凸显证据推理的教学设计案例研究

徐伟 马愿愿

摘要：“化学反应的速率与限度”是典型地体现证据推理素养培养的内容，如何处理必修与选修之间内容的联系、凸显证据推理素养培养是在大单元教学中需要研究的内容。研究从真实的问题情境出发，以科学研究的一般过程为主线，重构内容设计，突出对证据推理素养的培养，以期为相应教学提供参考。

关键词：高中化学  证据推理  化学反应速率

一、问题提出

“化学反应的速率与限度”选自人教版高中化学必修二第六章第二节，其与选择性必修化学反应速率共同构成了化学反应速率的内容体系。近年来，有关“化学反应的速率与限度”的實践研究，有利用理论和数字化、传感器、控制变量等，进行实验的创新设计，也有厘清速率和平衡概念等疑难问题的研究。从教学设计角度来看，有研究复习课的教学，还有研究三重表征、必修、选修等不同视角的教学设计等。通过以上的梳理看出，已有的教学设计均基于老版教材和课程标准，能从必修、选修角度，基于学科核心素养角度去进行教学设计的研究还较少。

《普通高中化学课程标准（2017年版）》中对本节内容的要求是，学生能从化学反应限度和快慢的角度解释生产、生活中简单的化学现象，能描述化学平衡状态，判断化学反应是否达到平衡，能运用变量控制的方法探究化学反应速率的影响因素，初步解释化学实验和化工生产中反应条件的选择问题，并将“化学反应速率的影响因素”作为化学必做实验，建议运用实验事实、数据等证据素材，注重组织学生推论预测、设计论证等活动。这说明新版课程标准突出本部分对证据推理素养的培养，并提出了一些具体性的建议，这对必修部分“化学反应的速率与限度”的设计提供了有效指导。

二、设计思路

通过对新课标以及教材的研读，必修部分的“化学反应的速率与限度”主要包含速率概念、速率的影响因素，以及简单反应方向的判断内容。如何处理内容主题在必修和选修两个层面的衔接，是本节课设计的难点。研究力图实现在必修层面上的化学反应速率概念的建构，探寻化学反应速率影响因素的方式和方法，然后利用影响因素解决实际生产中遇到的问题。相关设计思路如图1所示。

三、设计过程

基于以上的设计思路，研究从凸显证据推理的角度来重构教学设计，其相关内容呈现如下。

（一）教学目标

1.通过熟知的化学现象和实例，了解化学反应速率的概念，知道浓度、温度和催化剂等条件对化学反应的快慢的影响，初步了解如何调控化学反应的快慢。

2.通过对熟悉的化学反应现象的分析，学会利用证据进行科学推理，感受研究化学问题的一般程序，了解半定量实验的研究方法。

3.通过自主设计化学反应速率影响因素的实验探究，初步学习设计半定量实验方案的能力，拥有严谨认真的科学态度和精神，体验成功的快乐。

（二）教学过程

如图1所示，教学过程按照科学研究的一般过程，分为六个环节（见表1）。

凸显证据推理的教学设计案例研究

四、教学特色与反思

本节课设计以生活中常见的各种牛奶保质期为情境导入，以科学研究的六个基本环节为引线来构建教学基本流程。在对“化学反应速率”概念的认识上，采用先定性学习，学习常见的化学反应速率影响因素，再给出概念，进行半定量的判断（不涉及计算）。这样就从难度上区分了必修和选修上难度的区别。在设计中，通过生活中常见的情境，以及设计实验找寻实验证据，来突出“证据推理”素养的培养。总之，学生证据推理素养的培养不是一蹴而就的，需要加强大单元设计，在整体中统筹规划素养的培养。

参考文献：

［1］赵妍，任红艳，戴乐，林雪瑶.基于认识论思考模型的“化学反应速率”创新实验教学设计［J］.化学教育（中英文），2018，39（21）：4953.

［2］高妙添.运用数字化手持技术改进“测量化学反应速率”实验的教学实践［J］.化学教育，2015，36（23）：4955.

［3］李嘉.自制装置探究浓度与温度对化学反应速率的影响［J］.化学教育（中英文），2017，38（15）：5759.

［4］叶长军，杨花雨.探究实验教学中“控制单一变量”思想的培养——以“浓度对化学反应速率的影响”为例［J］.化学教育，2015，36（5）：3337.

［5］吴晗清，李丹，赵冬青.“速率”和“平衡”教学亟待澄清的误区［J］.化学教学，2017（3）：2125.

［6］徐聪，魏锐.由合成氨工艺引发的化学反应速率相关问题探讨［J］.中学化学教学参考，2020（7）：3134.

［7］杨德红.“目录式”教学法在高三化学二轮复习中的实践研究——以“化学反应速率与化学平衡”单元为例［J］.化学教学，2016（8）：3135.

［8］余方喜.高三化学复习课课时作业设计——以“化学反应速率”为例［J］.化学教学，2015（3）：5863.

［9］郑益哈.优化整合实验 提高课堂效率——“化学反应速率”高三复习课及反思［J］.化学教学，2014（3）：4143.

［10］黄萍，冉鸣.“化学反应速率”微观模型的创建探究［J］.化学教育，2015，36（13）：5154.

［11］黄爱民.用SOLO分类理论进行必修化学教学设计的一些思考——以苏教版《化学2》“化学反应速率”为例［J］.化学教育，2015，36（23）：1822.

［12］程俊.“惰性教学”向“素养性教学”的转变——以选修阶段化学反应速率的教学为例［J］.中学化学教学参考，2019（19）：1316.

责任编辑：赵潇晗