基于核心素养下的实验探究

刘督莲

关键词：化学反应速率;探究实验;建构模型

一、教学设计思想

传统课堂学习知识在课堂，内化知识在课外（即先教后练）;而探究课堂学习知识在课外，内化知识在课堂（即先学后教）。本节内容采用学生自主构建、答疑解惑和迁移应用的探究课堂的教学模式开展教学，即学生课前通过教师提供的学习资源进行自主学习，课堂上通过学生分组实验和课堂测试进行知识的内化与评价，从而达到教、学、评一体化。

二、学生学情分析

大多数学生知道控制变量法是要控制单一变量，在很多实验中见过控制变量法的应用，但是学生对自变量和因变量的逻辑关系缺乏理解。在目的明确的前提下会调动某一变量、却不能自如地控制其他变量。能参照教材或教师提供的药品机械地设计出“对比实验的方案”，而不是从调“单一变量”、控“其他变量”的思维视角进行设计。所以，能设计出对比实验的方案并不能证明学生学会了自如应用控制变量法。在新课标的背景下，课堂教学的核心任务是培养学生的化学素养，而素养的落实则是通过开展有效的核心活动来实现的。

三、教学目标

1.新旧两版《普通高中化学课程标准》对该内容教学要求对比，旧课标《化学反应原理》（选修四）知道化学反应速率的定量表示方法，通过实验测定某些化学反应的速率。认识化学反应速率在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。

新课标，《化学反应原理》（选择性必修1）知道化学反应平均速率、知道化学反应速率的表示方法，通过实验探究表示方法，了解测定化学反应速率的简单方法。通过实验探究了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。

2.教学的核心功能与价值分析。依据“新课标”可知，要以“实验探究影响化学反应速率的因素”为本节教学的核心活动，但更重要的任务是要让学生“学习运用变量控制方法研究化学反应”。引导学生形成对控制变量法的认识、初步学会运用控制变量法研究化学反应，构建出“反应规律的探究实验”的认识模型，从而培养学生解决这一类问题的模型认知的核心素养。

四、核心素养目标

1.宏观辨识与微观探析：通过实验，从宏观上认识外界因素影响化学反应速率的规律，并能从活化分子的有效碰撞等微观的角度进行分析解释。

2.证据推理与模型认知：建立分析探究外界因素影响化学反应速率的思维模型

3.科学探究：通过定性与定量研究影响化学反应速率的因素，提高设计探究方案、进行实验探究的能力。

五、学习目标

1.了解活化能的含义，会用活化能理论解释化学反应速率的影响因素。

2.了解测定化学反应速率的简单方法。并能自行设计和实施实验。

3.通过实验探究，掌握外界条件（浓度、温度）对化学反应速率的影响规律及实质。并学会从调“单一变量”、控“其他变量”的思维视角进行实验设计的思想。

六、活动设计

环节一：课前任务设计

教师活动1

指导学生进行自主预习选修四第二章第二节《影响化学反应速率的因素》

指导学生借助智能手机光线传感器及App灵敏测定光强数据，进行测定反应速率。

学生活动1

阅读教材2-4页，写出有效碰撞、活化分子、活化能的定义。

阅读教材20页，尝试用碰撞理论解释其他条件相同时，为什么增大反应物的浓度会是反应速率增大？升高温度会使化学反应速率加快？

活动意图：自主阅读教材，掌握有效碰撞、活化分子、活化能的概念。培养学生自主学习和获得有效信息的能力。尝试利用智能手机辅助化学实验，为探究教学提供多种可能性。

环节二：課堂任务设计

教师活动2

（1）实验探究温度对化学反应速率的影响。（2）现在提供2个化学反应以供选用，并准备了相应的试剂。

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  蒸馏水 热水、秒表。（1滴管=2ml）

学生活动3

（1）4人小组讨论，利用控制单一变量法，探究温度对化学反应速率的影响。

（2）设计实验，用试管图的形式呈现实验方案并填写在学案上。

（3）实施实验并及时收集、记录实验现象及时间。

活动意图：通过自主选择有代表性的研究对象，理解反应规律的探究实验与具体物质性质的探究实验的不同，通过两组影响化学反应速率因素的实验方案设计并实施实验，培养学生运用控制变量的思想方法设计和实施对比实验的能力。

参考文献：

[1]杨英，胡倩，张瑞琪. 在创新实验中培养学生的物理学科核心素养——平行板电容器电容教学的创新[J]. 湖南中学物理，2020（06）.