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刊名: 教学与研究
        Teaching and Research
主办:  中国人民大学
周期:  月刊
出版地:北京市
语种:  中文;
开本:  大16开
ISSN: 0257-2826
CN:   11-1454/G4
邮发代号: 2-256

历史沿革:
现用刊名:教学与研究
创刊时间:1953

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有效碰撞,注重联想——《化学反应的速率 与限度》学生思维能力培养教学案例

【作者】 周 艳

【机构】 (贵州师范大学附属中学)


【正文】案例背景
  《化学反应速率和限度》一节的知识内容是学生深入理解和认识化学反应特点、化学进程入门级的知识,能够为学生后续的化学平衡原理奠定基础。利用学习本节化学知识内容能够让学生更全面、更深入地认识化学反应特征,从而实现学生化学思维的有效碰撞,让学生在联想中初步建立起化学反应和能量的学科知识体系。而在必修模块以及选修模块中都有安排“化学反应与能量”、“化学反应速率与限度”的学习内容,这就启发化学教师应当学会借助本节教学内容,培养学生的化学思维能力,严格把握好教学内容广度和深度的要求,促使学生在化学联系中掌握章节内容。
  本节可从学生日常生活中熟悉的化学现象、化学实验着手,逐步的引出“反应速率”的化学概念,在此基础上借助实验探究,引导学生总结“化学反应速率”的影响因素,以此全面发挥出学生的化学思维作用,提高对学生思维培养的成效。
  案例描述
  学生对“化学反应”快慢的认识早已确定,并且对“反应速度”描述也较为准确,因此对“化学反应速率”的理解应较为容易,故此,教师可以将教学重点放在“影响化学反应速率”因素上,引导学生整理、理解、讨论。在教学中也应当强化学生对化学语言的表达,注重培养学生的化学思维,使学生在互相碰撞化学智慧的基础上,加强对实验过程和现象的联想,从而帮助学生快速地理解和掌握“化学反应速率”的相关概念,进一步培养和塑造学生自主学习化学、积极思考的学习品质,锻炼学生化学逻辑思维能力、语言表达交流的能力。除此之外,化学教师也应当引导利用对比实验设计探究分析“影响化学反应速率”的外界条件的变量控制,助力于学生全面的体会和感受本节化学知识的价值,以此提升学生化学科学兴趣、情感、思维。
  案例过程
  一、创设情境
  师:(投影展示生活中较为常见化学反应的图片:如冰箱储存食物、清明节烧纸、不同与盐酸浓度与相同镁片反应等)同学们通过图片能够观察到怎样的现象呢?
  生1:图片中不同化学反应的时长是不同的。
  生2:不同化学反应速度是有所区别的。
  ……
  师:使用“快”和“慢”来描述一个化学反应速度是不准确的,我们应当使用统一标准或定义来描述。在物理学习中,物体运动的快慢会用单位时间内运动的距离来客观表示,然而在化学中又用什么方式定量表示化学反应快慢呢?
  生:(齐答)化学反应速率。
  师:看来大家都有认真地完成预习工作,的确在化学中我们使用“化学反应速率”来表示化学反应的快慢。
  (板书:化学反应速率定义)
  师:请同学们在仔细阅读课文中对“化学反应速率”的概念定义后,认真地思考应该用怎样的形式来表达“化学反应速率”呢?
  生:应使用精准的单位来定义与衡量。
  师:现在老师为大家演示“一定浓度盐酸和过量锌粒化学反应”的实验,请大家发挥自己的联想,在理解相关概念的基础上自主定义“化学反应速率”
  【利用概念对比使学生得出“化学反应速率”的相关概念,并且通过演示化学实验来引导学生进一步理解和体会“反应速率”的表示方法。】
  二、 自学总结
  师:现在实验结束了,那个同学能和大家分享一下你对“化学反应速率”概念下的定义呢?
  生:化学反应生成物浓度的单位增加量表示一个化学反应的速率。
  师:如果化学反应中的反应物浓度减少呢?是否可以用来表示一个反映的速率?
  生:可以。
  师:化学反应速率表达式为 v (B) =△c (B) /t,单位为 mol/(l.s)或mol(l.min)。(注意:此公式中的物质用物质量浓度变化表示)
  【借助发挥学生想象培养学生自主学习和归纳的化学学习思维】
  三、巩固练习
  师:在3H2+N2=2NH3的化学反应中,氨0-2秒的浓度由0变成了0.6mol/l,现在请同学们用氨气来表示这一化学反应的速率。
  生:0.3mol/(l.s)
  师:是否还有其他的表示方法呢?
  生:可以用单位时间内氢气的减少量和氮气的减少量来表示这一化学反应的速率。
  * 师:看来大家都掌握得不错,但是同学们需要注意的是此处“化学反应速率”不是瞬时间的速率,而是平均的速率。没有浓度变化的物质不用此公式表示,用其它方式表示。大家对此还有补充吗?
  生1:同一反应在同一条件下的速率可以用不同物质来加以表示,其数值可能不同也可能是相同的。数值比值等于方程式中相应物质的计量数之比。
  生2:在描述某一个化学反应速率时,必须要指明哪种物质作为标准。
  师:那哪些因素会影响化学反应速度大小呢?在金属镁分别与水反应的过程中,哪一个反应进展得最快?我们从中得到的启示是什么?
  生:片状的金属形态比颗粒状的金属形态反应更快,可见物体形态会影响化学反应速率。
  师:现在请同学们以小组为单位,依据所学的知识和经验,探讨哪些外界条件可以影响化学反应速率,并利用实验加以验证。
  【教师则需要在学生的自主实验中,为其提供相关的仪器和药材,并引导学生结合所学的知识分组讨论,相互学习,取长补短,使学生在化学智慧火花中得到化学思维的提高和升华。】
  四、实验操作
  学生自主设计化学实验,最终探讨出影响化学反应速率的内因为:物质本身性质(不可能改变)。影响化学反应速率的外因为:温度、催化剂、浓度、反应状态……(可以控制改变)
  【学生在历经猜想后,设计实验内容,操作实验流程,验证自身猜想,从而帮助学生得到相关的化学实验结论,达到培养学生实验能力和化学思维能力的教学目标。】
  五、 思维培养
  师:现在请大家讨论思考以下问题
  1.为什么人们会使用电冰箱来储存食物呢?
  2.在实验室中通常要把块状或者是颗粒状的固体药品进行研细、混合后进行反应,其原因?
  3.为什么在进行化学反应的过程中,为什么要将固体物质制成水溶液之后,再进行反应?
  4.为什么稀硫酸和锌粒进行化学经过一段时间后,气体会减少、锌粒有剩余,此时若是再加入较多量的稀硫酸时又会产生大量气体?
  当学生完成这个思考后,教师可以指定学生回答相关的问题。
  【在这一教学环节中,化学教师应当引导学生规范使用学科用语,使学生在充分的体会所学知识的日常运用基础上感受化学和人类之间的联系,以此进一步培养学生的学科学习兴趣,强化学生的总结归纳能力,不断提升学生的化学思维能力。】
  教学反思
  在本节案例教学中,其主要的目的是能够实现学生的智慧碰撞、化学知识解释生活现象,生活的经验隐含化学知识。让学生在联想中提升自身的化学思维,而教师则在本案例中借助实验验证、合作学习等一系列方式,由浅入深地带领学生学习相关的基础知识、掌握化学现象、总结概括学科理论概念,并让学生在自主设计实验和合作学习中活跃自身的化学思维,其教学成果较为明显和突出。从而激发学生学习化学的兴趣,体现化学学科的重要性。