張細(xì)妹

摘 要：高中化學(xué)教材中各章各節(jié)基本都編設(shè)若干個實驗，并提倡學(xué)生利用演示實驗、操作實驗、定性或定量實驗等活動形式進行探索研究。教師創(chuàng)新設(shè)計化學(xué)活動課堂教學(xué)實踐，開展豐富的化學(xué)探究活動，能充分發(fā)揮活動育人的積極作用，激勵學(xué)生探索研究化學(xué)科學(xué)的熱情，提升觀察思考和動手實踐能力，促進化學(xué)核心素養(yǎng)的有效培育。本文基于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的研究視角，通過選取魯科版高中化學(xué)選擇性必修一《化學(xué)反應(yīng)原理》第2章第3節(jié)《化學(xué)反應(yīng)的速率》為例，針對如何在化學(xué)活動課堂中促進學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識、科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任等方面素養(yǎng)的培養(yǎng)，開展探討分析。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；高中化學(xué)；化學(xué)反應(yīng)的速率；活動課堂；設(shè)計與實踐

化學(xué)學(xué)科具有鮮明的活動性、實踐性特點，它與現(xiàn)實中的生產(chǎn)生活有著密切的聯(lián)系。但在日常化學(xué)課堂教學(xué)中，有些教師往往習(xí)慣于將化學(xué)學(xué)科當(dāng)作靜態(tài)的知識來傳授，忽略了化學(xué)學(xué)科的實踐性特征，甚至課堂中運用的教學(xué)方式陳舊滯后，對學(xué)生又過于強調(diào)要牢固識記化學(xué)符號、公式、原理等基礎(chǔ)理論和知識點。因此，在高中化學(xué)教學(xué)中，順應(yīng)新時代素養(yǎng)教育需求、創(chuàng)新設(shè)計和實施活動課堂實踐尤為重要。

一、化學(xué)活動課堂教學(xué)的內(nèi)涵界定

活動課堂教學(xué)也稱為活動型課堂教學(xué)，是一種圍繞共同的學(xué)習(xí)目的而組建起來、致力于完成一定學(xué)習(xí)任務(wù)的交互性教學(xué)方法?；顒诱n堂教學(xué)一般是由教師根據(jù)學(xué)科教學(xué)要求，結(jié)合學(xué)生的身心特點、認(rèn)知發(fā)展規(guī)律以及探究知識的需要，為學(xué)生有目的地設(shè)置恰當(dāng)?shù)幕顒忧榫澈徒虒W(xué)過程，指引學(xué)生參與課堂閱讀、合作討論、互動游戲、動手操作等多樣活動，促使他們通過活動充分開啟各種知覺，獲取科學(xué)知識。在高中化學(xué)教學(xué)中，倡導(dǎo)運用活動型課堂教學(xué)模式，具有積極的應(yīng)用優(yōu)勢，能契合學(xué)生的綜合能力和素養(yǎng)的培養(yǎng)需求，有利于鼓勵他們主動學(xué)習(xí)，參加創(chuàng)新實踐，盡情享受探索化學(xué)的樂趣，從而實現(xiàn)良好的化學(xué)教育成效[1]。

二、指向核心素養(yǎng)的高中化學(xué)活動課堂設(shè)計與實踐

教師通過創(chuàng)設(shè)《化學(xué)反應(yīng)的速率》一課教學(xué)，探索活動課堂教學(xué)在高中化學(xué)學(xué)科中的具體實踐，引領(lǐng)學(xué)生深入探索化學(xué)科學(xué)知識，獲得科學(xué)研究能力和素養(yǎng)的發(fā)展。

（一）活動課堂教學(xué)思路設(shè)計

1.錨定課標(biāo)要求

高中化學(xué)新課標(biāo)在“內(nèi)容要求”中強調(diào)，要“知道化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法，了解測定化學(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)速率的影響。知道化學(xué)反應(yīng)是有歷程的。認(rèn)識基元反應(yīng)活化能對化學(xué)反應(yīng)速率的影響”[2]。同時，新課標(biāo)還強調(diào)了化學(xué)反應(yīng)速率影響因素的探究實驗是高中生必做的實驗，并提出了應(yīng)達到的學(xué)業(yè)要求。這就為探索化學(xué)活動教學(xué)指明了實施方向和實踐要求。

2.把握教材內(nèi)容

化學(xué)反應(yīng)速率是本章教學(xué)的重點，是探究學(xué)習(xí)化學(xué)平衡的基礎(chǔ)。魯科版教材在第三章前兩節(jié)中，重點探討了化學(xué)能向熱能、電能等其他形式的能的轉(zhuǎn)化。第三節(jié)則從化學(xué)反應(yīng)速率的視角進行研究化學(xué)反應(yīng)，探析外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。人們可以通過改變外界條件來控制化學(xué)反應(yīng)的速率，如食物的腐敗（對人類社會有害的反應(yīng)）要控制。

3.分析學(xué)生學(xué)情

其一，學(xué)生經(jīng)過初中化學(xué)和高中化學(xué)必修一的學(xué)習(xí)，已經(jīng)能從物質(zhì)轉(zhuǎn)化角度認(rèn)識和分析化學(xué)反應(yīng)。學(xué)生根據(jù)自身的學(xué)習(xí)和生活經(jīng)驗，能認(rèn)識到化學(xué)反應(yīng)有快慢之分，已初步形成了設(shè)計簡單化學(xué)實驗方案的能力。其二，不少學(xué)生無法從物理學(xué)中的物體運動速率類比遷移到化學(xué)反應(yīng)速率，只能在定性層面上認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)速率；當(dāng)面對多變量的問題時，學(xué)生能調(diào)動某一變量，卻無法合理調(diào)控其他變量，變量控制的意識不足。其三，學(xué)生的科學(xué)探究意識明顯不足，動手操作能力還有待于加強。

4.設(shè)置活動目標(biāo)

（1）從熟悉的化學(xué)現(xiàn)象、實驗和已學(xué)的物體運動速度概念入手，引出化學(xué)反應(yīng)速率的概念；通過合作實驗活動，探究化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法。（2）提高學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)速率概念的理解，提升化學(xué)計算能力。（3）討論、比較定性或定量化學(xué)反應(yīng)速率快慢的方法，合作設(shè)計方案來具體測定某個化學(xué)反應(yīng)速率，推介采用數(shù)字化實驗測定化學(xué)反應(yīng)速率的方法。（4）通過活動探究，使學(xué)生學(xué)會深入觀察生活、生產(chǎn)和社會中有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的問題。

（二）活動課堂實施進程設(shè)計

1.搭建活動框架，明確活動重難點

進入課堂，教師先與學(xué)生一起搭建活動課堂教學(xué)框架，為化學(xué)課具體探究活動實踐提供良好的知識體系和結(jié)構(gòu)支撐，并利用多媒體展示“化學(xué)反應(yīng)的速率”“四步”探究活動框架。

環(huán)節(jié)一，引入生活實例：（1）對化學(xué)反應(yīng)速率的定性認(rèn)識；（2）引導(dǎo)得出化學(xué)反應(yīng)是有快慢的。

環(huán)節(jié)二，閱讀課本內(nèi)容：（1）了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念；（2）化學(xué)反應(yīng)速率的定量表示；

（3）學(xué)生小組合作討論。

環(huán)節(jié)三，提出探究問題：（1）運用定性觀察法，學(xué)生小組討論總結(jié)；（2）分析影響因素，學(xué)生小組實驗驗證。

環(huán)節(jié)四，活動拓展與總結(jié)：（1）了解實驗探究的方法：控制變量法；（2）控制反應(yīng)條件，提高對人類有利反應(yīng)的速率，降低對人類不利反應(yīng)的速率。

通過師生合作創(chuàng)建清晰的“四步”探究活動環(huán)節(jié)，厘清活動思路，使得學(xué)生明確了《化學(xué)反應(yīng)的速率》一課活動教學(xué)的重點在于掌握化學(xué)反應(yīng)速率的概念，了解影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素；難點在于設(shè)計實驗活動，利用控制變量法探究化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素。

2.引入生活實例，激發(fā)參與活動興趣

高一學(xué)生具有一定的理性思維能力，在生活中易于接受新穎知識，因此，借助引入鮮活的生活實例，便于增進學(xué)生的理解。進入本節(jié)課第一活動環(huán)節(jié)，教師先利用多媒體展示“蛋糕和面包的保質(zhì)期”圖例情境，并提問：“同學(xué)們經(jīng)常吃蛋糕和面包，有沒有發(fā)現(xiàn)這樣一個問題，蛋糕上標(biāo)有保質(zhì)期（冬3天，夏1天），面包上也標(biāo)有保質(zhì)期（冬10天，夏4天），你們知道原因嗎？為什么冬天和夏天的保質(zhì)期不一樣？能否舉例說明？”學(xué)生們經(jīng)過思考、討論，認(rèn)為有保質(zhì)期是由于蛋糕和面包會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而腐??；化學(xué)反應(yīng)夏天快、冬天慢，可見化學(xué)反應(yīng)是有快慢的。有些小組學(xué)生還踴躍發(fā)言，列舉出現(xiàn)實生活中化學(xué)反應(yīng)有快有慢的生動例子，促使學(xué)生初步對化學(xué)反應(yīng)速率形成定性認(rèn)識。

3.閱讀課本內(nèi)容，合作討論交流

導(dǎo)入新課后，教師鼓勵學(xué)生小組認(rèn)真閱讀課本，并在組內(nèi)討論、了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念。接著，教師指引各組學(xué)生進行合作討論，交流有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的定量表示方法，并分析出物質(zhì)量的變化情況。小組通過合作討論后提出，一般用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少和生成物濃度的增加量來表示，并板書定量計算公式V=Δc/Δt（單位：mol/（LS）或mol/（Lmin））。通過加強學(xué)生之間的合作交流，使他們掌握了化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法，培育了科學(xué)探究和創(chuàng)新意識素養(yǎng)。

4.互助合作探究，創(chuàng)設(shè)實驗驗證

本環(huán)節(jié)是活動課堂探究的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。教師通過創(chuàng)設(shè)“直觀判斷反應(yīng)快慢的方法”“影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有哪些”兩個探究活動，鼓勵各組學(xué)生通過互助合作討論、實驗探究、建立模型等活動，并設(shè)計了“溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響”“反應(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響”“固體表面積以及催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響”三個循序推進的實驗驗證活動，引導(dǎo)學(xué)生深入實驗探究和檢驗影響化學(xué)反應(yīng)速率的各種因素，有效提高了實驗探索、動手操作和總結(jié)評價等方面的能力，促進學(xué)生形成良好的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識[3]。

探究活動一：直觀判斷反應(yīng)快慢的方法。

學(xué)生小組通過合作討論活動，增進了認(rèn)知，他們結(jié)合已學(xué)的金屬與酸的反應(yīng)得到啟發(fā)，可以根據(jù)產(chǎn)生氣泡的多少來判斷化學(xué)反應(yīng)的快慢，可以根據(jù)燃燒反應(yīng)發(fā)光的現(xiàn)象來判斷，可以根據(jù)單位時間內(nèi)產(chǎn)生沉淀的多少來判斷，還可以根據(jù)顏色來判斷。接著，各小組再次進行討論，歸納出判斷化學(xué)反應(yīng)快慢時要注重運用定性觀察方法，觀察冒氣泡快慢、顏色變化、固體量減少、渾濁程度、溫度變化等情況。

探究活動二：影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有

哪些？

各組學(xué)生繼續(xù)加強合作討論，結(jié)合自身的生活經(jīng)驗和認(rèn)知，提出觀點。第一小組學(xué)生以“面包在夏天與冬天的保質(zhì)期不同”為例，認(rèn)為化學(xué)反應(yīng)速率與溫度有關(guān)。第二小組學(xué)生利用初三年級所學(xué)的二氧化錳催化制氧氣，提出化學(xué)反應(yīng)速率與催化劑有關(guān)。第三小組學(xué)生聯(lián)系初中的反應(yīng)物知識，提出化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物的濃度有關(guān)。第四小組學(xué)生根據(jù)生活觀察，煤燃燒時要粉碎才能燃燒更快，提出化學(xué)反應(yīng)速率與固體的表面積有關(guān)。教師在旁順勢將學(xué)生討論分析出的“影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素”板書出來，再適時引導(dǎo)學(xué)生進行深入總結(jié)、歸類，這些影響因素有內(nèi)外之分，內(nèi)因在于物質(zhì)本身的性質(zhì)決定的，是不可改變的，而溫度、反應(yīng)物濃度、固體表面積、催化劑等因素則屬于外因，是可以調(diào)控的。

實驗活動：驗證“探究活動二：影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素”。

驗證實驗一：溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

驗證實驗活動主要由教師進行演示，強調(diào)實驗操作方法，初步構(gòu)建起驗證速率影響因素的模型，并引導(dǎo)學(xué)生細(xì)心觀察實驗現(xiàn)象，提出開展實驗應(yīng)注意的問題；接著，結(jié)合課本第48頁實驗2-5，提出思考問題：三種不同溫度的條件下，哪個化學(xué)反應(yīng)速率快？各小組學(xué)生踴躍參與討論，結(jié)合實驗觀察，提出觀點，認(rèn)為在熱水中化學(xué)反應(yīng)速率最快，然后是常溫，冷水最慢，這是根據(jù)氣泡產(chǎn)生的多少來判斷的。

教師于是啟發(fā)，能否將該實驗進行改進，判斷起來更直觀？各小組學(xué)生再進行討論分析，有的小組合作提出利用2～3ml、5%的雙氧水和1～2滴1mol/L的FeCl3溶液進行改進。他們的這種改進方法得到了教師的充分肯定和評價。之后學(xué)生總結(jié)得出結(jié)論：溫度越高化學(xué)反應(yīng)速率越快，溫度越低化學(xué)反應(yīng)速率越慢。教師順勢強調(diào)提出，該實驗是在其他條件相同時進行的，要注重運用控制變量法的實驗方法，并提醒學(xué)生要在總結(jié)結(jié)論之前加上“其他條件相同時”。在此，學(xué)生利用控制變量法研究化學(xué)反應(yīng)，認(rèn)識了化學(xué)變化是有條件的，以及控制反應(yīng)條件在生產(chǎn)和科學(xué)研究中的作用，促進了證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)的培養(yǎng)。

驗證實驗二：反應(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

教師先鼓勵各小組學(xué)生進行合作，自主設(shè)計實驗“0.25mol/L鹽酸和0.50mol/L鹽酸分別與CaCO3粉末的反應(yīng)”，完成操作，體會控制變量法的實驗方法。各小組完成實驗后開展討論。第一小組提出，0.25mol/L的鹽酸化學(xué)反應(yīng)速率快；第二小組提出，0.50mol/L的鹽酸化學(xué)反應(yīng)速率快。此時，實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象不同（實驗失?。?，于是教師指導(dǎo)學(xué)生分析其中的原因，重新設(shè)計、操作實驗。學(xué)生經(jīng)過合作分析，查找到實驗失敗的原因，實驗中必須確保溫度，CaCO3粉末的質(zhì)量、鹽酸的體積量等其他變量完全相同。然后，學(xué)生小組重新設(shè)計了實驗“5mL、0.25mol/L鹽酸，5mL、0.50mol/L鹽酸，1.0gCaCO3粉末”，并完成實驗，得到了相同的結(jié)果，最終學(xué)生總結(jié)得出結(jié)論：其他條件相同時，增大濃度反應(yīng)速率增大，減小濃度反應(yīng)速率減小。

至此，學(xué)生通過這一驗證實驗環(huán)節(jié)，分析失敗原因，再合作，再設(shè)計，再實驗，成功得出了結(jié)論，這不僅使學(xué)生對控制變量法的實驗方法認(rèn)識更加深刻到位，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識素養(yǎng)，而且讓學(xué)生理解了科學(xué)實驗是一個需要反復(fù)研究的過程，要有堅持不懈的奉獻精神才會獲得正確的科學(xué)理論來服務(wù)社會，從而落實培育了科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任素養(yǎng)。

驗證實驗三：固體表面積以及催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

學(xué)生小組開展合作設(shè)計實驗“1.0g石灰石顆粒、1.0gCaCO3粉末、5mL、0.50mol/L鹽酸”，完成探究活動，并得出相關(guān)結(jié)論：其他條件相同時，增大固體表面積，反應(yīng)速率增大；減小固體表面積，反應(yīng)速率減小。進入驗證實驗三時，學(xué)生的操作更加規(guī)范了，更加自信地進行試驗，其他同學(xué)也完整地分享到實驗現(xiàn)象和結(jié)論，呈現(xiàn)了良好的課堂效果。

5.拓展實驗探究，總結(jié)活動成果

最后的活動拓展與總結(jié)環(huán)節(jié)至關(guān)重要。教師必須通過拓展本節(jié)課實驗探究，引領(lǐng)學(xué)生進一步熟練掌握控制變量法的實驗探究方法，領(lǐng)悟?qū)嶒炋骄炕瘜W(xué)反應(yīng)速率的影響和作用。例如，進入結(jié)課時，教師又適時插入開課時預(yù)設(shè)的探究問題：蛋糕和面包如果沒有吃完，該怎么保存？學(xué)生紛紛將保存的方法娓娓道來，還能利用本節(jié)課學(xué)到的調(diào)控化學(xué)反應(yīng)速率的知識進行解釋，比如通過放置于冰箱、降低溫度就可以減小食物腐敗的速度（減小化學(xué)反應(yīng)速率）；利用內(nèi)裝還原劑的小袋，可以減少食物包裝內(nèi)氧氣的濃度，從而減小化學(xué)反應(yīng)速率。學(xué)生爭相發(fā)言，課堂中洋溢著一陣陣活潑靈動的探索學(xué)習(xí)激情。在這樣的化學(xué)活動課堂，學(xué)生理解了應(yīng)積極探求科學(xué)知識，提高對人類有利反應(yīng)的速率，降低對人類不利反應(yīng)的速率，來更好地服務(wù)社會和生活，增強了他們初步應(yīng)用化學(xué)知識解決生活問題的意識，提升了科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任素養(yǎng)。

同時，教師還要及時全面總結(jié)化學(xué)活動課堂的實效，梳理、鞏固好活動成果。本節(jié)課，教師帶領(lǐng)學(xué)生一起設(shè)計、開展的“引入生活實例→合作討論交流→創(chuàng)設(shè)實驗驗證→獲得實驗結(jié)論”活動課堂模型，有效鍛煉了學(xué)生的實驗探究和操作能力，增強了學(xué)生的證據(jù)推理和建立模型意識，實現(xiàn)了素養(yǎng)培養(yǎng)。

結(jié)束語

化學(xué)科學(xué)知識的產(chǎn)生和發(fā)展必須經(jīng)歷提出問題、做出假設(shè)、利用證據(jù)或?qū)嶒炦M行驗證、探索得出結(jié)論等研究學(xué)習(xí)過程。教師應(yīng)堅持創(chuàng)新運用活動課教學(xué)思想，激勵學(xué)生主動參與化學(xué)活動課堂，引領(lǐng)他們親歷有序的探索研究過程，習(xí)得豐富的化學(xué)科學(xué)知識，養(yǎng)成積極的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦硇运季S，逐步提升化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

參考文獻

[1]趙銘燕.指向深度學(xué)習(xí)的高中化學(xué)教學(xué)研究[J].數(shù)理化解題研究，2022（30）：134-136.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[3]錢忠鋒.核心素養(yǎng)視角下高中化學(xué)教學(xué)活動的指導(dǎo)策略[J].讀寫算，2021（29）：116-117.