“化学反应速率”同题异构课的对比研究

陈伟

摘要：以苏教版高中化学2专题2“化学反应速率”两节同题异构课为研究对象，对比分析了两节课的课题导入、概念建构、实验设计和课堂小结四个教学环节，并就优化实验的开发与设计、难点的化解与突破和问题的设置与处理提出了一些建议。

关键词：同题异构；化学反应速率；概念

文章编号：1008—0546（2017）11—0011—02 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008—0546.2017.11.003

同题异构是不同教师就同一课题进行课堂教学展示，同样的主题，不同的维度，多样的策略，教师在交流中碰撞思维、分享智慧，共同探讨教学的真谛。为更好促进教师专业成长、积累教学资源，本学期我们化学学科组织了苏教版高中化学2专题2“化学反应速率”一节内容的同题异构教研活动。本文就二节同题异构课，谈一些思考和感悟。

一、课题导入

老师甲：利用幻灯片向学生展示溶洞的形成、塑料的降解、钢铁的生锈、奥运的焰火、炸药的爆炸等图片，美丽的图片给学生提供了真实的场景，让学生直观感受化学反应有快慢之分，再设问学生比较它们的尺度，引导学生建立定量研究化学反应速率的意识。

老师乙：请两位学生来完成一组对比实验，取两支大小相同的试管，分别加入1mL0.1 mol/L KMnO₄溶液，加人5滴相同浓度的硫酸溶液，同时分别向两支试管中加入2mL0.01 mol/L和2mL 0.2 mol/LH₂C₂O₄溶液，观察比较高锰酸钾溶液褪色的快慢。

评析：直观性教学原则认为知识学习的开端永远必须来自感官，教学应从观察事物或动手实践开始，从而引发学生思维，激发学习动机。用生活中的图片引入新课，能引发学生思考，但用学生操作对比性实验来导入新课则更具有吸引力，强烈的差异性实验现象给学生的认知震撼更能把学生的目光聚焦到所学内容中来，更能促使学生去思考现象后面的原因，也更能发挥化学学科特点，让学生体会和感受化学学科特点和魅力。

二、概念建构

老师甲：从设问学生物理上如何给速率下定义类比到化学反应速率如何表示，启发学生得出化学反应速率的定义（v（B）=Δc（B）/Δt、单位（mol·L^-1·min^-1或mol·L^-1·s^-1），教师指出化学反应速率是一段时间内的平均反应速率，如果Δt取值足够小就为瞬时速率；由于固体和纯液体的浓度为常数，不能用来表示某一反应的化学反应速率；同一时间间隔内，用不同的物质表示同一反应的反应速率数值虽然不同，但所表示的反应速率意义相同；通过习题让学生得出规律化学计量系数比等于反应过程中变化的物质的量之比，等于变化的物质的量浓度之比，也等于化学反应速率之比。

老师乙：将0.01mol/L的KMnO₄溶液与0.2mol/LH₂C₂₄溶液混合，再加入少许稀硫酸。由于发生下列反应，混合溶液的颜色会逐渐变浅直至变为无色。让学生观察不同时刻反应混合物中KMnO₄的浓度，见表1，思考如何用数据表示该化学反应的速率。

利用表1的数据学生可算出不同时间间隔内高锰酸钾浓度的变化，强调比较反应快慢的要素时间、浓度变化。在此基础上指出：通常用单位时间内反应物浓度的减少或者生成物浓度（常用物质的量浓度）的增加来表示化学反应速率。

评析：化学概念是化学学科的基石，学生化学概念建构得好坏，对学习演绎推理能力的提高、加深对元素化合物的理解都有非常重要的作用。而化学反应速率本身就很抽象，如何帮助学生建构概念呢？老师甲从物理上如何给速率的定义类比迁移到所学概念，让学生明白化学反应速率所属上位概念，为建构概念找到了固着点，并在此基础上进行限制、完善和拓展，并用物理上大小不同车轮表示拖拉机前进速率来突破难点：用不同的物质表示相同时间间隔内同一反应的反应速率其数值虽然不同但所表示的化学意义是相同的。老师乙通过开发现象明显的演示实验引入，把概念的建构蕴藏在一个个问题解决过程之中，而不是通过讲解法给出v（B）=Δc（B）/Δt，讓学生在解决问题的过程中，丰富了感性认识，促成了对概念的深度理解。

三、实验设计

老师甲：设计了如下5组实验：（1）比较碳酸钠粉末、碳酸氢钠粉末和同浓度的盐酸反应的快慢；（2）比较Na₂S₂O₃分别和不同浓度的稀H₂SO₄反应的快慢；（3）比较同浓度的Na₂S₂O₃和同浓度的稀H₂SO₄在不同温度下反应快慢；（4）比较块状与粉末状的CaCO₂和同浓度的盐酸反应的快慢；（5）比较H₂O₂在MnO₂有无的条件下反应的快慢。

老师乙：设计了如下4组实验：（1）比较相同大小的镁条和铁片与0.5mol/L盐酸反应；（2）比较Na₂S₂O₃分别和不同浓度的稀H₂SO₄反应的快慢；（3）比较同浓度的Na₂S₂O₃和同浓度的稀H₂SO₄在不同温度下反应快慢；（4）比较H₂O₂在少量MnO₂、2滴0.2mol/LFeCl₃，溶液和一小块新鲜的动物肝脏及不加任何物质情况下反应的快慢。endprint

评析：普通高中《化学课程标准》对必修2“化学反应速率”内容标准规定：“通过实验认识化学反应的速率和化学反应的限度，了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。实验探究温度、催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响”。按此要求，在难度把握上对化学计算不需要作加深，掌握决定化学反应速率的主要因素是反应物的性质，但是改变外界条件如浓度、温度、压强、催化剂和反应物的接触面积时也会影响化学反应速率。关于外界条件影响化学反应速率的原理不作深入研究。本节课两位老师都让学生用实验来探究化学反应速率影响因素，让学生在合作探究中建构知识，注重用实验培养学生动手操作能力、提出假设能力、设计实验的能力与分析问题、解决问题的能力，丰富学生的体验，同时增强学生合作学习的意识。考虑到课堂教学时间限制，两位教师在每个小组的实验盒内提供的药品不同，让每组学生只完成2个实验，然后让不同组学生交流实验结果，总结得出物质的性质是影响化学反应速率的内因，温度、浓度、催化剂、接触面积等是影响化学反应速率的外因。这样的做法受制于课堂教学时间限制无可厚非，但总觉得隐含着教育公平的问题，试想有位学生对FeCl，可作催化剂加快H202分解的反应速率不甚理解而他桌子上的实验盒里恰恰没有相应的药品，那他就可能因为没有亲手实验而错过体验和感知该知识的机会，他对该知识的理解就可想而知了。两位教师还有一个共同点是都对实验进行开发和改进，教师乙设计催化剂对化学反应速率影响时增加了一小块新鲜的动物肝脏作对比实验，体现了化学与生活的紧密联系，增加了课堂的生活气息；两位教师都用Na₂S₂O₃溶液作药品，优点是现象明显，缺点是原理复杂，该反应的化学方程式不作要求，实验改进原则之一是现象明显，但原理过于复杂就得不偿失了，多少有点为改进而改进的嫌疑。而在实验前，教师甲在PPT上投影出实验注意事项和实验的简单步骤，并作了口头提醒。而教师乙只是在PPT上投影出实验所给药品，学生实验时教师甲班上的学生纪律相对较好，学生按实验提醒一步一步做实验，但这样的实验更像是验证实验，实验的探究色彩少了些。教师乙班上的学生实验时虽然有些嘈杂，所用时间也略多，但学生有一个提出假设和设计实验方案的过程，所以学生得到的锻炼和受到的开发更多，学生的体验更丰富。所以从这个角度讲教师乙设计实验的教学效果可能要更好一些。

四、课堂小结

教师甲：在课的结束时，先引导学生回忆本课所学内容，然后引导学生反思学会了哪些方法、形成了哪些观念，最后通过几个练习巩固测试学生对所学掌握程度，习题渗透了本节课的核心知识，也在提醒所学内容中的重点，实现了学生对化学反应速率的感性认识到理性认识的转变。

教师乙：与教师甲相比，教师乙不仅引导学生反思本课所学内容，反思学会了哪些方法、形成了哪些观念，还特别重视学生问题意识的培养，他询问学生还有什么问题，学生回应后还设计了一个课后探究题：如何用所学的知识来加快合成氨工业反应速率，从而既让学生感受到学习的价值，又为下一节课的学习作了较好的铺垫。

评析：课堂小结关键是引导学生反思所学内容、掌握的方法和形成的观念。一节课既要独立的教学目标，比较完整的教学内容，相对完整的结构，又要能承上启下，一节课同时又是下节课进一步学习的前提和基础。课堂结束不仅要对本节课进行适当总结，还要有启下的功能。教师乙不仅回顾这节课的教学任务，也提出适当的问题，引发学生思考后续学习的内容。

五、教学感悟

1.实验的开发与设计

化学实验的主要目的是帮助学生认知和促进学生学习，优秀的化学实验不仅能丰富学生认知手段，还能引领学生深入分析问题、探究原理，促进学生思维发展和能力提升。所以，在教学实践中教师不能以教材上的演示实验为教条，而是要结合不同版本教材、学生实际情况和学校的实验条件作必要改进，教師乙没有被课本实验束缚，充分整合实验资源，开发设计了新的实验，激发了学生的学习动机，丰富了学生的情感体验，为学生建构概念提供了生动形象的支架，有效地帮助学生认知和促进学生学习。

2.难点的化解与突破

难点是指学生不易理解的知识、不易掌握的技能技巧，或者是容易产生负迁移的学习内容。它犹如学生学习途中的绊脚石，阻碍着学生进一步获取新知和建构概念。本节教学内容的难点是用不同的物质表示同一时间间隔内同一反应的反应速率其数值虽然不同，但所表示的反应速率的化学意义是相同的。教学中教师甲巧妙地用物理上大小不同车轮表示拖拉机前进速率，虽然大小轮转的圈数不同但表示同一拖拉机前进速度，这样的难点化解和突破，化抽象为具体，变晦涩为浅显，降低了学生建构知识的难度。

3.问题的设置与处理

问题对于驱动学生开展探究活动和促进学生思维发展有着重要的作用。但不是任何问题都是有效的和具备引发思维功能的。只有把问题设置在学生的最近发展区，这样做既符合学生的认知水平，又可以有效激发学生的学习和探究动机，让学生通过合作研究、相互启迪中解决问题，并在此过程中学习新的知识、掌握规律。教师乙设计的问题有层次、有梯度，由表及里，让学生拾级而上，不断深入，这样让学生在思考和解决问题的过程中习得知识，发展思维。

通过同题异构这个教研平台，让教师取长补短，使教师各显神通，启迪了教师思维，分享了教学经验，教师可以在交流中生成，在生成中建构，在建构中发展。endprint