为学生的思维发展搭建“脚手架”——“化学反应速率”教学设计，本文主要内容关键词为：脚手架论文,化学反应论文,速率论文,教学设计论文,思维论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、设计理念 （一）处理好基础目标达成与拓展延伸的关系 本次课堂教学展评活动的主题是“准确把握课程标准，自觉创新教学行为”。如何准确把握课程标准，笔者作了深入的思考。有关化学反应速率的内容在苏教版必修2、选修教材《化学反应原理》和《实验化学》中都有涉及，在不同教材中的知识编排呈螺旋式上升的态势。 高中化学课程标准中有关化学反应速率的要求是，通过生活体验和实验认识影响反应速率的因素，了解化学基础理论对指导化工生产的重要意义，不要求用活化分子、有效碰撞等相关理论解释影响因素。但高中化学课程标准只是教学的起点，不是教学的最高要求，江苏省天一中学学生基础好，有较强的自学能力、思维能力和探究能力，要让这部分学生的知识和能力得到充分发展，课堂教学应该有一定的拓展和延伸。基于以上认识，笔者在落实课程标准要求的基础上适当增加了部分内容，如“不同催化剂对化学反应速率影响的探究”“定量测定化学反应速率的方法”“如何用活化分子、有效碰撞理论解释影响化学反应速率的因素（课外阅读材料）”等，在能力要求方面，突出了课堂的开放性、探究性，开拓了学生思维的深度、广度和维度。 （二）处理好知识传授与培养学生能力的关系 化学反应速率中大部分内容学生已有一定的生活经验，自学就能掌握，教师无需讲解太多，关键是教师如何抓住学生的知识储存和认知水平，引领学生体验学习过程，学习科学方法，学会质疑，提高各种能力。 为发挥自然学科的特点，笔者将实验设计为分组实验，将化学反应速率的计算和测定设计成探究性问题，为学生探究创设积极主动的学习状态。整节课以创设情景→提出研究课题→组织探究活动→建构知识体系→迁移应用为主线，培养学生自主获取知识、寻找规律的能力。通过学生小组合作学习、变量控制思想的应用、定性实验和定量实验方案的设计、实验数据的记录及处理、鼓励学生积极主动提问等方式，训练学生的实验技能，培养学生的科学素养和科学观念。 （三）处理好教材使用与开发课程资源的关系 教师不仅是课程的实施者，也应是课程的设计者和开发者。课程资源除教材以外，还包括生产、生活、社会中所有有利于课程实施的教育资源。本节课中，笔者对教材和课程资源进行了如下处理和开发。 改变了教材知识呈现的先后顺序，先探究影响化学反应速率的因素，再学习化学反应速率的基本计算和测定方法，使知识结构呈现由感性到理性、由定性到定量的演变过程。 对课本实验进行了适当增减，使实验现象更加明显，使实验更具生活味、趣味性和探究性。如删除了“浓度对过氧化氢分解速率的影响”的实验（现象不够明显），补充了“不同浓度的盐酸与碳酸钙或镁条反应”的实验，增加了“块状和粉末状碳酸钙与盐酸反应”的实验，增加了“新鲜的植物叶和土豆对过氧化氢分解速率的影响”的实验，将验证性实验改为开放性的探究性实验。 充分挖掘化学反应速率与生产生活的紧密联系。通过呈现各种图片，如溶洞的形成、炸药的爆炸、塑料的降解等，使学生直观感受化学反应速率的快慢，引导学生从化学视角观察社会和生活。通过讨论硫酸和合成氨工业生产条件的选择，让学生意识到化学知识对指导化工生产的重要意义。 二、课前准备 1.课前与学生见面，进行自我介绍，下发学案，了解学生学习情况，提出自学要求。通过熟悉学生，拉近师生距离，使学生上课时与老师有亲近感。 2.将全班48名学生分成8个小组，每组确定一名小组长，明确组长职责。 3.课前在校园内采摘新鲜的植物叶子，确保实验成功。 4.准备好分组实验用的药品和仪器：表面积大致相同的铁片、镁条；盐酸（0.1 mol/L、1 mol/L）；碳酸钙块状、粉末；5%的
溶液、二氧化锰粉末、
溶液、新鲜的菜叶、土豆、洗涤剂、热水；试管、药匙、镊子、烧杯等。 三、课堂实录 环节一：创设情境，建立概念 师（投影图片）：请同学们结合生活经验谈谈对不同化学反应快慢的认识。（PPT展示如下图片：溶洞的形成、炸药的爆炸、塑料的降解、钢铁的生锈。） 生：溶洞的形成很慢，炸药的爆炸极快，塑料的降解比较慢，钢铁的生锈比较慢。 师（出示展评活动期间老师吃饭用的快餐盒）：同学们，我们生活中用的快餐盒在自然界中多长时间会分解完？ 学生议论纷纷，有的说10年，有的说50年。 师：如果是用不可降解的塑料做的快餐盒，恐怕在自然界中200到300年都不会分解，如果是用可降解的塑料做的快餐盒，3个月以上可被环境分解完。所以希望同学们尽可能少用一次性塑料制品，或者用可降解的塑料制品，以减轻对环境的压力。 师（投影出第二组图片）：请同学们解释生产生活中下列做法的目的。（PPT展示如下图片：把煤做成蜂窝状，雕牌洗衣粉中添加某种酶，用冰箱冷藏食品，水泥中添加一定量的石膏。） 生：把煤做成蜂窝状主要是为了增大煤燃烧时与空气的接触面积，洗衣粉中添加酶应该是起催化剂作用……（由于选取的是生活中常见的现象，学生回答比较顺利。） 师：以上图片给同学们什么样的启示？ 生：不同的化学反应有快慢之分，化学反应的快慢可以人为地控制或调节。 （提出化学反应速率概念，使学生感受化学反应速率与生产生活的关系，意识到研究化学反应速率的重要意义。） 环节二：实验探究，迁移应用 1.提出课题 师：老师为同学们提供了仪器和试剂，请大家通过实验探究影响化学反应速率的因素。 （教师引导学生了解所提供的仪器和试剂。） 2.设计方案 师：在实验之前，先请大家谈谈如何开展探究性实验。 生1：设计方案，动手操作。 生2：观察现象，及时记录，得出结论。 师：除了以上同学的回答外，老师还要提醒大家，在实验中要善于发现问题，敢于提出疑问。 师：实验中如何观察化学反应的快慢？ 生1：观察产生气泡的快慢。 生2：感受温度变化的快慢。 生3：观察反应的剧烈程度。 师：没错，除了以上方法外，对某些化学反应来说，我们还可以通过观察颜色变化或产生浑浊的先后来比较化学反应的快慢。 师：接下来，请同学们先在小组内讨论，确定实验方案。 （学生讨论热烈，不时有争论的声音。教师巡视，与学生交流，讨论时间3分钟左右。） 师：请同学们交流实验方案。 生1：铁片和镁条分别与盐酸反应。 生2：取两份
，分别与不同浓度的盐酸反应。 生3：两支试管中分别加入双氧水，一支试管不加热，另一支试管放入热水中加热。 生4：两支试管中分别加入双氧水，一支试管中加入
粉末，另一支试管中滴加
溶液。 （学生争相回答，声音响亮，自信心很足。） 师（微笑着提醒学生）：大家还有需要补充或完善实验方案的吗？ 生5：我觉得应该强调铁片和镁条与同浓度的盐酸反应。 生6：我补充一个实验，块状和粉末状
分别与同浓度盐酸反应。 师：很好，我再提醒同学们一下，老师从你们美丽的校园里采了几片新鲜的植物叶，从家里还带来了一个土豆。 （学生一下子兴奋起来。） 生7：我认为可以在放有土豆和植物叶的试管中分别加入双氧水。（学生生物方面已学过酶可作催化剂）。 3.动手实验 师：为了能让课堂更紧凑，我们要求每组6名同学再分成两个小组，分工完成以上实验。 （教师关注学生的课堂表现，及时捕捉课堂上的生成性资源。）
4.归纳小结 （实验约6分钟） 师：请同学们说一说你做了哪些实验，观察到哪些现象。 生1：和同浓度的盐酸反应，镁比铁反应速率快。 生2：块状和粉末状的碳酸钙分别与同浓度的盐酸反应，粉末状的反应速率快。 生3：我把盛有双氧水的一支试管放入热水中加热，分解速率明显加快。 生4：我在放有土豆和植物叶的试管中分别加入双氧水，发现双氧水的分解速率也加快了，而且加土豆的分解速率似乎更快一些。 师：同学们实验做得很认真，回答得也很好。我还想知道，通过实验，你能得出什么结论？ 生5：化学的反应速率受到浓度、温度、催化剂、固体反应物的颗粒大小等的影响。浓度越大，温度越高，化学反应速率越快。 师：同学们有什么疑问吗？ （开始学生比较拘谨，不敢表达自己的想法，在老师的一再鼓励下开始有学生发言。） 生6：在双氧水中加
粉末，是不是催化剂加得越多，化学反应速率越快？ 生7：催化剂是不是只能加快化学反应速率，有没有减慢化学反应速率的催化剂？ 生8：为什么土豆、植物叶能使双氧水分解速率加快，其他蔬菜是不是也有同样的作用？ 师：同学们，有时候提出一个问题比解决一个问题更重要，希望大家在平时的学习中要像科学家做研究一样，仔细观察，敢于质疑，这样才能有新的发现。刚才同学们的问题有的我们马上可以解决，有的留待大家课后进一步研究。 5.知识应用 师：请同学们利用所学知识解释工业上用硫铁矿生产硫酸时以下操作的目的。 （1）在沸腾炉中燃烧硫铁矿时，常常把矿石粉碎成颗粒状，并鼓入强大的空气流； （2）在接触室中
与
在五氧化二钒表面反应； （3）在吸收塔中浓硫酸从顶部喷下，
从底部通入。
生1：把矿石粉碎成颗粒状主要是为了增大矿石与空气的接触面积。 生2：五氧化二钒在
与
的反应中起催化剂作用。 生3：吸收塔中浓硫酸从顶部喷下，
从底部通入，可以增大两者接触的机会。 师：常温常压下
和
反应生成
的速率很慢，如果你是工厂工程师，可以采取什么方法加快该反应的化学反应速率？ 生（齐）：高温高压催化剂。 师：能不能再具体一些？ 生：不知道（超出了学生已有的知识）。 师：工业上选择适宜条件时，其实要考虑的因素很多，如设备的承受能力、催化剂的活性与温度的关系等等。目前工业上合成氨选择的适宜条件为，压强20 MPa～50 MPa（约200～500大气压），温度500℃左右，选用铁触媒作催化剂。 （感受工业生产中反应条件的选择需综合考虑各种因素，培养学生的科学素养。） 环节三：定量计算，拓展提升 1.定量计算 师：前面我们探究了影响化学反应速率的因素，对化学反应速率的快慢进行了定性描述，那么我们如何定量计算化学反应的速率呢？ 题目：在一个体积固定的容器中，通入一定量和B，发生如下反应：A+2B=3C，2min后，A物质浓度由1.0
变为0.8
，如何用A物质的浓度变化来表示该反应的反应速率？能否用B和C的浓度变化来表示？通过计算你有什么发现？ 师：先请同学们小组内讨论，然后请一名同学板演。 （由于没有老师提醒，第一名学生上台时出现了困难。） 师（提示）：物理上的速度是如何计算的？ （大部分学生豁然开朗。） 生1：可以用浓度的变化值除以时间来求，A物质的浓度变化为0.2
，所以用A物质表示的化学反应速率为0.1
。 师：能否用B和C的浓度变化来表示该反应的反应速率？ 生2：在2min内A减少了0.2
，同时B减少0.4
，C增加0.6
，所以用B和C物质表示的化学反应速率分别为0.2
和0.3
。 师：分析得很好，你有什么发现吗？ 生2：用不同物质来表示的化学反应速率，数值之比等于化学反应方程式中各物质的化学计量数之比。 师（追问）：同学们对化学反应速率的计算有什么疑问吗？ （不少学生欲言又止。） 师（鼓励）：例如，这里计算出的化学反应速率是平均速率还是瞬时速率？ 生（齐）：平均速率。 生3：老师，我有疑问，物理上速度有正负之分，我认为这里的化学反应速率也应该有正负之分，反应物的速率为正，生成物的速率为负。 师：善于提问说明同学们在动脑思考，刚才这名同学的疑问有谁能解决？ 生4：物理上速度有方向，是一个矢量，好像与化学反应的方向不是一回事。 师：没错，你继续说完。 生4：我认为，反应物的浓度在减少，生成物的浓度在增加，我们只要取绝对值就可以，所以化学反应速率是一个标量，没有正负之分。 2.拓展提升 师：（书本31页问题解决2）为了研究
与稀盐酸反应的反应速率，某同学通过实验测定反应中生成的
气体体积随反应时间变化的情况，绘制出如图所示的曲线，请分析讨论以下问题。 （1）在
各相同的时间段里，反应速率最大的是________时间段，收集到气体最多的是________时间段。 （2）试分析三个时间段里，反应速率不同的可能原因（该反应是放热反应）。 生1：
时间段平均反应速率最大，收集到的气体最多。
师：你是根据什么作出判断的？ 生1：由图像可知，在相同的时间段中
生成的气体最多。 师：你还能用数学知识中的斜率来解释吗？ 生1：可以，因为
时间段曲线上各点的斜率比其他曲线上的各点要大。 （让学生学会运用其他学科知识来解决化学问题。） 师：老师提供了以下仪器——锥形瓶、分液漏斗、橡皮塞、导气管、其他仪器，某实验小组通过实验测定
与稀盐酸反应的反应速率，试回答以下问题。 （1）要完成该实验还需要哪些仪器？请用简图将实验装置补画完整。 （2）该实验需要测定哪些数据？试设计数据记录表。 生：应该还需要秒表测定时间。 师：那么如何测定
气体的体积呢？ （由于时间关系，这部分内容没有进行深入的探讨，教师通过投影给出实验装置。）
师：除了测定
气体的体积随时间的变化值外，我们还可以测定哪些数据来计算该反应的反应速率呢？哪些数据的测定比较简便？如何设计数据记录表？如何处理数据？ 生：
的质量随时间的变化值，或者HCl的浓度随时间的变化值，应该是
气体的体积比较容易测定。（拓宽学生的思维。）
环节四：回顾反思，布置任务 师：通过本节课，同学们学到了什么？研究化学反应速率有什么重要意义？ 生1：学习了影响化学反应速率的因素和计算方法。 生2：学到了控制变量法在化学实验中的应用。 师：除了学到的知识以外，同学们还应该关注学习的过程、学习的方法和养成良好的习惯。 师：最后，布置同学们一个课外的研究性学习任务，现在有几种不同的催化剂（CuO、
、
）对过氧化氢分解都有催化作用，请同学们用各种方法（网络、实验等），探究它们的催化效果有什么不同（定性和定量）。
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为学生的思维发展搭建“脚手架”--“化学反应率”的教学设计_化学反应速率论文
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