：什么因素影響了化學反應的速率？

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

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

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

（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

【設計意圖】

本環節通過精選化學課堂練習，對于所學知識進行針對性鞏固訓練，其目的使得“教、學、評”這三環節有效地結合起來，使得學生對所學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。

【理論聯系實際】

我國改革開放的40年，我國綜合國力取得了質的飛躍，習總書記在系列講話提出“綠水青山就是金山銀山”。化學化工生產往往是一個國家工業命脈的重要一環，但是目前能源利用率過低是制約現代工業發展的主要因素，提高反應速率是解決能源危機的一個有效措施。

[ 參? 考? 文? 獻 ]

[1][美]奧蘇貝爾《教育心理學-認知觀點》[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.普通高中化學課程標準[M].北京.人民教育出版社，2017 2.