全国教育硕士教学技能大赛一等奖高中化学《化学平衡常数》教学设计

全国教育硕士教学技能大赛教学设计“化学平衡常数”的教学设计说课人：指导老师：（联系方式：）（地址：）一、教学设计思路分析1.教材分析【学习背景】“化学平衡常数”位于人教版《化学》选修4第二章第三节的第四板块。第二章《化学反应速率和化学平衡》共四节内容，前两节是化学反应速率的相关内容，属于化学动力学范畴；后两节是化学平衡的相关内容，属于化学热力学范畴。第三节化学平衡中共3个板块：可逆反应、化学平衡状态、化学平衡常数。化学平衡常数是热力学常数，用于定量表征化学反应限度，揭示平衡本质，利于学生科学分析化学平衡及其移动规律。【学习内容前后联系】必修阶段学生主要建立“可逆反应”、“化学平衡状态”和“化学平衡移动”三个概念；发展至选修化4学反应原理阶段，通过本章学习，学生建立好利用K、Q关系分析平衡移动的思路，进而能够以K为工具对第三章中的各类平衡进行分析。在这过程中，学生对化学反应限度的认识由定性认识上升到定量认识，由孤立认识发展到受环境影响的系统认识，由静态认识上身到动态认识。【学习内容的地位与作用】化学平衡常数K是新课程中的新增内容，课标对此明确提出“知道化学平衡常数的含义,能利用化学平衡常数计算反应的转化率”。事实上，“化学平衡常数”的提出具有两个重要意义：其一，弄清其概念，能增进对化学反应限度和化学平衡移动规律的理解；其二，掌握其计算，比较其与浓度商Qc的关系，能帮助学生掌握判断平衡移动方向的方法与思路，而这二者是“化学反应限度”的学习难点，也是后续溶液中的离子平衡学习的基础。因此，化学平衡常数为学生提供了理性分析的思维“支架”，笔者在“化学平衡常数”和“平衡移动理论”的教学顺序上作了调整；同时，化学平衡常数本身是基于实验数据的分析得出的概念，反映化学研究的基本方法与思想，体现了新课程中化学教育提升学生科学素养的宗旨。2.学情分析【知识基础】通过对化学平衡状态的学习，学生已经知道化学平衡具有“逆、等、动、定、变”五个基本特征，对于达到平衡状态的化学反应而言，各组分浓度不再变化。但是，经过测量发现，学生容易形成“各组分浓度相等”等相异构想，表面上是学生对化学平衡认识不够深刻，实则是缺乏衡量化学平衡本质标准的工具。在科学探寻过程中，人们致力于发现衡量某一现象的本质规律或标准，因此在此基础上，学生需要通过对具体反应不同阶段过程中各组分浓度的分析，归纳、总结出化学平衡的本质衡量标准，即化学平衡常数K。【能力基础】进入选修阶段的学生，其思维方式从具体发展至抽象，从简单描述发展至逻辑分析。经过必修阶段的学习，学会了科学探究的程序和方法，能够对大量数据所揭示的规律作出预测，并设计实验进行验证。这些科学素养奠定了本课学习的能力基础。3.教学设计基本思路知识线认知发展线驱动问题线情境素材线学生活动线“化学平衡状态的特征”仅能描述化学平衡状态下的特性，具有孤立性。通过问题产生质疑，引发寻找新工具的欲望。【问题讨论1】T温度下，A、B两个相同体积的密闭容器中可逆反应：达到平衡状态。H2、I2、HI的浓度分别为：0.5mol/L、0.5mol/L、4mol/L；4mol/L、0.25mol/L、8mol、L。请问A、B中哪个反应更彻底？相同温度下的可逆反应，在达到平衡后，根据所提供的各组分浓度的信息判断反应进行的程度。学生讨论问题，作出合理化猜想，激发学习兴趣。“化学平衡常数”概念的建立。寻找化学平衡的本质衡量标志，发展对化学平衡状态的认识。分析数据，同学们能得出怎样的规律？利用“反应物浓度跟踪器”，在T1下，模拟实验中所得数据为材料建立平衡常数K。分析数据建立K。揭示化学平衡常数的影响因素比较分析，认识影响化学平衡常数的因素——温度。比较T1与T2温度下，该反应的平衡常数，同学们能得出怎样的结论？分析T2下的模拟实验数据，与T1温度下相比较。分析数据，得出结论。应用平衡常数解决问题以平衡常数为工具，定量分析平衡状态的建立，判断平衡移动方向。通过实验数据的分析，我们能否解决问题讨论1呢？以问题讨论1为思考背景，展开计算。分组讨论，体会平衡常数的涵义与功能价值。化学平衡常数的判据功能体会K的含义及定量判据价值。应用平衡常数，我们怎样解决问题，请同学们分析以下问题。创设问题情境，体会K的判据功能。通过计算，体会K的判据功能。二、教学设计方案1.教学目标【知识与技能目标】（1）理解化学平衡常数K的概念，并弄清化学平衡常数的影响因素；（2）能正确书写给定反应的平衡常数的表达式；（3）掌握K、Q比较法，从定量的角度判断化学平衡移动的方向，解释化学平衡移动的原因。【过程与方法目标】（1）通过对分析数据，养成获取和处理信息的能力，以及分析推理能力；（2）通过定量计算，判断平衡移动的方向，强化变量控制的思想，并逐步形成利用数学工具解决问题的能力。【情感、态度与价值观目标】（1）通过学习，激发学生对事物发展本质规律或标准的探索精神；（2）通过数据分析和实验验证，形成实事求是的科学研究精神；（3）通过解决实际生活问题，体会调控化学平衡在生活、生产和科学研究领域中的作用，树立科学改善生活、服务社会的信心。2.教学重难点【教学重点】化学平衡常数的定义、化学平衡常数的影响因素【教学难点】 化学平衡常数的建立、利用化学平衡常数判断平衡移动方向3.教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图【导入】我们需要深入认识化学平衡【思考讨论1】相同温度下，在容积固定且相等的两个反应容器A、B中发生可逆反应；达到平衡状态时，A、B两容器中各组分浓度如下：BAH2：0.5mol/LBAH2：0.5mol/LI2：0.5mol/LHI：4mol/LH2：4mol/LI2：0.25mol/LHI：8mol/L请问A、B中哪个反应更彻底？

大家对此都提出了自己的猜想，但是大家所用的衡量化学反应进行程度的工具各不相同，使我们无法对此作出公正评判。因此，我们需要深入认识化学平衡。思考、交流，得出结论。

(1)A中反应更彻底；

(2)B中反应更彻底；

(3)A、B反应程度相同；

(4)无法作出判断。在“抛锚式”问题情境中，充分调动学生对“化学平衡”这一概念的已有认知，但学生缺乏解决该问题的核心认知工具，引起学习注意，产生学习动机。【正课】

环节1：找出衡量工具为了帮助同学们能够找到这一衡量工具，我进入科学实验室，向科学家们求助，他们交给我根据多年来得到的实验数据所制作的“化学反应中物质浓度跟踪器”，它能跟踪反应中的物质的及时浓度。

打开“跟踪器”，在T1下，对可逆反应，设定起始反应物浓度，反应开始，得到反应进程中的物质浓度的数据，最后各组分浓度不变，反应达到平衡。

【思考讨论2】改变起始浓度，得到第二组动态数据。请同学们分析数据，由此你们可以发现了什么样的规律？思考、交流。得出结论。

(1)有一个无形的力量在控制着反应最终进行的程度。

(2)通过分析数据可以归纳出，反应朝着最后达到某一固定值的方向进行。

(3)称作该反应的浓度商；平衡时，浓度商为定值，称作该反应的化学平衡常数。课堂外的科学家与课堂内的教师、学生形成“学习共同体”，同时充分发挥学生的学习主体作用，在科学家“实验数据”这一认知“脚手架”的基础上作出合理的科学设想，进而得出衡量化学反应进行程度的认知工具——化学平衡常数。【板书】

二、化学平衡常数

反应：（一）表达式

(化学平衡时的浓度商)1、纯固体或溶剂参加的反应，不列入表达式；

2、表达式与化学方程式有关；

3、单位与化学方程式有关；及时呈现规范化的概念，对学生的发散思维适当的给予肯定和归纳总结，帮助学生巩固知识，完成构建。环节2：探寻化学平衡常数的影响因素【思考讨论3】化学平衡常数决定可逆反应的进行程度。针对一给定反应，其大小是否不会变化呢？

我们继续打开“跟踪器”，此时我们改变温度，输入与第一组相同的反应物起始量，观察数据，你能得出什么结论？思考、交流，得出结论。

(1)化学平衡常数与温度有关；

(2)温度升高，该反应的K值降低；

得出猜想：

(3)吸热反应，Ｔ越高，Ｋ越大；放热反应，Ｔ越高，Ｋ越小。引导学生在知道衡量指标“是什么”后探寻其影响因素，通过“控制变量”展开对数据的多层次分析，最后得出结论。【板书】

4、大小只与温度有关。

吸热反应：温度越高，K越大；

放热反应：温度越高，K越小。及时总结，，扩展认知图示，形成更为严密和系统的概念图。环节3：应用化学平衡常数解决课前问题回答思考讨论1，现在大家能得出什么结论?

【补充问题】

你有什么办法使Ｂ中的反应比Ａ更彻底？以化学平衡常数K为衡量标准，得知：A、B反应器中的反应程度相同。

使反应Ｂ在低温环境中反应。应用概念，解决问题，体会学习的价值和意义。环节4：认识化学平衡常数的判据功能【思考讨论4】

若在【思考讨论1】的Ａ容器中加入I2和HI各1mol/L，平衡如何移动？反应程度是否发生改变？思考、计算，得出结论。

(1)计算平衡状态下的K，(2)计算加入I2和HI的Q，

(3)比较K、Q的大小，Q<K，平衡正向移动。

温度不变，反应程度不变。在问题解决中，体会化学平衡常数的功能与价值。【板书】

（二）判据功能

1、定量描述化学平衡限度；

2、判断化学反应是否达到平衡状态。归纳总结，及时呈现。【结课】通过本节课的学习，我们通过分析科学家多年实验所得的数据，得到了衡量化学反应程度的工具——化学平衡常数Ｋ，知道其计算方法，并探索出其影响因素——温度，挖掘出它的判据功能。在教师的引导下对本节课内容进行梳理归纳，明确学习的意义。对学习内容进行归纳总结、获得升华。4.教学设计特色（1）以丰厚的实践经验为依据本课是笔者在XXX实验中学教学实习中所亲历的一堂课，观摩了备课组老师们的授课，不同老师对“化学平衡常数”这一内容有不同的处理方式，多数教师继续以勒夏特列原理作为判断和解释平衡移动的核心原理，将化学平衡常数视作应对考试中相关计算的工具，从而蜻蜓点水地带过，并没有挖掘其功能和价值。相反，备课组长XX老师尝试调整教材顺序，将“化学平衡常数”提前，作为理解平衡移动原理的基础。结果表明，X老师的授课班级在这部分内容的测评中成绩更优，且在后续课程中，学生明显更易抓住平衡本质进行分析。这样的测评结果所反映出来的是对“化学平衡常数”教学需要和设计的重新思考。之后，我比较了国内外相关内容的教材编排，发现苏教版、鲁科版以及国外AP课程中均将“化学平衡常数”作为分析化学平衡的基础性工具，且国内学者也对“化学平衡常数对促进学生认识发展的功能价值分析及其教学实现”做了深入研究，为本课教学提供了更为丰厚的实践依据。（2）以科学的理论成果为指导现代教学倡导“有效教学”，如何才能实现有效是教师永不止息的思考。本课从内容属性来看，属于基本概念与原理范畴。教学设计以建构主义教学理论和信息加工理论为指导，创设问题情境，激发学生兴趣，在概念生成过程中，提供模拟实验数据作为思维“支架”，促进认知概念发展。进而通过“辨识”、“