柳小康，字 敏

(云南師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，云南 昆明 650500)

教學(xué)設(shè)計是根據(jù)教學(xué)對象的水平和需要，在確定合理的教學(xué)起點和教學(xué)終點的基礎(chǔ)上，對文本內(nèi)容重組和轉(zhuǎn)化，有序并系統(tǒng)地安排教學(xué)諸要素，使之形成教學(xué)預(yù)設(shè)方案的過程[1]。教學(xué)設(shè)計的最優(yōu)化、合理化是教師上好每節(jié)課的重要介質(zhì)。

BOPPPS教學(xué)模式最早由加拿大教師培訓(xùn)工作坊ISW(instructional skills workshop)提出，強調(diào)以學(xué)生為主體的模塊化教學(xué)模式，旨在提高課堂教學(xué)的有效性[2]。教師在設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)時依據(jù)該模式的幾個元素有利于思維的發(fā)散和教學(xué)思路的條理性，從而在實際教學(xué)中促使學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)，更好完成相應(yīng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)。例如，對“影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素”進行教學(xué)時，如果只是教師單獨講解理論或由教師做相關(guān)因素影響速率的演示實驗，容易理論與實驗脫離，學(xué)生多把實驗當(dāng)成游戲和看熱鬧的環(huán)節(jié)，影響教學(xué)效果[3]?；贐OPPPS的模塊化教學(xué)，將前后邏輯展開，從對物質(zhì)本身的性質(zhì)、濃度、溫度、催化劑、壓強等因素對化學(xué)反應(yīng)速率的如何影響的猜想、驗證、總結(jié)和運用過程中，從而將學(xué)生帶入自主探究的課堂環(huán)境中，使得學(xué)生的理論知識、實驗技能得到有機融合，這種方式可以提高課堂教學(xué)的有效性從而達成教學(xué)目標(biāo)。

1 BOPPPS教學(xué)模式

BOPPPS教學(xué)模式強調(diào)以學(xué)生為中心,注重課堂的互動交流與課后的反思改進[4]。BOPPPS教學(xué)模式由導(dǎo)入、目標(biāo)、學(xué)前測試、參與式學(xué)習(xí)、學(xué)后測試、總結(jié)等6大元素(或模塊)組成。表1給出了各元素的含義。

表1 BOPPPS模型基本要素

2 教學(xué)設(shè)計

2.1 教學(xué)準(zhǔn)備

2.1.1 教材分析

“影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素”是人教版(2019年版)高中化學(xué)必修第二冊第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第二節(jié)的內(nèi)容，本節(jié)內(nèi)容既是對第一節(jié)內(nèi)容“化學(xué)反應(yīng)速率”的延續(xù)，又為之后學(xué)習(xí)人教版高中化學(xué)選擇性必修一化學(xué)反應(yīng)原理中第二章內(nèi)容化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡奠定了理論基礎(chǔ)，本節(jié)知識在教材內(nèi)容編制上發(fā)揮了承前啟后的作用。本節(jié)課主要是對影響化學(xué)反應(yīng)速率的內(nèi)部因素與外部因素進行探討，其中外部因素主要從濃度、溫度、壓強、催化劑等四個角度進行研究。

2.1.2 學(xué)情分析

在之前學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過金屬活潑性順序表(內(nèi)因)和相關(guān)金屬與不同濃度酸或堿反應(yīng)現(xiàn)象、加入催化劑反應(yīng)變化(外因)等相關(guān)知識，加上已經(jīng)對化學(xué)反應(yīng)速率有所學(xué)習(xí)，這對于本節(jié)課的學(xué)習(xí)、探究都有很大的幫助。

2.1.3 教學(xué)重點難點

教學(xué)重點：濃度、溫度、催化劑以及壓強對與化學(xué)反應(yīng)速率的影響，學(xué)會控制變量在化學(xué)探究實驗中的運用。

教學(xué)難點：壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，對控制變量的掌握

2.1.4 教學(xué)方法

本節(jié)課采用講授法、多媒體教學(xué)法和實驗探究法進行教學(xué)，老師在課前準(zhǔn)備探究實驗所需儀器和藥品，課中對于班級學(xué)生進行分組學(xué)生通過“猜想”“提出假設(shè)”“實驗驗證”“歸納結(jié)論”及其“問題解決”一系列過程，力求讓機械的記憶知識變?yōu)楦咝У闹R理解，從而真正意義上促進學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

2.2 設(shè)計思路

基于BOPPPS模式各模塊教學(xué)設(shè)計思路如表2所示。

表2 基于BOPPPS模式各模塊教學(xué)設(shè)計思路

2.3 教學(xué)過程

2.3.1 導(dǎo)入+學(xué)前測試

奧蘇泊爾的有意義學(xué)習(xí)理論建立起新舊知識之間的聯(lián)系，有利于有意義學(xué)習(xí)的發(fā)生。通過舊知導(dǎo)入、并提問相關(guān)思考點作為學(xué)前測試，激發(fā)學(xué)生的求知欲。

【教師】：同學(xué)們，通過觀看等質(zhì)量鋅(Zn)、鐵(Fe)、鎂(Mg)等與同濃度稀酸反應(yīng)的演示實驗視頻你們看到的現(xiàn)象是什么呢？這種現(xiàn)象能用我們之前所學(xué)的知識解釋嗎？

【學(xué)生】(回答所看到的現(xiàn)象)：等質(zhì)量的三種元素鋅、鐵、鎂在酸中都溶解產(chǎn)生無色氣泡，鎂元素產(chǎn)生氣泡的反應(yīng)迅速，其次是鋅，最后是鐵。

【學(xué)生】(聯(lián)系舊知回答)：根據(jù)金屬性活動順序表(表3)，從左到右依次是鎂、鋅、鐵，所以活潑性最強的是鎂、最弱的是鐵，所以與等量的酸反應(yīng)最快的、最慢的與其金屬活潑性相關(guān)。活潑性越強，反應(yīng)速率越快。

表3 金屬活動順序表

【教師】：思考活潑性是影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素嗎?是內(nèi)因還是外因呢？

【師生】(交流討論歸納)：活潑性影響化學(xué)反應(yīng)速率，金屬活潑性越強，反應(yīng)速率越快；活潑性是金屬自身的性質(zhì)，不能改變，是影響化學(xué)反應(yīng)速率的內(nèi)因。

設(shè)計意圖說明：通過舊知(已學(xué)習(xí)了化學(xué)反應(yīng)速率相關(guān)概念和金屬活潑性順序)進行新課導(dǎo)入，有效建立新舊知識聯(lián)系。運用多媒體演示實驗現(xiàn)象對比引發(fā)學(xué)生探究欲，后針對性提問對學(xué)生進行學(xué)前測試，調(diào)動課堂學(xué)習(xí)氣氛。

2.3.2 學(xué)習(xí)目標(biāo)

學(xué)習(xí)目標(biāo)既是學(xué)生學(xué)習(xí)的目標(biāo),也是教師課堂教學(xué)的依據(jù)和檢測學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評估標(biāo)準(zhǔn)[5]。明確將本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)通過多媒體傳達給學(xué)生，利于學(xué)生更好的明確本節(jié)課重點和難點：

1)認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)速率是可控的；

2)掌握影響化學(xué)反應(yīng)速率的內(nèi)因及其外因，認(rèn)識其一般規(guī)律；

3)學(xué)會進行探究多因素影響實驗時，控制變量法的運用；

4)了解化學(xué)反應(yīng)速率影響因素的應(yīng)用實例，體會化學(xué)知識的實用性。

設(shè)計意圖說明：通過把本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)融入到教學(xué)環(huán)節(jié)中，讓學(xué)生明確本節(jié)課的學(xué)習(xí)任務(wù)以及側(cè)重點，學(xué)生體會到本節(jié)課對于考試、生產(chǎn)生活的內(nèi)在邏輯關(guān)系。目標(biāo)的呈現(xiàn)也只是涉及本節(jié)課的名詞和方法，不具體展示他們所要做的探究實驗具體步驟，從而保證學(xué)生獨立思考解決問題的能力得到激發(fā)。

2.3.3 參與式學(xué)習(xí)

任務(wù)一：實驗探究“溫度”對于化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

【教師】：那同學(xué)們通過觀看多媒體演示實驗和共同討論，我們知道影響化學(xué)反應(yīng)速率的決定性因素是：物質(zhì)本身的性質(zhì)。但我們要控制一個化學(xué)反應(yīng)速率的快慢，改變內(nèi)因是不可能的，所以我們就要通過改變影響化學(xué)反應(yīng)速率的外因入手。同學(xué)們接下來我們就按分組來探究影響化學(xué)反應(yīng)速率快慢的外因之一，溫度，同學(xué)們結(jié)合生活經(jīng)驗在探究之前猜想一下溫度是怎樣影響化學(xué)反應(yīng)速率的呢？在探究實驗中需要注意什么問題呢？

【學(xué)生】(結(jié)合生活交流討論)： 1)食物放入冰箱食用時比沒放的新鮮，且不會腐爛。2)汽油遇到高溫一下就爆炸了等；溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越快，溫度越低，反應(yīng)速率越慢。當(dāng)探究多因素影響中的一個因素，應(yīng)該控制其他條件不變(通過預(yù)習(xí)所知)。

【教師】：同學(xué)們都能結(jié)合生活實際進行猜想很棒！接下來我們就通過小組實驗來驗證我們的猜想。同學(xué)們根據(jù)老師提供的藥品及器材設(shè)計探究實驗方案如表4。

表4 反應(yīng)溫度的影響實驗方案

【學(xué)生】 (分組進行實驗，老師下講臺觀察、指導(dǎo))：依據(jù)所要探究的因素，在老師共同參與下設(shè)計實驗。得出實驗步驟：1)將5%H2O2溶液等量加入兩支試管中，同時加入等量 1 mol/L FeCl3溶液；2)待兩支試管均有氣泡產(chǎn)生，分別將其放入事先準(zhǔn)備的兩燒杯中(一杯 40 ℃ 左右的熱水，一杯 5 ℃ 左右的冷水)。

【教師】(做實驗時提醒學(xué)生)：同學(xué)們，認(rèn)真觀察兩試管中的現(xiàn)象，總結(jié)自己依據(jù)現(xiàn)象得出什么結(jié)論？

【學(xué)生】(小組交流，驗證猜想，得出結(jié)論)：在熱水中H2O2溶液產(chǎn)生氣體的速率遠比在冷水中的快(如圖1)。所以，當(dāng)其他條件一定時，溫度越高，反應(yīng)速率越快，溫度越低，反應(yīng)速率越慢。

圖1 H2O2溶液在冷水和熱水中分解速率對比實驗

【教師】(點評)：同學(xué)們通過自己動手實驗探究驗證了最初溫度對于化學(xué)反應(yīng)速率的影響的猜想，通過生活例子的猜想有時候往往是一種方法，同學(xué)們要養(yǎng)成在生活中善于觀察、將其與所學(xué)知識建立聯(lián)系的習(xí)慣。

【教師】(歸納板書)：在其他條件不變時，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。

任務(wù)二：實驗探究“濃度”對于化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

【教師】：剛才通過實驗驗證了當(dāng)其他條件一定時，溫度對于化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，那接下來，同學(xué)們濃度又是如何影響化學(xué)反應(yīng)速率快慢的呢？同學(xué)們大膽猜想。

【學(xué)生】(思考回答)：當(dāng)條件一定時，反應(yīng)物濃度越大，化學(xué)反應(yīng)速率越快；反應(yīng)物濃度越小，化學(xué)反應(yīng)速率越慢。

【教師】(點評)：同學(xué)們的猜想是否可靠呢？同學(xué)們再次依據(jù)老師事先準(zhǔn)備好的實驗儀器及藥品(如表5)進行實驗方案設(shè)計，并進行小組實驗。在實驗時一定要控制好濃度以外其他影響因素的不變性，確保實驗結(jié)論可靠。

表5 反應(yīng)濃度的影響實驗方案

【學(xué)生】(設(shè)計實驗方案，教師針對性指導(dǎo))：1)取兩支試管，分別加入 4 mL 0.01 mol/L 的高錳酸鉀溶液。2)向其中一只加入 2 mL 0.1 mol/L 的草酸；向另一支加入 2 mL 0.2 mol/L 草酸溶液，分別記錄高錳酸鉀褪色時間。

【學(xué)生】：按設(shè)計的實驗方案進行濃度對化學(xué)反應(yīng)速率快慢影響的探究實驗。

【教師】(實驗結(jié)束)：同學(xué)們，實驗中觀察到了什么現(xiàn)象呢？根據(jù)直觀現(xiàn)象，能得出什么結(jié)論呢？

【學(xué)生】(討論回答)：向相同的高錳酸鉀溶液中加入等體積濃度不同的草酸溶液，加入草酸濃度大的高猛酸鉀紫紅色褪去時間比加入低濃度的草酸褪色時間短，如圖2。

圖2 濃度對反應(yīng)速率的影響實驗

【教師】：結(jié)合現(xiàn)象，并將其與大家之前對濃度影響化學(xué)反應(yīng)速率的結(jié)論猜想做比較，討論評估預(yù)先猜想的正確性。

【學(xué)生】(討論交流，得出結(jié)論)：預(yù)先猜想是正確的，通過高錳酸鉀與不同濃度草酸反應(yīng)褪色時間長短得出結(jié)論：其他條件一定時，反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越快；反應(yīng)物濃度越小，反應(yīng)速率越慢。

任務(wù)三：實驗探究“催化劑”對于化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

【教師】：同學(xué)們，在解決了溫度、濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響之后，對于催化劑又是如何影響化學(xué)反應(yīng)速率快慢的呢？老師帶領(lǐng)大家一起進行實驗去尋找答案。

【教師】：同學(xué)們可以看到這一實驗老師提供的藥品及儀器(如表6)，我們大家一起討論實驗方案，進行實驗。

表6 催化劑對反應(yīng)速率影響的實驗方案

【學(xué)生】：交流討論實驗方案，并得出本實驗的實驗步驟：1)每一組將三支試管中加入等體積的H2O2溶液。2)向其中一支試管中加入MnO2(s)，向另一支試管中加入幾滴FeCl3溶液，一支中不加試劑。

【學(xué)生】：根據(jù)實驗方案步驟進行實驗，討論所得現(xiàn)象為：加入MnO2(s)、FeCl3的兩支試管中產(chǎn)生大量明顯的氣泡，而未加任何試劑的H2O2試管中無明顯現(xiàn)象(如圖3)。

圖3 催化劑對反應(yīng)速率的影響實驗

【教師】(提問)：那同學(xué)們通過對比實驗現(xiàn)象所得的結(jié)論是什么呢？

【學(xué)生】(思考回答)：在其他條件一定時，加入催化劑，化學(xué)反應(yīng)速率加快。

【教師】：板書結(jié)論。

設(shè)計意圖說明：通過學(xué)生自主設(shè)計實驗探究溫度、濃度、催化劑三個因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，學(xué)生在實驗操作中引發(fā)思考，以小組的形式進行實驗，學(xué)生的合作交流能力得到發(fā)展。并通過一系列猜想、設(shè)計實驗、實驗論證、得出結(jié)論；學(xué)生在探究中了解實驗對于化學(xué)的重要作用、實驗中變量控制對于實驗結(jié)果的重要性、現(xiàn)象對比法在實驗中的作用。學(xué)生科學(xué)探究、證據(jù)推理、創(chuàng)新意識等核心素養(yǎng)得到充分發(fā)展。

任務(wù)四：共同討論“壓強”對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

【教師】：同學(xué)們，壓強是如何影響化學(xué)反應(yīng)速率的呢？我們一起來通過多媒體課件，去總結(jié)相關(guān)結(jié)論(播放小視頻視頻小片段如圖4)。

圖4 壓強對反應(yīng)速率的影響

【學(xué)生】(通過視頻交流討論)：其他條件不變時，對于有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)，增大壓強，化學(xué)反應(yīng)速率加快；減小壓強，化學(xué)反應(yīng)速率減慢。

【教師】(過渡)：同學(xué)們的結(jié)論是正確的，老師來分析原因，請看黑板。

【教師】(結(jié)合視頻分析)：對于有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)，增大壓強→體積縮小→增加反應(yīng)物的濃度→反應(yīng)速率變大。反之，反應(yīng)速率減小。同學(xué)們要記住壓強影響反應(yīng)速率只對有氣體參與的反應(yīng)有效。

設(shè)計意圖說明:通過多媒體圖畫，讓學(xué)生可以直觀看到微觀下壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，通過學(xué)生討論有利于學(xué)生對該知識的把握.

2.3.4 學(xué)后測試

題目1.(考察：在保持其它條件不變下，各因素對反應(yīng)速率的影響)

對于反應(yīng)2SO2+O2→2SO3,保持其他條件不變，只改變一個反應(yīng)條件時，生成SO3的反應(yīng)速率會如何變化？(在題號后填“增大”“減小”“不變”)

1)升高溫度;2)降低溫度;3)增大氧氣濃度;4)使用催化劑;5)壓縮容器體積;6)恒壓下充入Ne。

題目2.【考察：除溫度、濃度、催化劑、壓強等因素，還有接觸面積等也會影響反應(yīng)速率快慢】

向爐膛里鼓風(fēng)，用煤粉代替煤塊可以使?fàn)t火更旺，說出利用或體現(xiàn)了哪些影響反應(yīng)速率的因素。

題目3.【考察：運用影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素合理解決生活化問題】

下列措施是為了降低化學(xué)反應(yīng)速率的是( )。

A)合成氨工業(yè)中使用催化劑;B)用鐵粉代替鐵釘與稀硫酸反應(yīng)制取H2;C)食品放置在冰箱中儲存;D)在試管在進行鋁和稀鹽酸反應(yīng)的實驗時，稍微加熱。

設(shè)計意圖說明：本環(huán)節(jié)通過與學(xué)習(xí)目標(biāo)、教學(xué)過程相聯(lián)系,通過學(xué)后測試評價學(xué)生對于本節(jié)教學(xué)內(nèi)容的掌握情況，可以有效反饋教學(xué)信息，進一步完善教學(xué)設(shè)計環(huán)節(jié)。

2.3.5 總結(jié)

影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素如圖5。

圖5 思維導(dǎo)圖歸納知識點展示

3 結(jié)語

BOPPPS教學(xué)模式是一種具有可操作性的課堂設(shè)計模式[6]。該教學(xué)模式特別強調(diào)以學(xué)生為中心、注重教學(xué)課堂互動和反思，不僅可以增強學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，而且利于新課改背景下學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。中學(xué)教師可依據(jù)BOPPPS模型的六個要素，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容實際巧妙設(shè)計高效、可行教學(xué)流程和課堂活動，在注重學(xué)生的課堂參與度同時適時進行師生間反饋，根據(jù)適時的反饋不斷提高其課堂教學(xué)水平。