【摘要】以“化学反应速率”概念为例,以“问题引领”,引导学生展开深层次的思考,使学生体会到原有概念不能解决现有的问题,从而主动建构新概念,以提升对化学概念本质的认识。
【关键词】薄弱学校;化学反应速率;有效;教学方法
一、问题的提出
化学概念是化学教学中非常重要的一部分。实际课堂教学中,学生学习动机不强,教师面对大班化教学,任务重、课时紧张,教师教和学生学的效果不理想。在化学概念教学过程中笔者发现,学生对事物的认识存在一些错误的前概念和浅显的认知。表现在:第一,在解决涉及化学概念相关问题时,凭借感觉作出判断,缺少科学严谨的解题思路;第二,学生对事物的认知上,缺乏结合概念多角度辨析问题的能力,面对陌生或变形试题时这些问题更为突出;第三,思维逻辑上不清楚概念的内涵,也不清楚概念的外延等方面。
二、课标在不同模块中“化学反应速率”相关内容标准比较
化学反应速率的有关内容主要分布在新教材必修2和选择性必修1“化学反应原理”模块,同一教学内容在不同的学习阶段出现,其学习视野的拓展必然不同,对学生科学素养的发展价值也存在差异。从必修到选择性必修是一个从感性过渡到理性的过程、从宏观现象到微观本质的过程,从定性到定量的转化过程,符合学生的认知规律。必修模块是从温度、浓度、催化剂等定性的角度认识影响化学反应速率的因素和其在生产和生活中的应用。选择性必修模块是从活化分子的百分含量、有效碰撞、活化分子数等微观角度认识影响化学反应速率的因素(表1)。
三、“化学反应速率”概念教学设计分析
(一)教材分析
该节选自新教材人教版化学必修2第六章第二节的内容。本节着重探讨化学反应涉及到的两个基本问题:化学动力学即化学反应速率问题;化学热力学即化学反应的限度问题。人类要利用和控制化学反应,如神舟十四号发射时科学家们不仅要利用燃料燃烧产生大量的能量,还要控制燃料的燃烧速率。学习表示化学反应速率的统一表达法就显得尤为重要,“化学反应速率”属于概念教学的一部分,概念课很容易陷入枯燥和乏味,面对基础较薄弱的学生更甚。
本节内容是对前两节内容的拓展和延伸。通过学习使学生对化学反应特征的认识更有层次感,分别从化学热力学和化学动力学角度认识化学反应,更全面。利于在学生头脑中建立起一个完整的有关化学反应的概念体系。
(二)学情分析
在日常生活中学生对塑料的老化,食品的变质,燃料的燃烧,光合作用,金属的腐蚀等生活现象中涉及的化学反应的快慢有感性的认识。但仅是从生活的感性角度去理解而未上升到学科理性思考的高度,不能够分析现象的本质。另外,例如通过初中化学《金属的化学性质》,学生通过物质和氧气反应的条件及物质与酸能否反应定性判断金属的活动性顺序和描述过化学反应快慢对应的宏观现象比较;在生活经验和初中化学学习的基础上,学生对本节课的教学内容是能够产生共鸣的。由于该节课要用实验探究法使学生认识外界因素对化学反应速率的影响,本节课的难点是如何控制反应条件、如何设计对比实验以及正确的实验操作等方面,这就需要教师在关键时刻进行引导,降低学习的难度,也更容易引起学生对课题更深层次的思考。
(三)教学目标
1.知识与技能
(1)通过实验探究物质内因决定该反应能否发生,掌握化学反应速率的概念及其表达式,知道外界因素影响反应的快慢。
(2)认识控制化学反应速率对人类生产和科学研究的意义。
2.过程与方法
通过学生探究实验,培养学生实验设计能力、实验观察能力和实验评价能力,逐步形成由宏观现象的描述过渡到微观本质的科学探究过程。
3.情感·态度·价值观
通过活动探究,提高学生的科学素养和求实精神。
(四)教学重点、难点
1.教学重点
(1)化学反应速率的概念。
(2)影响化学反应速率的因素。
2.教学难点
化学反应速率的概念。
(五)教学方法
实验探究法、讲授法
(六)教学过程
具体过程,见表2
四、教学体会
笔者学校的现状在片区属于薄弱学校,学生基础知识掌握不够扎实,学习能力较弱。学校共32个化学教学班,只有一位化学实验员,工作量非常大,课程内容实验部分基本以教师演示为主,学生分组实验为辅。实验室化学仪器种类不全,定量实验难以实现。此节课为完成教学目标,笔者教学设计采用从多角度讨论问题,帮助学生理清知识。比如Mg+2HCl==MgCl2+H2↑的反应。笔者引导学生讨论,学生会用单位时间内镁质量的减少量来表示反应速率;或者用单位时间内盐酸浓度的减少量来表示反应速率;或用单位时间内MgCl2浓度的增加量表示反应速率;甚至用单位时间内H2体积的增加量表示反应速率。经过思维的碰撞,引出一个新问题,比如:A同学说用单位时间内质量变化量表示反应速率;B同学用单位时间内浓度变化量表示反应速率,这样的数据能进行直接对比吗?显然这不利于我们研究化学反应速率。从而过渡到在科学研究和实际应用中,对化学反应进行定量的描述,像物理一样,就要有同一定义或标准下的数据。让学生明白自己所学是有意义的,激发学生的学习动机。笔者觉得这部分教学是流畅的,是很有意义的。
从化学概念的定义来看,化学概念具有抽象性。化学概念有相当一部分属于微观内容,如分子、原子、离子和化学价等等,看不见摸不着。笔者学校的学生是较难理解化学概念的,或者理解停留在字面上。因此,为了突破难点,笔者设计了教师演示实验环节,引导学生从不同的角度看问题,多方面定性地比较化学反应速率的快慢,过渡到准确测定化学反应的快和慢需要统一的定量标准。遗憾是没有条件进一步完成化学反应速率相关的定量实验。
从学生的认识来看,化学概念具有阶段性。根据学生的现有认知水平,化学反应速率不可能在一个阶段让学生吃透,课程内容的安排是在不同阶段引导学生从不同角度去思考。本节课定量描述一个化学反应的快慢,需要学生学会使用数据比较。不同物质间化学反应速率的关系,是本节课的难点和重点。笔者在此处设计了三道习题,第1道习题考查化学反应速率公式的运用,第2道习题考查化学反应速率变式的运用,第3道习题重点突破各物质速率间的相互关系。笔者将第3道练习题进行了设计改造,将题目以表格的形式呈现,有利于学生寻找各物质速率间的关系及速率比和系数比之间的关系。对笔者学校的学生较受用。
化学概念具有一定的系统性。为了引出化学反应速率的概念,笔者先让学生定性地描述化学反应速率,又与物理上的“速度”进行比较,帮助学生利用前概念建立新的概念,经过对比分析给出正确的新概念,降低学习难度。笔者觉得这部分内容也是不可或缺的。
化学概念也具有高度的概括性。它是科学家们经过反复研究,大量文献论证和实验数据的整理,提炼出来的精华部分。表述上简洁明了,科学严谨,去修饰化,可以说是化学课程的骨架。
总之,化学概念的教学老师要改变思路,不能期望学生主动调试,尤其是像笔者这样的薄弱学校,老师要适时干预。
参考文献:
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