化學(xué)反應(yīng)速率實(shí)驗(yàn)探究設(shè)計(jì)與改進(jìn)

田詩(shī)雨（漯河市高級(jí)中學(xué)，河南 漯河 462000）

化學(xué)反應(yīng)速率實(shí)驗(yàn)探究設(shè)計(jì)與改進(jìn)

田詩(shī)雨（漯河市高級(jí)中學(xué)，河南 漯河 462000）

化學(xué)是一門操作性、實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，不僅要求學(xué)生掌握一定的化學(xué)專業(yè)知識(shí)，同時(shí)還必須具備熟練的實(shí)驗(yàn)操作技能。對(duì)“化學(xué)反應(yīng)速率”的實(shí)驗(yàn)探究，能幫助學(xué)生更加深入地了解有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的相關(guān)知識(shí)，并從定性描述逐漸上升到定量描述的層次。本文就針對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率實(shí)驗(yàn)探究設(shè)計(jì)與改進(jìn)進(jìn)行了分析和研究。

化學(xué)反應(yīng)速率；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；改進(jìn)

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，我們一般用化學(xué)反應(yīng)速率來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢，化學(xué)反應(yīng)速率指的就是單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物物質(zhì)的量濃度的變化量，無(wú)論變化量是正數(shù)還是負(fù)數(shù)，一般都用正值表示?；瘜W(xué)反應(yīng)速率實(shí)驗(yàn)就是指通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來(lái)探究某種化學(xué)反應(yīng)可能受到那些因素影響及其在不同條件下的反應(yīng)快慢。

1 化學(xué)反應(yīng)速率實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則

1.1 自主性原則

化學(xué)反應(yīng)速率的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)必須堅(jiān)持自主性的原則，自主性就是指實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)方便學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，把學(xué)生作為實(shí)驗(yàn)的主體，讓學(xué)生能夠獨(dú)立地探索、分析和創(chuàng)造，化學(xué)反應(yīng)速率自主性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)最重要的一點(diǎn)就是要讓學(xué)生快速高效地實(shí)現(xiàn)自主探索，其核心思想是以現(xiàn)有的知識(shí)為基礎(chǔ)，以實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)為指導(dǎo)，設(shè)置一些有價(jià)值的問題情境，進(jìn)而得出科學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

1.2 交互性原則

對(duì)于化學(xué)反應(yīng)速率的試驗(yàn)探究來(lái)說，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候必須注重實(shí)驗(yàn)的交互性，所謂交互性指的就是實(shí)驗(yàn)對(duì)象和實(shí)驗(yàn)者之間信息的交互反饋，教師應(yīng)給以學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，讓他們?cè)讵?dú)立操作實(shí)驗(yàn)的過程中發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，這樣學(xué)生就能在錯(cuò)誤中總結(jié)出科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合學(xué)生的操作習(xí)慣，讓學(xué)生能夠以自身的生活經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)為參考。

1.3 科學(xué)性原則

化學(xué)反應(yīng)速率的試驗(yàn)探究，主要目的是讓學(xué)生根據(jù)提出的化學(xué)實(shí)驗(yàn)問題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，最后得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，進(jìn)而提高學(xué)生的科學(xué)思維能力。所以，化學(xué)反應(yīng)速率的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)必須遵循科學(xué)性的原則，首先，實(shí)驗(yàn)問題的提出必須以書本專業(yè)知識(shí)為參考，不能隨意編造，以確保實(shí)驗(yàn)依據(jù)的科學(xué)性。其次，實(shí)驗(yàn)方法的選擇必須科學(xué)，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)上的相關(guān)實(shí)驗(yàn)方法為參考，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)的具體特點(diǎn)，進(jìn)而確定最適宜的實(shí)驗(yàn)方法。

2 化學(xué)反應(yīng)速率實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)設(shè)計(jì)

通過化學(xué)反應(yīng)速率的實(shí)驗(yàn)探究，讓學(xué)生更深刻地領(lǐng)悟化學(xué)反應(yīng)速率的概念，同時(shí)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究的過程中，還能以科學(xué)事實(shí)作為依據(jù)，總結(jié)出正確的結(jié)論?；瘜W(xué)反應(yīng)速率實(shí)驗(yàn)探究的目的主要有以下幾個(gè)方面：第一，了解實(shí)驗(yàn)原理，具備化學(xué)反應(yīng)速率的基礎(chǔ)性知識(shí)。第二，通過設(shè)計(jì)具體的實(shí)驗(yàn)探究方案，明確實(shí)驗(yàn)思路，增強(qiáng)學(xué)生的逆向思維和聯(lián)想思維能力。第三，讓學(xué)生更加深刻地認(rèn)識(shí)到影響化學(xué)反應(yīng)速率的相關(guān)因素，形成科學(xué)的實(shí)驗(yàn)概念。

2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)

選取“化學(xué)反應(yīng)速率”為實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象，要將溫度、催化劑和濃度等對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響作為主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，采用實(shí)驗(yàn)對(duì)照法和控制變量方法指導(dǎo)學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)探究。實(shí)驗(yàn)對(duì)照法是指在同一種實(shí)驗(yàn)材料運(yùn)用的過程中，采用不同的方法對(duì)材料進(jìn)行處理，通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不同，得出科學(xué)的結(jié)論?？刂谱兞糠ㄖ傅氖窃诙鄠€(gè)因素保持不變的前提下，通過改變其中某個(gè)變量，記錄下因這一變量變化而導(dǎo)致的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的變化。具體來(lái)說，本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)包括三大內(nèi)容，即雙氧水濃度對(duì)其本身分解速率的影響實(shí)驗(yàn)、催化劑對(duì)雙氧水分解速率的影響實(shí)驗(yàn)、溫度對(duì)雙氧水分解速率的影響實(shí)驗(yàn)。

2.3 實(shí)驗(yàn)流程設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)流程可分為四個(gè)步驟：第一，提出需要探究的問題?？刹捎梦淖帧D片或者圖文結(jié)合的方式向?qū)W生呈現(xiàn)需要探究的問題，讓學(xué)生明白本實(shí)驗(yàn)需要做什么以及怎么做。第二，實(shí)驗(yàn)儀器和藥品的準(zhǔn)備。第三，實(shí)驗(yàn)的具體操作。第四，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

3 具體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與改進(jìn)

3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

以溫度對(duì)雙氧水分解速率的影響實(shí)驗(yàn)為例，本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下：采用2支大小相同的試管，并分別在2支試管中加入2~3ml的H2O2溶液，然后再分別加入1~2滴1mol/LFeCI3溶液，直到試管中出現(xiàn)適量的氣泡的時(shí)候，取出其中的一支試管放入到盛有40℃左右的熱水燒杯中，另一支試管放到盛有5℃左右的冷水的燒杯中。觀察兩支試管的現(xiàn)象并進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)熱水燒杯中的試管冒出許多氣泡時(shí)，用帶有火星的火柴梗檢驗(yàn)放出的氣體。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明：隨著溫度的升高，H2O2的分解速率逐漸增大，溫度降低，H2O2的分解速率逐漸下降。由此得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：通過控制溫度，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的控制。

3.2 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

要探究溫度變化對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響可設(shè)計(jì)一個(gè)更簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)：采用2支相同的試管，分別加入2~3ml濃度為0.1mol/ L的稀鹽酸，然后將其中的任意一支放入到盛有熱水的燒杯中，過2~3分鐘取出，再將用砂子打磨了的表面為氧化膜的鎂帶放入到2支試管中，觀察現(xiàn)象并對(duì)比?？梢钥闯?，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)步驟明顯要簡(jiǎn)化得多，而且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也比較明顯，便于得出結(jié)論。

綜上所述，化學(xué)反應(yīng)速率的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法很多，不同的設(shè)計(jì)方案在操作難度、步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的明顯程度等方面都具有很大的差異，教師在進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)速率實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，可適當(dāng)改進(jìn)課本上的實(shí)驗(yàn)操作方案，盡量簡(jiǎn)化步驟、降低難度。這樣才能更好、更快地得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

[1]朱愛軍.高中化學(xué)新課程中化學(xué)反應(yīng)速率實(shí)驗(yàn)探究設(shè)計(jì)與改進(jìn)[J].新課程（教研版）,2010,(6):109.

[2]陳涵.控制變量法探究化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素[J].新高考：物理化學(xué)生物,2011,(10):42-44.