劉梓荷

摘 要：“影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素”一節(jié)是高中化學(xué)教學(xué)中的重要內(nèi)容，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究?jī)?nèi)因及外因?qū)瘜W(xué)反應(yīng)速率的影響，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)具有重要意義。本課通過(guò)手持技術(shù)的結(jié)合利用，將肉眼無(wú)法準(zhǔn)確觀察的現(xiàn)象可視化，以便學(xué)生可以簡(jiǎn)單直觀的觀察。進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的探究欲，提高學(xué)生課堂的參與度。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);化學(xué)反應(yīng)速率;實(shí)驗(yàn)教學(xué)

2017版新課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)“素養(yǎng)為本”的教學(xué)，提倡以真實(shí)素材創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，從而引發(fā)問(wèn)題探究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證解決問(wèn)題的教學(xué)模式?！坝绊懟瘜W(xué)反應(yīng)速率的因素”一節(jié)是高中化學(xué)教學(xué)中的重要內(nèi)容，對(duì)于發(fā)展學(xué)生“宏觀辨識(shí)與微觀探析”、“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”、“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”、“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”等核心素養(yǎng)具有重要意義。

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究時(shí)，可進(jìn)一步通過(guò)手持技術(shù)（手持技術(shù)通過(guò)利用傳感器把從外部感應(yīng)到的物理量通過(guò)電信號(hào)的形式傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集器進(jìn)行處理）的結(jié)合利用，不僅可以將肉眼無(wú)法準(zhǔn)確觀察的現(xiàn)象可視化，以便學(xué)生可以簡(jiǎn)單直觀的觀察;更能激發(fā)學(xué)生的好奇心與探究欲，提高課堂學(xué)生的參與度。

一、教學(xué)目標(biāo)

（一）通過(guò)對(duì)比相同條件下的物質(zhì)，化學(xué)反應(yīng)速率快慢的宏觀現(xiàn)象，初步掌握化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素。

（二）通過(guò)生活經(jīng)驗(yàn)推測(cè)外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，并自主設(shè)計(jì)、通過(guò)手持技術(shù)完成實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證，形成并發(fā)展控制變量的實(shí)驗(yàn)思想。

（三）通過(guò)結(jié)合化工生產(chǎn)實(shí)例，體會(huì)化學(xué)反應(yīng)速率影響因素的調(diào)控在生產(chǎn)生活領(lǐng)域的重要應(yīng)用，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。

二、教學(xué)過(guò)程

（一）情境創(chuàng)設(shè)，引出課題

師：金屬制品的生銹腐蝕，食物的變質(zhì)，以及工業(yè)合成氨，這些化學(xué)反應(yīng)哪些需要加快，哪些又需要減慢呢？

生：工業(yè)合成氨需要加快，金屬生銹，食物的變質(zhì)需要減慢。

師：在實(shí)際生產(chǎn)生活中，我們想要加快或者減慢化學(xué)反應(yīng)速率的話(huà)，就要了解控制化學(xué)反應(yīng)速率的方法，知道影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。今天這節(jié)課，我們就一起來(lái)探究，化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素有哪些。

（二）實(shí)驗(yàn)探究——內(nèi)因和外因

任務(wù)一：內(nèi)因的探究

學(xué)生活動(dòng)：利用所給化學(xué)試劑（一小塊金屬鈉與鎂條，兩份滴加酚酞的蒸餾水）探究化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素。

生：鈉與水劇烈反應(yīng)，溶液很快變紅。投入鎂條的燒杯無(wú)明顯變化，鈉與水反應(yīng)的速率明顯強(qiáng)于鎂，說(shuō)明了鈉比鎂的金屬性更強(qiáng)。

師：這說(shuō)明了影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素是什么？

生：反應(yīng)物本身的性質(zhì)。

師：化學(xué)上影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素就是物質(zhì)自身的性質(zhì)，我們稱(chēng)之為內(nèi)因。那么當(dāng)參與反應(yīng)的物質(zhì)被確定后，誰(shuí)就成了影響化學(xué)反應(yīng)速率的重要因素了呢？

師：溫度，濃度和催化劑等都屬于外界條件，我們稱(chēng)之為外因。那這些外因是怎么影響著化學(xué)反應(yīng)速率呢？這將是我們今天探究的重點(diǎn)。

現(xiàn)在老師給大家提供了一些實(shí)驗(yàn)藥品和實(shí)驗(yàn)儀器，請(qǐng)大家以小組為單位，討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案（完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)單）來(lái)探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的外部因素。實(shí)驗(yàn)記錄單如下：

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄坑绊戇^(guò)氧化氫溶液分解反應(yīng)速率的因素

試劑及儀器：2%，30%的過(guò)氧化氫溶液，二氧化錳粉末，熱水浴，燒杯，5ml量筒，100ml量筒，試管，藥匙，朗威數(shù)據(jù)采集器，計(jì)算機(jī)，相對(duì)壓強(qiáng)傳感器等。

實(shí)驗(yàn)1：濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響

①你選擇的藥品為：

②請(qǐng)簡(jiǎn)述你的實(shí)驗(yàn)方案

③根據(jù)你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并記錄現(xiàn)象和數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)2：溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響

①你選擇的藥品為：

②請(qǐng)簡(jiǎn)述你的實(shí)驗(yàn)方案

③根據(jù)你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并記錄現(xiàn)象和數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)3：催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響

①你選擇的藥品為：

②請(qǐng)簡(jiǎn)述你的實(shí)驗(yàn)方案

③根據(jù)你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并記錄現(xiàn)象和數(shù)據(jù)

學(xué)生活動(dòng)：小組討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，完成實(shí)驗(yàn)記錄單并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。各組小組匯報(bào)結(jié)果，分享結(jié)論并指出疑問(wèn)。

生1：溫度、催化劑、濃度都能影響化學(xué)反應(yīng)速率。

生2：做實(shí)驗(yàn)時(shí)，要注意控制單一變量，保持其他變量不變。

生3：探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響時(shí)，通過(guò)肉眼觀察氣泡數(shù)目，現(xiàn)象不是很明顯。

師：為了解決這一問(wèn)題，老師給大家介紹一種新的技術(shù)叫做手持技術(shù)。（通過(guò)視頻短片了解手持技術(shù)）

任務(wù)三：手持技術(shù)的應(yīng)用

（三）實(shí)驗(yàn)步驟

①裝置氣密性檢查：Y形管與橡皮塞、相對(duì)壓強(qiáng)傳感器連接后，用雙手緊握Y形管底部，觀察相對(duì)壓強(qiáng)值是否變化。若示數(shù)無(wú)變化說(shuō)明裝置漏氣，需要涂抹凡士林密封。

②過(guò)氧化氫溶液的配制：分別配置2%與30%的過(guò)氧化氫溶液備用。

③實(shí)驗(yàn)裝置的連接：如圖所示

實(shí)驗(yàn)探究：過(guò)氧化氫濃度對(duì)過(guò)氧化氫分解速率的影響試驗(yàn)號(hào) 催化劑的用量（g） 過(guò)氧化氫濃度 過(guò)氧化氫的用量（ml） 溫度（℃）

③實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集：連接好裝置后，單擊“開(kāi)始實(shí)驗(yàn)”，對(duì)相對(duì)壓強(qiáng)傳感器進(jìn)行“調(diào)零”，系統(tǒng)自動(dòng)繪制Y形管內(nèi)壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化。實(shí)驗(yàn)圖像如下：

師：除此之外，大家覺(jué)得還有沒(méi)有其他因素會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)的速率？能不能舉幾個(gè)例子。

生4：實(shí)驗(yàn)室制備二氧化碳時(shí)用粉末狀碳酸鈣，說(shuō)明固體物質(zhì)的表面積也會(huì)影響反應(yīng)速率。

師：很好，除此之外，對(duì)于有氣體參與的反應(yīng)，壓強(qiáng)也會(huì)有一定的影響;包括光，電等等都會(huì)對(duì)速率有一定的影響。

化學(xué)反應(yīng)速率在生活實(shí)際中的應(yīng)用

師：在實(shí)際生產(chǎn)生活中，有許多需要應(yīng)用到化學(xué)反應(yīng)速率的地方，比如我們前面說(shuō)到的防止食物的腐敗和鐵橋生銹等。今天這節(jié)課后，請(qǐng)同學(xué)們通過(guò)查找書(shū)籍或者上網(wǎng)查閱資料，找一找在工業(yè)生產(chǎn)中，是如何通過(guò)控制化學(xué)反應(yīng)速率，來(lái)加快化工生產(chǎn)。明天課前分享。

三、教學(xué)反思

新課標(biāo)指出：學(xué)生應(yīng)了解溫度，濃度，壓強(qiáng)和催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，并解釋生產(chǎn)、生活、和實(shí)驗(yàn)室中的實(shí)際問(wèn)題，討論化學(xué)反應(yīng)條件的選擇和優(yōu)化。本課程以防止食物腐敗、加速合成氨的速率等生產(chǎn)生活實(shí)際問(wèn)題為切入點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生討論反應(yīng)速率的影響因素;通過(guò)各環(huán)節(jié)將核心知識(shí)串接，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中幫助學(xué)生樹(shù)立控制變量法等學(xué)科思想方法，并利用手持技術(shù)進(jìn)行可視化探究，將定性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)槎垦芯?，為學(xué)生提供直觀可信的數(shù)據(jù)圖表，進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生宏觀辨識(shí)與微觀探析、科學(xué)研究與創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任等學(xué)科核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

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[2]蘇文塨.基于活動(dòng)教學(xué)開(kāi)展選修“化學(xué)反應(yīng)速率影響因素”單元整體備課——學(xué)科核心素養(yǎng)教學(xué)實(shí)施的思考[J].教育觀察，2018，7（14）：36-38