基于核心素養下的實驗探究

劉督蓮

關鍵詞：化學反應速率;探究實驗;建構模型

一、教學設計思想

傳統課堂學習知識在課堂，內化知識在課外（即先教后練）;而探究課堂學習知識在課外，內化知識在課堂（即先學后教）。本節內容采用學生自主構建、答疑解惑和遷移應用的探究課堂的教學模式開展教學，即學生課前通過教師提供的學習資源進行自主學習，課堂上通過學生分組實驗和課堂測試進行知識的內化與評價，從而達到教、學、評一體化。

二、學生學情分析

大多數學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用，但是學生對自變量和因變量的邏輯關系缺乏理解。在目的明確的前提下會調動某一變量、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械地設計出“對比實驗的方案”，而不是從調“單一變量”、控“其他變量”的思維視角進行設計。所以，能設計出對比實驗的方案并不能證明學生學會了自如應用控制變量法。在新課標的背景下，課堂教學的核心任務是培養學生的化學素養，而素養的落實則是通過開展有效的核心活動來實現的。

三、教學目標

1.新舊兩版《普通高中化學課程標準》對該內容教學要求對比，舊課標《化學反應原理》（選修四）知道化學反應速率的定量表示方法，通過實驗測定某些化學反應的速率。認識化學反應速率在生活、生產和科學研究領域中的重要作用。

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

2.教學的核心功能與價值分析。依據“新課標”可知，要以“實驗探究影響化學反應速率的因素”為本節教學的核心活動，但更重要的任務是要讓學生“學習運用變量控制方法研究化學反應”。引導學生形成對控制變量法的認識、初步學會運用控制變量法研究化學反應，構建出“反應規律的探究實驗”的認識模型，從而培養學生解決這一類問題的模型認知的核心素養。

四、核心素養目標

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

2.證據推理與模型認知：建立分析探究外界因素影響化學反應速率的思維模型

3.科學探究：通過定性與定量研究影響化學反應速率的因素，提高設計探究方案、進行實驗探究的能力。

五、學習目標

1.了解活化能的含義，會用活化能理論解釋化學反應速率的影響因素。

2.了解測定化學反應速率的簡單方法。并能自行設計和實施實驗。

3.通過實驗探究，掌握外界條件（濃度、溫度）對化學反應速率的影響規律及實質。并學會從調“單一變量”、控“其他變量”的思維視角進行實驗設計的思想。

六、活動設計

環節一：課前任務設計

教師活動1

指導學生進行自主預習選修四第二章第二節《影響化學反應速率的因素》

指導學生借助智能手機光線傳感器及App靈敏測定光強數據，進行測定反應速率。

學生活動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，為什么增大反應物的濃度會是反應速率增大？升高溫度會使化學反應速率加快？

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。培養學生自主學習和獲得有效信息的能力。嘗試利用智能手機輔助化學實驗，為探究教學提供多種可能性。

環節二：課堂任務設計

教師活動2

（1）實驗探究溫度對化學反應速率的影響。（2）現在提供2個化學反應以供選用，并準備了相應的試劑。

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，探究溫度對化學反應速率的影響。

（2）設計實驗，用試管圖的形式呈現實驗方案并填寫在學案上。

（3）實施實驗并及時收集、記錄實驗現象及時間。

活動意圖：通過自主選擇有代表性的研究對象，理解反應規律的探究實驗與具體物質性質的探究實驗的不同，通過兩組影響化學反應速率因素的實驗方案設計并實施實驗，培養學生運用控制變量的思想方法設計和實施對比實驗的能力。

參考文獻：

[1]楊英，胡倩，張瑞琪. 在創新實驗中培養學生的物理學科核心素養——平行板電容器電容教學的創新[J]. 湖南中學物理，2020（06）.