“化學反應速率”同題異構課的對比研究

陳偉

摘要：以蘇教版高中化學2專題2“化學反應速率”兩節同題異構課為研究對象，對比分析了兩節課的課題導入、概念建構、實驗設計和課堂小結四個教學環節，并就優化實驗的開發與設計、難點的化解與突破和問題的設置與處理提出了一些建議。

關鍵詞：同題異構；化學反應速率；概念

文章編號：1008—0546（2017）11—0011—02 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008—0546.2017.11.003

同題異構是不同教師就同一課題進行課堂教學展示，同樣的主題，不同的維度，多樣的策略，教師在交流中碰撞思維、分享智慧，共同探討教學的真諦。為更好促進教師專業成長、積累教學資源，本學期我們化學學科組織了蘇教版高中化學2專題2“化學反應速率”一節內容的同題異構教研活動。本文就二節同題異構課，談一些思考和感悟。

一、課題導入

老師甲：利用幻燈片向學生展示溶洞的形成、塑料的降解、鋼鐵的生銹、奧運的焰火、炸藥的爆炸等圖片，美麗的圖片給學生提供了真實的場景，讓學生直觀感受化學反應有快慢之分，再設問學生比較它們的尺度，引導學生建立定量研究化學反應速率的意識。

老師乙：請兩位學生來完成一組對比實驗，取兩支大小相同的試管，分別加入1mL0.1 mol/L KMnO₄溶液，加人5滴相同濃度的硫酸溶液，同時分別向兩支試管中加入2mL0.01 mol/L和2mL 0.2 mol/LH₂C₂O₄溶液，觀察比較高錳酸鉀溶液褪色的快慢。

評析：直觀性教學原則認為知識學習的開端永遠必須來自感官，教學應從觀察事物或動手實踐開始，從而引發學生思維，激發學習動機。用生活中的圖片引入新課，能引發學生思考，但用學生操作對比性實驗來導入新課則更具有吸引力，強烈的差異性實驗現象給學生的認知震撼更能把學生的目光聚焦到所學內容中來，更能促使學生去思考現象后面的原因，也更能發揮化學學科特點，讓學生體會和感受化學學科特點和魅力。

二、概念建構

老師甲：從設問學生物理上如何給速率下定義類比到化學反應速率如何表示，啟發學生得出化學反應速率的定義（v（B）=Δc（B）/Δt、單位（mol·L^-1·min^-1或mol·L^-1·s^-1），教師指出化學反應速率是一段時間內的平均反應速率，如果Δt取值足夠小就為瞬時速率；由于固體和純液體的濃度為常數，不能用來表示某一反應的化學反應速率；同一時間間隔內，用不同的物質表示同一反應的反應速率數值雖然不同，但所表示的反應速率意義相同；通過習題讓學生得出規律化學計量系數比等于反應過程中變化的物質的量之比，等于變化的物質的量濃度之比，也等于化學反應速率之比。

老師乙：將0.01mol/L的KMnO₄溶液與0.2mol/LH₂C₂₄溶液混合，再加入少許稀硫酸。由于發生下列反應，混合溶液的顏色會逐漸變淺直至變為無色。讓學生觀察不同時刻反應混合物中KMnO₄的濃度，見表1，思考如何用數據表示該化學反應的速率。

利用表1的數據學生可算出不同時間間隔內高錳酸鉀濃度的變化，強調比較反應快慢的要素時間、濃度變化。在此基礎上指出：通常用單位時間內反應物濃度的減少或者生成物濃度（常用物質的量濃度）的增加來表示化學反應速率。

評析：化學概念是化學學科的基石，學生化學概念建構得好壞，對學習演繹推理能力的提高、加深對元素化合物的理解都有非常重要的作用。而化學反應速率本身就很抽象，如何幫助學生建構概念呢？老師甲從物理上如何給速率的定義類比遷移到所學概念，讓學生明白化學反應速率所屬上位概念，為建構概念找到了固著點，并在此基礎上進行限制、完善和拓展，并用物理上大小不同車輪表示拖拉機前進速率來突破難點：用不同的物質表示相同時間間隔內同一反應的反應速率其數值雖然不同但所表示的化學意義是相同的。老師乙通過開發現象明顯的演示實驗引入，把概念的建構蘊藏在一個個問題解決過程之中，而不是通過講解法給出v（B）=Δc（B）/Δt，讓學生在解決問題的過程中，豐富了感性認識，促成了對概念的深度理解。

三、實驗設計

老師甲：設計了如下5組實驗：（1）比較碳酸鈉粉末、碳酸氫鈉粉末和同濃度的鹽酸反應的快慢；（2）比較Na₂S₂O₃分別和不同濃度的稀H₂SO₄反應的快慢；（3）比較同濃度的Na₂S₂O₃和同濃度的稀H₂SO₄在不同溫度下反應快慢；（4）比較塊狀與粉末狀的CaCO₂和同濃度的鹽酸反應的快慢；（5）比較H₂O₂在MnO₂有無的條件下反應的快慢。

老師乙：設計了如下4組實驗：（1）比較相同大小的鎂條和鐵片與0.5mol/L鹽酸反應；（2）比較Na₂S₂O₃分別和不同濃度的稀H₂SO₄反應的快慢；（3）比較同濃度的Na₂S₂O₃和同濃度的稀H₂SO₄在不同溫度下反應快慢；（4）比較H₂O₂在少量MnO₂、2滴0.2mol/LFeCl₃，溶液和一小塊新鮮的動物肝臟及不加任何物質情況下反應的快慢。endprint

評析：普通高中《化學課程標準》對必修2“化學反應速率”內容標準規定：“通過實驗認識化學反應的速率和化學反應的限度，了解控制反應條件在生產和科學研究中的作用。實驗探究溫度、催化劑對過氧化氫分解反應速率的影響”。按此要求，在難度把握上對化學計算不需要作加深，掌握決定化學反應速率的主要因素是反應物的性質，但是改變外界條件如濃度、溫度、壓強、催化劑和反應物的接觸面積時也會影響化學反應速率。關于外界條件影響化學反應速率的原理不作深入研究。本節課兩位老師都讓學生用實驗來探究化學反應速率影響因素，讓學生在合作探究中建構知識，注重用實驗培養學生動手操作能力、提出假設能力、設計實驗的能力與分析問題、解決問題的能力，豐富學生的體驗，同時增強學生合作學習的意識。考慮到課堂教學時間限制，兩位教師在每個小組的實驗盒內提供的藥品不同，讓每組學生只完成2個實驗，然后讓不同組學生交流實驗結果，總結得出物質的性質是影響化學反應速率的內因，溫度、濃度、催化劑、接觸面積等是影響化學反應速率的外因。這樣的做法受制于課堂教學時間限制無可厚非，但總覺得隱含著教育公平的問題，試想有位學生對FeCl，可作催化劑加快H202分解的反應速率不甚理解而他桌子上的實驗盒里恰恰沒有相應的藥品，那他就可能因為沒有親手實驗而錯過體驗和感知該知識的機會，他對該知識的理解就可想而知了。兩位教師還有一個共同點是都對實驗進行開發和改進，教師乙設計催化劑對化學反應速率影響時增加了一小塊新鮮的動物肝臟作對比實驗，體現了化學與生活的緊密聯系，增加了課堂的生活氣息；兩位教師都用Na₂S₂O₃溶液作藥品，優點是現象明顯，缺點是原理復雜，該反應的化學方程式不作要求，實驗改進原則之一是現象明顯，但原理過于復雜就得不償失了，多少有點為改進而改進的嫌疑。而在實驗前，教師甲在PPT上投影出實驗注意事項和實驗的簡單步驟，并作了口頭提醒。而教師乙只是在PPT上投影出實驗所給藥品，學生實驗時教師甲班上的學生紀律相對較好，學生按實驗提醒一步一步做實驗，但這樣的實驗更像是驗證實驗，實驗的探究色彩少了些。教師乙班上的學生實驗時雖然有些嘈雜，所用時間也略多，但學生有一個提出假設和設計實驗方案的過程，所以學生得到的鍛煉和受到的開發更多，學生的體驗更豐富。所以從這個角度講教師乙設計實驗的教學效果可能要更好一些。

四、課堂小結

教師甲：在課的結束時，先引導學生回憶本課所學內容，然后引導學生反思學會了哪些方法、形成了哪些觀念，最后通過幾個練習鞏固測試學生對所學掌握程度，習題滲透了本節課的核心知識，也在提醒所學內容中的重點，實現了學生對化學反應速率的感性認識到理性認識的轉變。

教師乙：與教師甲相比，教師乙不僅引導學生反思本課所學內容，反思學會了哪些方法、形成了哪些觀念，還特別重視學生問題意識的培養，他詢問學生還有什么問題，學生回應后還設計了一個課后探究題：如何用所學的知識來加快合成氨工業反應速率，從而既讓學生感受到學習的價值，又為下一節課的學習作了較好的鋪墊。

評析：課堂小結關鍵是引導學生反思所學內容、掌握的方法和形成的觀念。一節課既要獨立的教學目標，比較完整的教學內容，相對完整的結構，又要能承上啟下，一節課同時又是下節課進一步學習的前提和基礎。課堂結束不僅要對本節課進行適當總結，還要有啟下的功能。教師乙不僅回顧這節課的教學任務，也提出適當的問題，引發學生思考后續學習的內容。

五、教學感悟

1.實驗的開發與設計

化學實驗的主要目的是幫助學生認知和促進學生學習，優秀的化學實驗不僅能豐富學生認知手段，還能引領學生深入分析問題、探究原理，促進學生思維發展和能力提升。所以，在教學實踐中教師不能以教材上的演示實驗為教條，而是要結合不同版本教材、學生實際情況和學校的實驗條件作必要改進，教師乙沒有被課本實驗束縛，充分整合實驗資源，開發設計了新的實驗，激發了學生的學習動機，豐富了學生的情感體驗，為學生建構概念提供了生動形象的支架，有效地幫助學生認知和促進學生學習。

2.難點的化解與突破

難點是指學生不易理解的知識、不易掌握的技能技巧，或者是容易產生負遷移的學習內容。它猶如學生學習途中的絆腳石，阻礙著學生進一步獲取新知和建構概念。本節教學內容的難點是用不同的物質表示同一時間間隔內同一反應的反應速率其數值雖然不同，但所表示的反應速率的化學意義是相同的。教學中教師甲巧妙地用物理上大小不同車輪表示拖拉機前進速率，雖然大小輪轉的圈數不同但表示同一拖拉機前進速度，這樣的難點化解和突破，化抽象為具體，變晦澀為淺顯，降低了學生建構知識的難度。

3.問題的設置與處理

問題對于驅動學生開展探究活動和促進學生思維發展有著重要的作用。但不是任何問題都是有效的和具備引發思維功能的。只有把問題設置在學生的最近發展區，這樣做既符合學生的認知水平，又可以有效激發學生的學習和探究動機，讓學生通過合作研究、相互啟迪中解決問題，并在此過程中學習新的知識、掌握規律。教師乙設計的問題有層次、有梯度，由表及里，讓學生拾級而上，不斷深入，這樣讓學生在思考和解決問題的過程中習得知識，發展思維。

通過同題異構這個教研平臺，讓教師取長補短，使教師各顯神通，啟迪了教師思維，分享了教學經驗，教師可以在交流中生成，在生成中建構，在建構中發展。endprint