【《高中化学教学中渗透数形结合思想的案例设计》15000字（论文）】

高中化学教学中渗透数形结合思想的案例设计目录TOC\o"1-3"\h\u19536高中化学教学中渗透数形结合思想的案例设计 -1-244181.1借助手持技术测定化学反应速率 -1-282561.1.1目标分析 -1-105501.1.2思路分析 -2-163721.1.3教学过程 -2-271131.1.4运用策略过程的评价 -5-55501.2借助手持技术探究影响化学反应速率的因素 -7-309531.2.1目标分析 -7-126181.2.2思路分析 -10-247961.2.3教学过程 -16-28661.2.4运用策略过程的评价 -23-224001.3借助手持技术探究浓度对化学平衡的影响 -24-279921.3.1目标分析 -24-259791.3.2思路分析 -25-46731.3.3教学过程 -25-178701.2.4运用策略过程的评价 -28-1.1借助手持技术测定化学反应速率1.1.1目标分析本节内容选自人教版高中《化学（选修4）》第二章“化学反应速率和化学平衡”第一节“化学反应速率”。依据课程标准“通过实验测定某些化学反应的速率”的要求，本节课安排了“化学反应速率的测定方法和有关计算”等教学内容。本次教学是借助手持技术渗透数形结合思想，为确保学生理解和掌握化学反应速率的测定方法和计算的相关知识，本次教学在学生已经学习了教材内容的基础上增加一节探究性实验教学，在教学中引导学生以及实验原理猜测实验曲线，然后借助手持技术进行探究得出正确曲线并基于数形结合思想分析曲线变化[41]。新型的反应速率测定方法拓宽学生的视野，引导学生对曲线进行处理直接得到反应速率。本节内容是化学反应原理的重要组成部分，为本章学习“影响化学反应速率的因素和“化学平衡”的有关知识奠定了基础。本节内容在借助手持技术渗透数形结合思想的过程中要注重知识性和策略性的双重目标，要引导学生在不同环节中达到阶段性的策略目标，即能够寻找出证据，演绎证据，辨别和应用证据。最终学生要能够建构出测定化学反应速率的方法，并能够认识浓度对化学反应速率的影响。在面对化学反应速率计算的题型时，要能够通过题目给出的数或者图像进行计算，活用数形结合。1.1.2思路分析教师在研读教材后确定教学的典型案例，本节内容渗透数形结合思想有助于学生掌握相关知识内容。教学内容主要包括化学反应速率的测定。如图4-1所示首先通过教师引导学生旧知回顾结合教材进行学习，学生在教师的引导绘制猜想的图像，接着结合手持技术这种新型技术进行探究。最后，讨论分析曲线的变化趋势以及变化原因，通过分析曲线的变化得出实验的结论。整堂课教学内容层层递进，“实验”贯穿各个教学环节，自下而上，推进教学过程顺利开展，极利于帮助学生突破重、难点内容。图4-1设计思路1.1.3教学过程教学环节学习活动目标达成主题导入【创设情景】教师引导学生回顾有关化学反应速率的内容，在此基础上提出问题：化学反应速率的数值是如何测定的？【旧知回顾】教师引导学生回顾上节课知识讲述书中以锌与硫酸反应为例，通过测定产生氢气的体积来计算该反应的化学反应速率，利用公式ΔV／Δt计算。【情景导入】书中设计实验在测定时需要严格控制反应的起始，要同时开始计时并记录在不同时间产生氢气体积多少。由于人的反应会导致最终测量出来的数据存在较大的误差。【收集证据】学生在教师引导回顾的过程捕捉金属锌与硫酸反应的反应现象，得到证据1：随着反应的进行产生的氢气逐渐增多；证据2：可以用产生氢气的体积计算该反应的化学反应速率。【教学策略说明——研读教材，抓住典型案例】化学反应速率的测定这一节内容一直是化学教学中较难理解的知识，学生明白如何计算化学反应速率，但是很少能够掌握测定化学反应速率的原理是什么？以及测定化学反应速率的方法是否唯一？因此本节知识渗透数形结合思想是可行的，教师在研读教材时也抓住了锌与硫酸反应的这个典型是实验案例，基于学生已有的传统实验的经验，引导学生进行手持探究是具有可行性的。教学环节学习活动目标达成作出猜想【情境过渡】教材中的实验是以公式PV=nRT为原理，该实验中温度的变化是近似相等的且变化不大，所以用ΔP／Δt来表示该反应的反应速率是可行的。【预测图形】请学生基于对反应的理解，尝试以时间为横坐标，体系压强为纵坐标绘制1mol/L和4mol/L浓度的硫酸分别与锌反应的体系变化情况。【收集证据】学生在教师的讲解下从已有理论出发，推导实验原理收集到证据3：锌与硫酸反应体系压强变化能够表征该反应的化学反应速率【教学策略说明——剖析关系，绘制曲线图像】学生要成为课堂的主体，因此本环节是将主线转给学生，由学生自己根据已有认知对老师提出的问题作出猜想，由于教师在课程的开始已经对本节内容进行了简单的回顾，学生也已经具备了一定的知识基础，因此学生要在教师的讲述中抓住关键证据，并能够根据证据提出自己的猜想，猜想中绘制的图像是要有一定依据的。绘制图像也要按照一定的步骤来走，由教师引导学生一步一步进行绘图。教学环节学习活动目标达成实验探究【讨论分析】教师选同学分享自己关于该曲线做出的猜想并说明自己绘图的依据，其他同学给出自己的不同意见，教师引导学生进行思考。【实验目的】探究不同浓度下锌与硫酸反应的P-T图【实验原理】，相同体积不同浓度的硫酸溶液与相同质量的锌反应速率不同。【实验用品】药品：锌粒、1mol/L、4mol/L硫酸溶液仪器：抽滤瓶、橡胶管、橡胶塞、压强传感器、数据采集器、USB数据线、电脑和配套软件。【固定装置】如下图所示，将压强传感器插入抽滤瓶中，调整传感器位置并固定。最后用USB数据线连接电脑和数据采集器，再将压强传感器与数据采集器连接，打开电脑软件。【实验步骤】①取40mL浓度为1mol/L的硫酸溶液于分液漏斗中，取1g锌粒于抽滤瓶中，确定压强传感器与抽滤瓶完好连接，密封实验装置。打开软件，设置“数据采集”方式为“持续采集数据”，点击“采集”按钮，待数据采集5s时，拧开分液漏斗活塞，观察体系压强变化曲线，保存数据。②清洗仪器，重复步骤①，其中只需将1mol/L的硫酸更换成4mol/L的硫酸，采集实验数据，待数据变化较为稳定，保存实验数据。【绘制图形】【学生记录】学生在教师的引导下确定实验目的，掌握实验原理，进行实验的系列操作。学生在进行实验采集数据的过程中关注曲线的变化，通过已有的证据演绎得锌的证据即证据4：4mol/L的硫酸与锌的反应体系压强变化比1mol/L的硫酸与锌的反应体系压强变化要大；证据5：反应刚开始体系压强变化剧烈后趋于平缓。【教学策略说明——借助技术，绘制数字图像】此环节要求学生小组合作进行探究，首先由小组讨论。由学生的记录表可以看出，学生对于实验目的与实验原理基本都不存在问题，现场的气氛可以看出学生对于该实验的热情，由于本次使用的压强传感器，药品量有严格要求，学生实验过程也并无意外情况。本环节中学生能够得出随着反应的发生体系压强的变化，证明自己的猜想，并能够根据采集数据直接计算一定时间段的化学反应速率。教学环节学习活动目标达成得出结论【解释数据】观察实验曲线可以发现反应过程中体系压强不断增加，说明该反应产生气体，浓度越大其反应速率越大。化学反应速率的测定即通过上述曲线进行计算，取一定时间的压强值的变化，ΔP／Δt则为相应时间段的平均速率。【具体分析】上图中4mol/L的反应曲线斜率较大，1mol/L曲线斜率较小，说明反应中硫酸溶液浓度越大反应越剧烈。开始迅速上升接着缓慢上升最终趋于平缓对应其反应速率刚开始剧烈反应接着缓慢反应最后反应完全。曲线整体趋势上升并不代表其反应速率一直增加，知识因为体系不断产生气体而导致曲线不断上升。通过对数据处理可得反应过程中的体系反应速率的变化。求导后的曲线先上升后是整体下降的趋势，说明反应速率是先加快后逐渐减弱，对应的现象就是慢慢产生大量气泡接着缓慢产生气泡到后面断断续续甚至停止产生气泡。【总结】另个反应物进行反应随着其中一种反应物的减少，反应也将逐渐减慢直至最终一种或所有反应物都消耗完。求导的曲线不仅仅能够得出一段时间的化学反应速率还可以表示瞬时速率。【学生记录】学生在教师引导回顾的过程捕捉金属锌与硫酸反应的反应现象，得到证据1：随着反应的进行产生的氢气逐渐增多；证据2：可以用产生氢气的体积计算该反应的化学反应速率。【教学策略说明——解析图像，挖掘数量关系】此环节需要学生总结得出实验结论，还要说出分析依据。由学生记录内容可以看出学生能够得出结论，也能够通过压强变化计算化学反应速率，但是关于随着时间变化体系压强先急剧上升后上升速度缓慢最终趋于平缓，且浓硫酸浓度大的曲线在上方这一点学生无法描述清楚，因此学生关于挖掘数量关系还处于弱项。教师拓展求导法求出化学反应速率曲线图，能够开拓学生的思维，引导学生学会处理图像挖掘数量关系。教学环节学习活动目标达成迁移应用【典型例题】【题目分析】根据图像可以看出反应从正反应开始进行，tm时反应继续正向进行，v正>v逆。③tm时比tn时AsO43-浓度更小，所以逆反应速率也更小，tm时AsO43-浓度更小，反应速率更慢。学生在课堂教学中已经收集到证据：反应刚开始化学反应速率急剧上升，产物增多，随着反应的进行速率逐渐趋于平缓，因此后面时间的速率不一定比前面的大。【教学策略说明——迁移应用，活用证据线索】本环节选择一个新的反应，教师只是提问化学反应速率的问题，学生要能够通过观察图像看到该曲线时反应开始后AsO43-随着反应进行逐渐增多的证据，由此确定为正方向，得出答案。通过前面的学习学生已经获得了随着反应的进行化学反应速率刚开始急剧上升后趋于平缓，因此大小比较要注意时间。该题可以考察学生是否掌握本节知识点还能够观察学生证据推理的素养是否有所提升。1.1.4运用策略过程的评价本次教学重在引导学生能够自主探究，不仅设置了小组讨论为环节还有小组合作进行实验探究的互动。教师通过学生的导学案情况和课堂观察对学生的表现进行打分评价，如表4-1所示。通过观察量表可知，在教师的引导下学生能够按照预期的课堂效果进行学习，教学环节层层递进，学生能够自主进行探究并且讨论分析获取知识。整个学习过程中，学生能够正确的收集和运用证据，实验探究思路清晰，形成了良好的学习氛围。本次学习活动中教师提供给手持技术实验帮助学生探究，实验能够直观、实时的展示出来，这既节省了教学时间，也从侧面告诉给学生在信息化时代要勇于接受新的事物、新科技，充分利用现代资源帮助解决问题。表4-1“借助手持技术测定化学反应速率”课堂观察量表观察指标评判标准分值划分杨睿皓马文卓马惠婷马婧张蓉马慧萍证据推理（60分）在教师导入课程中获取多条证据10分131313111211能基于旧知找出关键证据5分能够根据已有证据预测图形10分989787从实验中能够进行证据演绎10分888888通过分析能够辨别已有证据10分878787数形结合证据应用得出最终结论15分131211121313科学探究（40分）对实验目的清晰6分555555掌握实验原理8分888888参与到实验中10分998887能捕捉实验中重要信息6分555555能准确分析实验过程10分8888881.2借助手持技术探究影响化学反应速率的因素1.2.1目标分析本节内容选自人教版高中(化学(选修4))第二章“化学反应速率和化学平衡”第二节“影响化学反应速率的因素”。依据课程标准“知道活化能的含义及其对化学反应速率的影响”与“通过实验探究温度、浓度、压强和催化利对化学反应速率的影响，认识其一般规律”的要求，本节课安排了“催化剂、浓度、温度对化学反应速率的影响”等教学内容。本节课在教科书中起着承上启下的作用，其中“承上”是指本节内容是对前面有关知识的深化巩固，从微观的视角引导学生运用“碰撞理论”进步深度剖析浓度、温度、催化剂对化学反应速率影响的本质原因，“启下”是指本节内容为后面化学平衡等有关知识的学习奠定了基础。因此本节内容的学习是极为重要的，本次教学采用手持技术实验通过改变外界因素测定过氧化氢分解实验中氧气含量变化得出外界因素对化学反应速率的影响。要求学生在学习中理解浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响；能初步运用有效碰撞理论和活化分子等知识来解释浓度对化学反应速率的影响；初步学会设计对照试验比较条件的改变对化学反应速率大小的影响；能够进行手持实验的操作并学会设计手持验证实验；能够通过观察曲线的变化解释宏观的现象。策略上的目标即是要求学生能够在此过程中学会寻找证据并通过证据掌握上述的知识性目标内容。1.2.2思路分析本节课教学内容主要包括外界因素对化学反应速率的影响。如图4-2所示本次教学在讲解催化剂、浓度和温度对化学反应速率的影响时都设计同一个实验——过氧化氢制取氧气的实验。在讲解催化剂对化学反应速率的影响时，首先引导学生回顾初中知识展开教学，并提出问题：催化剂参加反应吗？怎样去证明？学生根据教师提问做出猜想，通过控制变量法进行探究，最终得到结论，教学环节紧密联系，层层递进。对于浓度与温度这两个因素以同样的教学展开引导学生进行实验探究，通过对比图像分析浓度、温度对化学反应速率的影响。图4-2设计思路1.2.3教学过程催化剂对化学反应速率的影响教学环节学习活动目标达成主题导入【创设情景】教师引导学生回顾初中学过的制取氧气的方法——过氧化氢法：【情境导入】提问过氧化氢法制取氧气中的MnO2起什么作用，没有二氧化锰还会有氧气生成吗？【收集证据】学生在教师引导回顾的过程捕捉过氧化氢制取氧气反应的反应现象，得到证据1：随着反应的进行产生的氧气逐渐增多；证据2：催化剂不参与反应。【教学策略说明——研读教材，抓住典型案例】催化剂对化学反应速率的影响这一节内容相对来说比较简单，因为学生在初中已经有了一定的基础，但是如何通过实验证明催化剂对于化学反应速率的影响，怎样借助曲线解释数量关系是具有一定难度的，因此本节内容是适合渗透数形结合思想的典型案例。教学环节学习活动目标达成作出猜想【预测图形】请学生基于对反应的理解，尝试以时间为横坐标，体系氧气含量为纵坐标绘制有二氧化锰和无二氧化锰使过氧化氢产生氧气的情况。【学生记录】【收集证据】学生在教师的讲解下收集证据3：可以通过测定氧气含量表征该反应化学反应速率的变化，通过绘制曲线推动课程环节。【教学策略说明——剖析关系，绘制曲线图像】学生已经通过一定的知识基础与教师的讲解获取3个证据，并通过分析可以猜测出体系氧气含量的变化，通过绘制曲线提出关于催化剂对化学反应速率的影响，即是借助曲线的形式表达相关的数量关系。学生在本环节对该内容也更加熟悉，掌握接下来的实验原理。教学环节学习活动目标达成实验探究【实验原理】，过氧化氢生成氧气的反应可以有很多催化剂进行催化，最常见的催化剂就是MnO2，在催化剂的作用下反应剧烈程度加强。【实验用品】药品：1%过氧化氢溶液、MnO2粉末仪器：250mL三颈烧瓶、铁架台、单爪夹、橡胶塞、生胶带、氧气传感器、数据采集器、USB数据线、电脑和配套软件。【固定装置】如下图所示，将氧气传感器插入三颈瓶中，调整传感器位置并固定。最后用USB数据线连接电脑和数据采集器，再将氧气传感器与数据采集器连接，打开电脑软件。【实验步骤】①取1%的过氧化氢溶液10mL于三颈瓶中，确定氧气传感器与三颈瓶完好连接，密封实验装置。打开软件，设置“数据采集”方式为“持续采集数据”，点击“采集”按钮，观察体系氧气含量变化曲线，保存数据。②清洗仪器，重复步骤①，其中只需待数据采集5s时，将0.05g二氧化锰迅速放入三颈瓶并密封装置，采集实验数据，待数据变化较为稳定，保存实验数据。【绘制图形】【学生记录】【证据演绎】学生在教师的引导下确定实验目的，掌握实验原理，进行实验的系列操作。学生在进行实验采集数据的过程中关注曲线的变化，通过已有的证据演绎得证据4：有无催化剂过氧化氢都会产生氧气5：催化剂能够加快化学反应速率。【教学策略说明——借助技术，绘制数字图像】数字图像将无催化剂情况下过氧化氢的变化过程宏观化，由曲线的数据变化可以得出催化剂并不是过氧化氢产生氧气的重要反应物，也得出催化剂在化学变化中是不参与反应的但是能够加快化学反应速率。本环节帮助学生自主探究分析获取知识，提升实验技能与科学探究能力。教学环节学习活动目标达成得出结论【解释数据】调节合适的量程观察实验曲线可以发现反应过程中体系氧气不断增加，说明该反应产生气体，当加入催化剂后，该物质产生氧气的速率更大。催化剂能够加快反应的反应速率，正催化剂使化学反应产物剧增。【具体分析】上图中加了催化剂的反应曲线斜率较大，无催化剂的反应曲线斜率较小，说明在反应中加催化剂反应越剧烈。开始迅速上升接着缓慢上升最终趋于平缓对应其反应速率刚开始剧烈反应接着缓慢反应最后反应完全。通过两种不同的反应条件促使反应速率不同。【总结】化学反应有快有慢，催化剂是可以改变化学反应的历程，促使反应加快或者减慢。通过此反应的化学反应曲线图可以明显看出催化剂对化学反应速率的影响。【学生记录】【辨别证据】学生通过分析已有证据得出：催化剂能够有效降低反应的活化能；【教学策略说明——解析图像，挖掘数量关系】本环节中学生小组讨论分析催化剂对化学反应速率的影响，通过观察曲线能够得出催化剂的作用，在分析其作用时学生需要观察曲线并计算斜率以数据解释曲线的走势并得出最终的结论。观察学生记录表可见学生能够借助数量关系得到最终结论。教学环节学习活动目标达成迁移应用例题：根据图象填空。使用催化剂使反应速率加快其中途径Ⅰ表示没使用催化剂。途径Ⅱ表示使用了催化剂。【教师讲解】图中E1、E2都是该反应的活化能，但E2<E1是因为使用了催化剂，与不使用催化剂相比，反应的活化能由E1变为E2，活化分子的百分数增多。使用了催化剂，反应的活化能降低。【应用证据】教师通过已有知识的运用跟随教师得到新的深度理解。【教学策略说明——迁移应用，活用证据线索】本环节通过引导学生解释曲线图像的区别，通过数量关系的大小引导学生深度理解催化剂对反应的改变，要求学生要能够运用活化能的知识解释曲线的变化关系，真正了解催化剂的作用。浓度对化学反应速率的影响教学环节学习活动目标达成主题导入【情境导入】我们已经了解了催化剂对过氧化氢产生氧气的影响，其实除了催化剂，影响化学反应速率的因素有很多。【主题导入】接下来我们继续以过氧化氢制取氧气的化学反应为例，借助氧气传感器探究其他影响化学反应速率的因素。【收集证据】学生上一节内容已经具备一定知识基础其中证据1：随着反应的进行产生的氧气逐渐增多依旧为本节线索。【教学策略说明——研读教材，抓住典型案例】浓度对化学反应速率的影响这一节内容中涉及到学生比较不同浓度的化学反应速率，还要能够运用碰撞理论来解释该变化，因此本节知识渗透数形结合思想是可行的，学生要能够通过数量变化解释曲线的走势。教学环节学习活动目标达成作出猜想【过渡】除了催化剂，反应物的浓度也会影响化学反应速率，接下来我们就看看浓度对化学反应速率的影响。【预测图形】请学生基于对反应的理解，尝试以时间为横坐标，体系氧气含量为纵坐标绘制在0.05gMnO2的催化下同体积的1%和3%过氧化氢分别产生氧气的情况。【学生记录】学生在教师的引导下根据收集到证据绘制曲线。【教学策略说明——剖析关系，绘制曲线图像】在学习催化剂时学生已经对过氧化氢制取氧气的实验很熟悉了，因此本环节对于学生来说并不难，学生要基于已有基础尝试绘制浓度不同的过氧化氢在同质量催化剂作用下的反应速率变化，在绘制曲线时学生对于该节内容也理解的更加透彻。教学环节学习活动目标达成实验探究【实验原理】，不同浓度的过氧化氢在相同质量催化剂的作用下反应速率不同。【实验用品】药品：1%过氧化氢溶液、3%过氧化氢溶液、MnO2仪器：250mL三颈烧瓶、铁架台、单爪夹、橡胶塞、生胶带、氧气传感器、数据采集器、USB数据线、电脑和配套软件。【固定装置】如下图所示，将氧气传感器插入三颈瓶中，调整传感器位置并固定。最后用USB数据线连接电脑和数据采集器，再将氧气传感器与数据采集器连接，打开电脑软件。【实验步骤】①取1%的过氧化氢溶液10mL于三颈瓶中，确定氧气传感器与三颈瓶完好连接，打开软件，设置“数据采集”方式为“持续采集数据”，点击“采集”按钮，待数据采集20s时，将0.05g二氧化锰迅速放入三颈瓶并密封装置。观察体系氧气含量变化曲线，保存数据。②清洗仪器，重复步骤①，其中只需将1%的过氧化氢溶液换成3%的过氧化氢溶液，采集实验数据，待数据变化较为稳定，保存实验数据。【绘制图形】【学生记录】学生在教师的引导下确定实验目的，掌握实验原理，进行实验的系列操作。学生在进行实验采集数据的过程中关注曲线的变化，通过已有的证据演绎得证据4：3%过氧化氢溶液比1%过氧化氢溶液分解产生氧气的速率更快。【教学策略说明——借助技术，绘制数字图像】由学生的记录表可以看出，学生对于实验目的与实验原理已经熟练掌握，学生通过实验能够得到浓度不同的过氧化氢在保持体积与催化剂等量一定时，其反应速率不同，学生能够通过对比猜想曲线与数字图像最终得到正确的证据线索。教学环节学习活动目标达成得出结论【解释数据】观察实验曲线可以发现反应过程中体系内氧气的量不断增加，随着反应的进行最终区域平缓。分析可知浓度对化学反应速率的影响较大，过氧化氢浓度越大其产生氧气的速率越快。【具体分析】上图中3%过氧化氢溶液的反应曲线斜率较大，1%过氧化氢溶液的反应曲线斜率较小，说明在反应中浓度越大反应越剧烈。开始迅速上升接着缓慢上升最终趋于平缓对应其反应速率刚开始剧烈反应接着缓慢反应最后反应完全。【总结】化学反应有快有慢，浓度是可以影响化学反应速率。通过此反应的化学反应曲线图可以明显看出浓度对化学反应速率的影响，浓度增大，分子间距离减小从而使分子更容易碰撞，增加反应速率。【学生记录】【辨别证据】曲线可以看到3%过氧化氢溶液的反应曲线斜率较大，这是由于浓度增大，分子间距离减小从而使分子更容易碰撞，增加反应速率。【教学策略说明——解析图像，挖掘数量关系】通过分析可以发现同一时间段，不同浓度的过氧化氢的反应速率，浓度大的反应速率要大于浓度小的，具体可以取任意时间段的反应速率来进行对比，本环节学生通过寻找数量关系解释曲线走势，能够更清晰的解析图像的变化，获得知识。教学环节学习活动目标达成迁移应用例题：把下列4种X的溶液分别加入到4个盛有10mL2mol·L－1盐酸的烧杯中，并加水稀释到50mL，此时X与盐酸缓慢地进行反应，其中反应速率最大的是()A．20mL3mol·L－1 B．20mL2mol·L－1C．10mL4mol·L－1 D．10mL2mol·L－1【教师讲解】浓度越大分子距离越近越容易碰撞，反应速率的大小是由混合后反应物浓度的大小决定的，由于最后溶液体积相同，所以混合前X的物质的量越大，混合后其浓度越大，反应速率越快。【应用证据】学生在课堂教学中已经收集到证据：浓度越大分子越容易碰撞，反应越剧烈。【教学策略说明——迁移应用，活用证据线索】学生在进行解题时很容易将体积与浓度混淆，因此运用碰撞理论引导学生理解浓度对化学反应速率的影响，要能够通过脑海中曲线的变化解答数量关系的题目，要能够寻找证据。温度对化学反应速率的影响教学环节学习活动目标达成主题导入【创设情景】我们已经了解了催化剂和浓度对过氧化氢产生氧气的影响，其实除了这两点，影响化学反应速率的因素有很多。【主题导入】接下来我们继续以过氧化氢制取氧气的化学反应为例，借助氧气传感器探究其他影响化学反应速率的因素。【收集证据】学生上一节内容已经具备一定知识基础其中证据1：随着反应的进行产生的氧气逐渐增多依旧为本节线索。【教学策略说明——研读教材，抓住典型案例】温度对化学反应速率的影响这一节内容中涉及到学生比较不同温度的化学反应速率，还要能够运用碰撞理论来解释该变化，因此本节知识渗透数形结合思想是可行的，学生要能够通过数量变化解释曲线的走势。教学环节学习活动目标达成作出猜想【过渡】除了催化剂和浓度，温度也会影响化学反应速率，接下来我们就看看温度对化学反应速率的影响。【预测图形】请学生基于对反应的理解，尝试以时间为横坐标，体系氧气含量为纵坐标绘制在0.05gMnO2的催化下同体积的1%和3%过氧化氢分别产生氧气的情况。【学生记录】【收集证据】通过教师提出的要求可以收集到证据2：由于加入催化剂温度不同的两个反应都会有突跃点。【教学策略说明——剖析关系，绘制曲线图像】有了前两节内容的学习，学生已经对过氧化氢制取氧气的实验很熟悉了，本环节学生可基于浓度对化学反应速率的影响曲线图对比尝试绘制温度不同的过氧化氢在同质量催化剂作用下的反应速率变化，在绘制曲线时学生对于该节内容也理解的更加透彻。教学环节学习活动目标达成实验探究【实验原理】，相同浓度的过氧化氢在不同温度下反应速率不同。【实验用品】药品：1%过氧化氢溶液、MnO2仪器：250mL三颈烧瓶、烧杯、铁架台、单爪夹、橡胶塞、生胶带、氧气传感器、数据采集器、USB数据线、电脑和配套软件。【固定装置】如下图所示，将氧气传感器插入三颈瓶中，保证三颈瓶能够浸入烧杯中，调整传感器位置并固定。最后用USB数据线连接电脑和数据采集器，再将氧气传感器与数据采集器连接，打开电脑软件。【实验步骤】①取1%的过氧化氢溶液10mL于三颈瓶中，确定氧气传感器与三颈瓶完好连接，将三颈瓶放入常温的水中水浴，密封实验装置。打开软件，设置“数据采集”方式为“持续采集数据”，点击“采集”按钮，采集20s时加入0.05gMnO2固体粉末，观察氧气含量变化曲线，保存数据。②清洗仪器，重复步骤①，其中只需将常温的水换为温水，在上述曲线的基础上采集实验数据，待数据变化较为稳定，保存实验数据。【绘制图形】【学生记录】【证据演绎】学生在教师的引导下确定实验目的，掌握实验原理，进行实验的系列操作。学生在进行实验采集数据的过程中关注曲线的变化，通过已有的证据演绎得证据4：温度越高过氧化氢溶液分解产生氧气的速率更快。【教学策略说明——借助技术，绘制数字图像】学生通过实验可以观察曲线的走势，能够直接获取到一些信息，由学生的记录表可以看出，学生通过实验能够得到温度不同的过氧化氢在保持体积与催化剂等量一定时，其反应速率不同，学生能够通过对比猜想曲线与数字图像最终得到正确的证据线索。教学环节学习活动目标达成得出结论【解释数据】观察实验曲线可以发现反应过程中体系内氧气的量不断增加，随着反应的进行最终区域平缓。分析可知温度对化学反应速率的影响较大，水浴温度越大其产生氧气的速率越快。【具体分析】上图中温水中1%过氧化氢溶液的反应曲线斜率较大，常温下1%过氧化氢溶液的反应曲线斜率较小，说明在反应中温度越大反应越剧烈。开始迅速上升接着缓慢上升最终趋于平缓对应其反应速率刚开始剧烈反应接着缓慢反应最后反应完全。【总结】化学反应有快有慢，温度是可以影响化学反应速率。通过此反应的化学反应曲线图可以明显看出温度对化学反应速率的影响。【学生记录】【辨别证据】曲线可以看到温度越高过氧化氢溶液的反应曲线斜率较大，这是由于升高温度会使分子变得活跃从而使增加分子碰撞概率，增加反应速率。【教学策略说明——解析图像，挖掘数量关系】学生可以通过突跃时反应速率的大小对比比较不同温度的过氧化氢的反应速率，温度大的反应速率要大，由于浓度体积相同因此最终氧气含量是相同的，本环节学生通过寻找数量关系解释曲线走势，能够更清晰的解析图像的变化。教学环节学习活动目标达成迁移应用【典型例题】【教师讲解】反应物的浓度越大，反应温度越高，反应速率越快。由编号1和3可以看出，两种反应物的浓度相同，但编号3的温度高于1，故编号3先出现浑浊。再将编号3和2比较，3的浓度、温度均比2高，故最先出现浑浊的应为第3组。要注意温度对化学反应速率的影响，温度会使分子活跃而不是仅增大间距。【应用证据】学生在课堂教学中已经收集到证据：温度越高反应速率越大。【教学策略说明——迁移应用，活用证据线索】学生很容易将浓度与温度对化学反应速率的影响混淆，浓度能够减小分子之间的距离，而温度能使分子活跃最终都会加大分子碰撞的几率从而加快化学反应速率，学生能够学会运用证据即是能够进行证据推理，对于证据线索掌握清晰，达到教学策略与知识目标。1.2.4运用策略过程的评价影响化学反应速率的因素主要有催化剂、浓度和温度等，本次教学重在引导学生能够自主探究催化剂、浓度和温度对化学反应速率的影响，不仅设置了小组讨论为环节还有小组合作进行实验探究的互动。教师通过学生的导学案情况和课堂观察对学生的表现进行打分评价，如表4-2所示。通过观察量表可知，在教师的引导下学生能够按照预期的课堂效果进行学习，教学环节层层递进，学生能够自主进行探究并且讨论分析获取知识。整个学习过程中，学生能够正确的收集和运用证据，实验探究思路清晰，形成了良好的学习氛围。表4-2某小组“借助手持技术探究影响化学反应速率的因素”课堂观察量表观察指标评判标准分值划分ABCDEF证据推理（60分）在教师导入课程中获取多条证据10分141414141414能基于旧知找出关键证据5分能够根据已有证据预测图形10分989988从实验中能够进行证据演绎10分999999通过分析能够辨别已有证据10分878787数形结合证据应用得出最终结论15分131211121313科学探究（40分）对实验目的清晰6分666566掌握实验原理8分888888参与到实验中10分998887能捕捉实验中重要信息6分665655能准确分析实验过程10分9899891.3借助手持技术探究浓度对化学平衡的影响1.3.1目标分析本节内容选自人教版高中(化学(选修4))第二章“化学反应速率和化学平衡”第三节“化学平衡”，依据课程标准“通过实验探究浓度对化学平衡的影响，并能用相关理论加以解释”的要求，本节课安排了“浓度对化学平衡的影响”教学内容。化学平衡移动是近年来高考试题中的重点和难点，在教科书中起着承上启下的作用。本节课一方面是对前面化学反应速率和化学平衡有关知识的延伸与巩固，另一方面为后面勒夏特列原理、弱电解质的电离平衡等有关知识的学习奠定了基础。学生已经掌握了化学反应速率与可逆反应的概念及其特征的有关知识，知道任何可逆过程在一定条件下都是有限度的，并在此基础上掌握了溶解平衡和化学平衡状态的建立及特征，对化学平衡是动态平衡已有正确认识。同时高学生初步具备了分析问题和解决问题的能力，能够运用有关知识进行相关问题的分析，这为本节课中分析浓度对化学平衡影响规律本质的教学活动奠定了能力基础。因此本节教学要求学生掌握化学平衡移动的规律，并学会运用该规律分析浓度对化学平衡的影响；通过实验探究浓度对化学平衡的影响规律，学会通过实验探究的方法学习化学知识。；通过分析数据及绘制浓度对化学平衡影响的图像，进一步强化分析问题、解决问题、收集处理信息和知识迁移运用的能力，学会运用数学工具解决化学问题。策略运用的目标则是要求学生能够在本节学习中寻找证据线索，能够灵活运用并通过自主探究在脑海建构知识体系，完成课程知识性目标。1.3.2思路分析浓度对化学反应平衡的影响对于学生是较难理解的一节内容，因为反应物与生成物浓度的变化都会改变化学反应速率，因此本节内容渗透数形结合思想有助于学生掌握相关知识内容。教学内容主要包括浓度对化学平衡的影响。如图4-3所示首先通过教师引导学生了解铁离子与硫氰酸根离子的反应，该反应对于学生来说并不陌生，教师引导学生绘制要求的图像，接着结合手持技术这种新型技术进行探究。最后讨论分析曲线的变化趋势以及变化原因，通过分析曲线的变化得出实验的结论。最终通过实验得出浓度对于化学平衡是如何影响的，教学层层递进，有助于学生获得并掌握相关内容。图4-3设计思路1.3.3教学过程浓度对化学平衡的影响教学环节学习活动目标达成主题导入【创设情境】上节课我们已经学习了化学平衡的基础知识与化学平衡的特征“逆、等、动、定、变”，是指化学平衡建立在一定的条件下，条件改变时，平衡就会被破坏，并在新条件下建立新的平衡。【情境导入】哪些条件会对化学平衡产生影响？这与化学平衡的移动有所关联，本节课我们一起了解一下浓度对化学平衡的影响。【主题导入】反应条件的改变会引起正逆反应速率发生变化，影响化学反应速率的因素有浓度、温度、压强和催化剂，浓度是怎样影响化学平衡的呢？我们今天一起了解一下。【收集证据】学生在学习本节内容之前已经学习了化学平衡相关知识。具备一定知识基础其中证据1：条件改变平衡移动。【教学策略说明——研读教材，抓住典型案例】浓度对化学反应平衡的影响这一节内容中涉及到学生辨析具体物质浓度的变化会引起的化学平衡的移动方向，有些数量关系采用曲线会更加清楚，因此本节知识渗透数形结合思想是可行的，学生要能够通过数量变化解释曲线的走势。教学环节学习活动目标达成作出猜想【内容讲述】反应是一个可逆反应，因此该反应存在着平衡，因为反应中铁离子是黄色的，Fe(SCN)3是红色，因此可以通过观察颜色判断平衡的移动。【引入新知】人肉眼观察颜色存在较大的误差，因此老师今天带来一种新的实验仪器——色度计，色度计能够监测体系颜色的变化以透过率值表征，颜色越深透过率越低。【预测图形】请学生基于对反应的理解，尝试以时间为横坐标，透过率值为纵坐标绘制在在氯化铁与硫氰酸钾反应体系中分别加入1mL0.01mol/L硫氰酸钾和1mL0.01mol/L氢氧化钠后体系透过率的变化。【学生记录】【收集证据】学生在教师的引导下根据收集到证据2：反应正向移动，透光率变小，反应逆向移动，透光率变大；绘制曲线。【教学策略说明——剖析关系，绘制曲线图像】本还价涉及到色度计，因此教师需要首次介绍传感器让学生理解，学生要基于已有基础尝试绘制加入不同物质后的体系反应方向的移动，在绘制曲线时学生对于该节内容也理解的更加透彻，能够对氢氧化钠与硫氰酸钾的作用进行思考。教学环节学习活动目标达成实验探究【实验原理】，反应向正方向移动颜色加深，透光率减小，反应向逆方向进行颜色变浅，透光率增大。【实验用品】药品：0.01mol/LKSCN溶液、0.01mol/LNaOH溶液、0.01mol/LFeCl3溶液仪器：10mL针管、色度计、数据采集器、USB数据线、电脑和配套软件。【固定装置】如下图所示，用USB数据线连接电脑和数据采集器，再将色度计与数据采集器连接，打开电脑软件。【实验步骤】①取氯化铁与硫氰酸钾反应后的溶液3mL于比色瓶中将比色瓶插入比色槽，在比色槽上方盖上黑布，打开电脑软件，点击“采集”按钮，大约10s后用注射器向比色瓶中注射1mL0.01mol/LKSCN溶液，缓慢拔出注射器，观察曲线变化，待数据处于良好走势一段时间后停止采集，保存数据。②清洗仪器，重复步骤①，其中只需将1mL0.01mol/LKSCN溶液换成1mL0.01mol/LNaOH溶液，采集实验数据，待数据变化较为稳定，保存实验数据。【绘制图形】【学生记录】【收集证据】学生在教师的引导下确定实验目的，掌握实验原理，进行实验的系列操作。学生在进行实验采集数据的过程中关注曲线的变