基于核心素養(yǎng)下的實驗探究

劉督蓮

關(guān)鍵詞：化學(xué)反應(yīng)速率;探究實驗;建構(gòu)模型

一、教學(xué)設(shè)計思想

傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)知識在課堂，內(nèi)化知識在課外（即先教后練）;而探究課堂學(xué)習(xí)知識在課外，內(nèi)化知識在課堂（即先學(xué)后教）。本節(jié)內(nèi)容采用學(xué)生自主構(gòu)建、答疑解惑和遷移應(yīng)用的探究課堂的教學(xué)模式開展教學(xué)，即學(xué)生課前通過教師提供的學(xué)習(xí)資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，課堂上通過學(xué)生分組實驗和課堂測試進(jìn)行知識的內(nèi)化與評價，從而達(dá)到教、學(xué)、評一體化。

二、學(xué)生學(xué)情分析

大多數(shù)學(xué)生知道控制變量法是要控制單一變量，在很多實驗中見過控制變量法的應(yīng)用，但是學(xué)生對自變量和因變量的邏輯關(guān)系缺乏理解。在目的明確的前提下會調(diào)動某一變量、卻不能自如地控制其他變量。能參照教材或教師提供的藥品機(jī)械地設(shè)計出“對比實驗的方案”，而不是從調(diào)“單一變量”、控“其他變量”的思維視角進(jìn)行設(shè)計。所以，能設(shè)計出對比實驗的方案并不能證明學(xué)生學(xué)會了自如應(yīng)用控制變量法。在新課標(biāo)的背景下，課堂教學(xué)的核心任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)，而素養(yǎng)的落實則是通過開展有效的核心活動來實現(xiàn)的。

三、教學(xué)目標(biāo)

1.新舊兩版《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》對該內(nèi)容教學(xué)要求對比，舊課標(biāo)《化學(xué)反應(yīng)原理》（選修四）知道化學(xué)反應(yīng)速率的定量表示方法，通過實驗測定某些化學(xué)反應(yīng)的速率。認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)速率在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。

新課標(biāo)，《化學(xué)反應(yīng)原理》（選擇性必修1）知道化學(xué)反應(yīng)平均速率、知道化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法，通過實驗探究表示方法，了解測定化學(xué)反應(yīng)速率的簡單方法。通過實驗探究了解溫度、濃度、壓強(qiáng)和催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

2.教學(xué)的核心功能與價值分析。依據(jù)“新課標(biāo)”可知，要以“實驗探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素”為本節(jié)教學(xué)的核心活動，但更重要的任務(wù)是要讓學(xué)生“學(xué)習(xí)運(yùn)用變量控制方法研究化學(xué)反應(yīng)”。引導(dǎo)學(xué)生形成對控制變量法的認(rèn)識、初步學(xué)會運(yùn)用控制變量法研究化學(xué)反應(yīng)，構(gòu)建出“反應(yīng)規(guī)律的探究實驗”的認(rèn)識模型，從而培養(yǎng)學(xué)生解決這一類問題的模型認(rèn)知的核心素養(yǎng)。

四、核心素養(yǎng)目標(biāo)

1.宏觀辨識與微觀探析：通過實驗，從宏觀上認(rèn)識外界因素影響化學(xué)反應(yīng)速率的規(guī)律，并能從活化分子的有效碰撞等微觀的角度進(jìn)行分析解釋。

2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：建立分析探究外界因素影響化學(xué)反應(yīng)速率的思維模型

3.科學(xué)探究：通過定性與定量研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，提高設(shè)計探究方案、進(jìn)行實驗探究的能力。

五、學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.了解活化能的含義，會用活化能理論解釋化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素。

2.了解測定化學(xué)反應(yīng)速率的簡單方法。并能自行設(shè)計和實施實驗。

3.通過實驗探究，掌握外界條件（濃度、溫度）對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律及實質(zhì)。并學(xué)會從調(diào)“單一變量”、控“其他變量”的思維視角進(jìn)行實驗設(shè)計的思想。

六、活動設(shè)計

環(huán)節(jié)一：課前任務(wù)設(shè)計

教師活動1

指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主預(yù)習(xí)選修四第二章第二節(jié)《影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素》

指導(dǎo)學(xué)生借助智能手機(jī)光線傳感器及App靈敏測定光強(qiáng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行測定反應(yīng)速率。

學(xué)生活動1

閱讀教材2-4頁，寫出有效碰撞、活化分子、活化能的定義。

閱讀教材20頁，嘗試用碰撞理論解釋其他條件相同時，為什么增大反應(yīng)物的濃度會是反應(yīng)速率增大？升高溫度會使化學(xué)反應(yīng)速率加快？

活動意圖：自主閱讀教材，掌握有效碰撞、活化分子、活化能的概念。培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和獲得有效信息的能力。嘗試?yán)弥悄苁謾C(jī)輔助化學(xué)實驗，為探究教學(xué)提供多種可能性。

環(huán)節(jié)二：課堂任務(wù)設(shè)計

教師活動2

（1）實驗探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。（2）現(xiàn)在提供2個化學(xué)反應(yīng)以供選用，并準(zhǔn)備了相應(yīng)的試劑。

0.01mol/LKMnO4溶液 0.02mol/LKMnO4溶液

0.1mol/L H2SO4溶液 0.5mol/L H2SO4 溶液

0.1mol/LH2C2O4 0.2mol/LH2C2O4 溶液

0.1mol/LNa2S2O3 溶液 ?蒸餾水 熱水、秒表。（1滴管=2ml）

學(xué)生活動3

（1）4人小組討論，利用控制單一變量法，探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

（2）設(shè)計實驗，用試管圖的形式呈現(xiàn)實驗方案并填寫在學(xué)案上。

（3）實施實驗并及時收集、記錄實驗現(xiàn)象及時間。

活動意圖：通過自主選擇有代表性的研究對象，理解反應(yīng)規(guī)律的探究實驗與具體物質(zhì)性質(zhì)的探究實驗的不同，通過兩組影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的實驗方案設(shè)計并實施實驗，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用控制變量的思想方法設(shè)計和實施對比實驗的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊英，胡倩，張瑞琪. 在創(chuàng)新實驗中培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)——平行板電容器電容教學(xué)的創(chuàng)新[J]. 湖南中學(xué)物理，2020（06）.