新高考背景下高中化学课堂教学案例研究

张迎红 刘娟

【摘要】基于学科核心素养的高中化学教学承担着使学生完成知识积累和素质提升的双重任务，新课程背景下的新高考更加强调对学科核心素养的考查。化学是以实验的方式帮助人们认识物质世界的科学，分析实验细节，做好拓展性实验，充分探究其承载的价值功能是化学教师的责任。本文通过对高中化学课堂教学的一节教学案例的反思，研究课堂教学中“怎样使传授知识的过程成为帮助学生建构认知模型、掌握科学研究方法、形成学科素养的过程”，要做好对教材实验的挖掘，善于运用探究性实验，尤其要研究实验细节，关注实验中“非关键”现象，构建以“探究性实验”为主线的课堂教学，通过对教材实验进行合理选择和深层次挖掘，提升教师的专业素养，提升学生的高阶思维，从而提高高中化学课堂教学的有效性。

【关键词】学科核心素养 探究性实验 深度教学

1. 问题的提出

普通高中课程标准实验教科书化学选修4《化学反应原理》第二章第二节《影响化学反应速率的因素》有一段话“化学反应速率与分子间的有效碰撞频率有关，因此所有能够改变内能、运动速率、以及碰撞几率的方法，都可以用来改变、控制反应的速率。”。催化剂对化学反应速率的影响众所周知，那么，催化剂对化学反应速率的影响是什么原因引起的呢？它具有怎样的特性呢？在高中化学课堂教学中如何研究“催化剂对化学反应速率的影响”呢？

2. 对课标和教材的解读

2.1 對课标的解读

2017版普通高中课程标准（化学）中，分别在必修课程主题3《物质结构基础及化学反应规律》和选择性必修课程《模块1 化学反应原理》之主题2《化学反应的方向、限度和速率》分两部分对“影响化学反应速率的因素”的教学进行了说明：必修课程中的内容要求是“……通过实验探究影响化学反应速率的因素。认识化学变化是有条件的，学习运用变量控制方法研究化学反应……”，对学业要求是“能运用变量控制的方法探究影响化学反应速率的因素”;选择性必修课程对这部分内容进行了更为深入的提示，内容要求有“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。知道化学反应是有历程的，认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。”、“知道催化剂可以改变反应历程，对调控化学反应速率具有重要意义。”，给出的教学提示教学策略有“结合具体实例，使学生认识到化学反应是有历程的;结合具体数据，使学生认识到活化能对化学反应速率的影响;”，给出的教学提示情境素材建议有“……氨氧化制一氧化氮反应中的催化剂的选择性作用;催化剂研究与诺贝尔奖;……”，对学业要求是“能用一定的理论模型说明外界条件改变对化学反应速率的影响”、“能运用温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响规律解释生产、生活、实验室中的实际问题，能讨论化学反应条件的选择和优化。”

2.2 对教材的解读

人教版选修4《化学反应原理》“影响化学反应速率的因素”一节，就“催化剂对化学反应速率的影响”主要设计了两个方面的教学内容：1、以初中化学知识“MnO2可催化加快H2O2的分解”为起点，设计实验进行验证，帮助学生形成“催化剂能加快化学反应速率”的基础认知;运用已学过的“有效碰撞理论”对实验现象进行微观解析，建构“催化剂影响化学反应速率”的理论认知模型。教材中所设计的实验共有四个：【实验 2-4】MnO2催化剂加快H2O2的分解速率和三个“科学探究”。【实验 2-4】是导引实验;科学探究1、相同体积、相同物质的量浓度的FeCl3和CuSO4溶液加入相同体积和浓度的H2O2溶液中，探究不同催化剂对H2O2分解速率的影响;科学探究2、以KMnO4和H2C22O4的反应为例研究自催化反应;科学探究3、探究稀硫酸、唾液等不同催化剂对淀粉水解的催化效果。

分析教材不难发现，“科学探究3”和“科学探究1”的实质是相同的，都是研究不同催化剂对化学反应速率的影响，其知识的学科价值是等同的;“科学探究2”中的自催化反应是催化剂影响化学反应速率的一种具体表现，与“科学探究1”仍属同层知识，达成的学习效果是等同的。而所有的这些实验都没有直接就催化剂影响化学反应速率的本质原因作出揭示，也没有对催化剂的特性给出例证。我们知道，催化剂对化学反应速率影响的本质——改变了反应的路径则较难认知，而用碰撞理论模型从微观角度分析这种影响的本质需建立于对“催化剂参与反应”的认知基础之上，因此，对“催化剂参与反应”的宏观表征应为突破教学难点的关键。

3. 对教学案例的研究与改进

基于上述对课标和教材的分析，结合学生的认知水平和教学实际，我们可以对教学内容重新整合并进行结构化设计。以实验探究为主要形式，从“问题的发现，形成认知;问题的拓展，形成规律;问题的深化，探究本质;问题的延伸，拓展应用。”四个逐级提升的环节实施课堂教学，帮助学生建构完整的认知体系，形成宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识等化学学科核心素养。我们要发挥学科特点的优势，有效运用探究性实验手段实施教学，对高中化学教学中提升学生深层次的认知能力、形成学科核心素养，对落实高考“立德树人、服务选拔、导向教学”的指导思想具有非常重要的意义。

4. 结论

反思高中化学《化学反应原理》的教学实践，我们应当善于运用探究性实验，尤其要关注“非关键”现象和研究实验细节，做好对教材实验的挖掘。“非关键”现象产生的原因是我们的浅层认知造成的定势思维，对教材实验进行合理选择和深层次挖掘，分析实验细节，做好拓展性实验，充分探究其承载的价值功能，对教师的专业素养提升和加强学科深度教学，对提升学生的高阶思维都是一种很好的实践。为此，我们可以多多尝试以“探究性实验”为主线的课堂教学。要做好这件事，教师要不断积累实验素材、加强自身的实验能力、提升实验素养;教师必须经常研究课程标准，熟悉教学和评价目标，对教材中的隐性素材进行充分研究和深入挖掘将教学内容进行有效整合。

参考文献：

[1]人民教育出版社.普通高中课程标准实验教科书.化学选修4.化学反应原理[M].北京：人民教育出版社.2010

[2]华彤文，王颖霞，卞江，等.普通化学原理（第4版） [M].北京：北京大学出版社.2013.

[3]朱开群.基于深度学习的“深度教学”.上海教育科研.2017，12.