賴增榮

（福建省上杭縣第一中學 福建 上杭 364200）

一、問題的提出

現行高中中學化學教材中，關于“化學反應速率影響因素”的內容，主要從兩個階段進行學習：

第一階段：《化學2》（以魯科版為例，下同）第2 章第2 節(jié)《化學反應的快慢和限度》。

教材主要通過“活動與探究”（給定試劑、儀器以及方法導引）， 要求學生設計實驗并依據實驗現象歸納總結出影響化學反應速率的因素 （反應物的性質、外界條件如反應物濃度、固體顆粒大小、溫度、催化劑等）， 以及從定性角度了解這些因素對反應速率將產生怎樣的影響。

第二階段：《化學反應原理》第2 章第3 節(jié)《化學反應速率》。

教材通過3 個“交流·研討”欄目，分別給出三組數據，要求學生通過分析這些數據，得出以下結論：

反應物濃度與反應速率之間的定量關系；

反應溫度與反應速率之間的定量關系；

催化劑使用前后對反應速率影響的定量關系；

再通過反應碰撞理論和過渡狀態(tài)理論解釋為什么濃度變化、溫度改變、使用催化劑能影響反應速率。

2013年全國高考化學考試大綱對于“反應速率影響因素”的要求是：“了解化學反應速率的概念，反應速率的表示方法，理解外界條件（濃度、溫度、壓強、催化劑等）對反應速率的影響。以合成氨工業(yè)生產為例，用化學反應速率和化學平衡的觀點理解工業(yè)生產的條件?！?/p>

從考綱要求看， 化學反應速率與反應物濃度、反應溫度、催化劑之間的定量關系似乎不作要求，因而不少教師認為，既然高考不考反應速率與外界因素的定量關系，那么就沒有必要或者可以簡單教授這些內容，以免加重學生負擔。究竟這些內容是否要教？如果要教，應該怎樣教？ 教到何種程度？

二、化學反應速率的教育價值

要回答上述問題， 我們應該先捋順幾個問題：為什么要教化學（即我們教化學的目的到底是什么）？ 學生通過相關內容的學習應該獲得哪些方面的發(fā)展？ 高考真的不考這些內容嗎？ 這些都涉及到《化學反應原理》模塊的學科價值問題。

何為價值？ 哲學范疇的價值泛指客體對于主體表現出來的積極意義和有用性，它表示物（未必是商品）對人有用或使人愉快的特殊屬性。從教育學范疇看，關于教育價值的觀點很多，其中杜威的教育價值觀點具有一定代表性。他認為教育價值可以分為兩種——內在的價值 （Intrinsic Values）（教育內容或者要素成為教育的直接目的，它具有內在價值屬性，為了知識而教育、為了能力而學習、為了真理而學習和教育）和工具的價值（Instrumental Values），又稱為“外在的價值”（External Values）（當它成為實現別的目的的手段、方法或途徑時，具有外在價值屬性）。

學科課程標準則從三個維度（知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀）對學科教育價值進行了闡述。

綜合以上分析，對于“反應速率影響因素”教育價值，也可以從認知價值、遷移價值、情意價值三個方面進行概括。

1．完善和升級認知結構

通過“化學反應速率影響因素”的學習，學生對化學反應速率的影響因素的認知結構得到完善和提升，具體見表1。

表1 《化學反應速率》在必修1、選修4 中認知要求比較

2．遷移價值

通過本節(jié)學習，學生至少應該獲得以下方面遷移與應用：

①學會利用化學反應速率相關理論，在實際情景中分析調控反應速率的方法，并且進行對比，找出最有效的方案；還能利用相關理論找到最適合的反應條件。

②將反應速率相關知識遷移到后續(xù)學習中，如水的電離平衡、弱酸弱堿電離平衡、鹽類水解平衡、沉淀溶解平衡的建立。

③學習或進一步鞏固從實驗數據得出結論的科學研究方法； 培養(yǎng)透過數據看到本質規(guī)律的能力；學習將具體數據進行分析、比較、歸納，抽象成數學模型的定量科學思維方法等。

④通過控制變量實驗原理的理解、設計方法的學習，體會其應用價值，并能將該原理應用于其他探究課題中。

⑤給學生認識化學反應規(guī)律又增加了新視角。

3．情意價值實現

本部分內容提供了大量的科學史實、數據，綜合體現了化學家的觀察能力、歸納概括能力、推理能力；學生通過這些素材的學習和領悟，可以體驗科學家發(fā)現知識的過程；體驗“實驗→假設→再實驗→修正理論→應用”科學發(fā)展歷程，對幫助學生形成實事求是、刻苦鉆研的科學態(tài)度也有重要的作用。例如，筆者在教學中發(fā)現， 當學生在教材中看到反應CO2＋NO 的速率方程為v＝kc（NO2）時，不少同學會產生好奇心和質疑，因為該方程表明反應速率與另一種反應物CO 濃度無關，這和以前學習的知識（增大反應物濃度，反應速率加快）會產生思維沖突，因而能很好激發(fā)學生學習興趣和探究欲望、求知欲望，從而又增加了學生學習的熱情。

綜上所述， 本部分教材承載了大量的教學信息，對化學學科價值的實現具有十分重要的意義。高考中雖然“不要求反應速率與濃度、溫度、催化劑的定量關系”，但是對于相關定量關系的獲得方法、將相關方法遷移到實際情景中解決問題是必須學會的； 況且，從定量視角審視化學反應速率的影響因素，牢固樹立定量思維的思想正是課程標準對《化學反應原理》模塊所要求的重要目標。高考不是化學教學的唯一目的，化學教學更重要的是促進學生全面發(fā)展，展現學科教育價值。所以該部分內容不但要教，而且要教學到位。

三、實現學科價值的教學策略

1．挖掘知識的教育價值

要實現教育的學科價值，首先要善于發(fā)現和挖掘學科知識的教育價值。筆者認為，可以從以下幾個方面來發(fā)掘：

（1）研讀課程標準

課程標準對中學化學學科教育價值做了比較全面的闡述。包括整個高中階段、模塊、主題、乃至章節(jié)都有具體目標要求。例如課標中“化學反應速率影響因素”的目標是：

①知道活化能的涵義及其對化學反應速率的影響。

②通過實驗探究溫度、濃度、壓強和催化劑對化學反應速率的影響，認識其一般規(guī)律。

③通過催化劑實際應用的事例， 認識其在生產、生活和科學研究領域中的重大作用。

④認識化學反應速率和化學平衡的調控在生活、生產和科學研究領域中的重要作用。

（2）研讀教材首頁、章節(jié)首頁

在教材首頁、每一章的首頁都對相關知識的學習目標和方法作了闡述，要善于利用上述素材來挖掘知識教育價值。例如，《化學反應原理》模塊在教材首頁有如下一段描述：“第2 章在同學們已經具有化學平衡和化學反應速率的初步概念并已經能夠定量描述化學反應熱效應的基礎上，引導大家在更高層面上比較全面地認識化學反應的方向、限度、速率的有關規(guī)律，了解相應的理論及實驗方法，學會定量描述反應限度和速率，能夠綜合分析各方面因素對實際化工生產的影響。具體內容包括如何從理論上分析化學反應的可能性、計算反應的最大限度和使平衡向需要的方向移動，如何通過實驗獲知化學反應速率并改變反應速率，如何優(yōu)化反應條件等”。

（3）深入研究教材內容和編寫者意圖

教材內容是學習和教學的主要載體，教師應該花時間和精力， 深入研究教材內容所承載的有效信息，挖掘學科教育價值。盡可能從認知價值、遷移價值、情意價值等方面深入分析， 認真體會教材編寫者的意圖，發(fā)揮教材的最大教育價值功能，從而使學生得到應有的發(fā)展。如“催化劑對反應速率的影響”所隱含的學科價值主要有以下幾個方面：

①催化劑能改變反應速率，是通過怎樣的途徑實現的？

②催化劑改變反應速率的程度遠比其他因素對反應速率的影響程度大。

③催化劑具有選擇性，在實際生產中利用催化劑來增大反應速率有何優(yōu)勢？

④該部分內容所隱含的科學方法、情意價值。

2．從全局視野進行備課

這里所說全局視野，是指備課時應先從整個中學化學教學課程體系的角度做總體分析， 理解各階段、各模塊編寫意圖和承載的學科教育價值，再進行教學設計，將學科價值教育落實到各模塊、各章節(jié)、各課時中。由高到低的視角簡單表示如下：

3．落實欄目功能

魯科版《化學反應原理》模塊教材，選編了大量的各種欄目，而且功能側重點不同，為化學學科價值的實現提供了很好平臺， 教學中應該充分利用欄目，認真分析欄目信息，開發(fā)各種教育功能，為落實教學目標提供手段和保證。

例如濃度對反應速率影響因素中的 “交流與研討”欄目（見表2）。

編寫者給出該欄目的用意就是 “人人參與討論，分析歸納總結”。通過該欄目討論、分析、歸納、總結，

表2 在298K 時，反應在不同濃度時的化學反應速率

表2 在298K 時，反應在不同濃度時的化學反應速率

實驗編號 1 2 3 4 5 c（HI）／mol·L－1 0．100 0．200 0．300 0．100 0．100 c（H2O2）／mol·L－1 0．100 0．100 0．100 0．200 0．300 v／mol·L－1·s－1 0．007 60 0．015 3 0．022 7 0．015 1 0．022 8

1．請找出化學反應速率與H2O2濃度及HI 濃度之間的關系，并嘗試寫出相應的數學表達式。

2．請針對“化學反應速率與反應物濃度的關系”談談自己的看法?？梢蕴岣邔W生的分析、處理實驗數據得出實驗結論的能力；學會將變量控制實驗數據抽象為數學模型的方法；根據所得到的數學模型，進一步理解反應速率與反應物濃度之間的定量關系。通過學習，學生還會進一步追問為什么會有這樣的定量關系？ 所有反應都這樣嗎？ 因而又激發(fā)學生探究欲望。

4．“不考”的內容也要教

這里所說“不考”的內容，就是指在各種考試中，該部分內容本身不作要求。但是筆者在“不考”兩個字加上引號，這是因為雖然該部分的內容本身（如反應速率方程、阿倫尼烏斯公式等）不作要求，但是該部分內容承載的科學方法、科學態(tài)度、科學思維等學科價值是學生必不可少的， 能力考試也是重點考查的方面，教學中應該給予足夠的重視。例如前述反應速率與反應物濃度之間定量關系的建立，在建立過程中涉及定量思維方法、思維方式的學習是必不可少的，考試也是有要求的；又如“拓展視野”、“追根尋源”、“歷史回眸” 欄目中內容雖然在各種考試中不作要求，但是化學教學的目標不只是考試，更多的是要實現化學教育的價值。通過這些欄目的內容學習，可以激發(fā)學生學習化學興趣，體驗科學家探究過程，學習科學家探究的方法，陶冶科學精神、培養(yǎng)科學態(tài)度。教師要轉變教學觀念，以實現教育價值為宗旨，為了學生發(fā)展的需要，不考的內容也要教而且要教到位。顯然，該部分內容的教學，不但不會增加負擔，還對學生的發(fā)展大有益處。

高考以能力測試為主， 思維能力的形成需要載體， 如果教師對這部分內容沒有正確處理或干脆不教，那么學生思維方法習得、科學精神的培養(yǎng)就會成為無水之源，就可能導致教育價值缺失。

5．盡可能在實際情境中教學

化學知識、技能、方法來源于實際，又應用于實際。讓學生在實際情景中學習，在情景中發(fā)現化學知識，獲得化學反應規(guī)律，可以激發(fā)學習興趣，理解知識產生過程，了解知識的價值，因而使得學生在各方面得到較好發(fā)展， 也能更好地將所學遷移到其他情境中，從化學視角分析問題、解決問題。例如濃度與化學反應速率定量關系的獲得，教材提供了真實的實驗素材，教師應該充分利用欄目內容，調動學生積極性，讓每個學生主動參與，感受反應速率方程的獲得過程與方法，體驗控制變量實驗的作用。教學中絕不能以講代學，或直接告訴學生結論或干脆不教。只有這樣，學生在以后碰到類似問題才會順利遷移，解決相關問題就會有水到渠成的功效。

6．實際應用中感悟化學學科價值

知識與能力的遷移需要較好的情景，尤其是比較陌生但又是真實的情景更佳。因此，在課后，應該鼓勵學生嘗試了解或分析或解決沒有學習過的有關生產、生活中化學問題。例如，反應速率影響因素學習后，可以讓學生思考以下問題：

工業(yè)制硝酸時，氨和氧可以進行下列三個反應：

除此以外，還可能發(fā)生下列反應：

不同溫度下，上述式（1）～式（4）的平衡常數見表3。

表3 不同溫度下氨氧化或氨分解反應的平衡常數（p＝0．1013MPa）

［問題］如果對反應不加任何控制而任其自然進行，氨和氧的最終反應產物必然是氮氣。欲獲得所要求的產物NO，應該采取何種措施最佳？

要回答上述問題，學生必須要從反應速率和反應限度進行分析。從表1 可知，在一定溫度下，幾個反應的平衡常數都很大，實際上可視為不可逆反應，比較各反應的平衡常數，以式（3）為最大。顯然不可能從反應限度視角去改變化學平衡來達到目的，而只可能從反應速率方面去思考。如果欲加速反應式（1），同時抑制其他反應進行，從溫度、濃度角度來改變條件，無法實現目標，因為這兩種因素對每個反應的影響具有一致性。要達到這種目標，必須尋找一種催化劑，利用催化劑的選擇性，可以實現生產目的。

通過上述案例分析，學生可以深深感受到所學知識的價值所在，體現其在工業(yè)生產上解決問題的巨大作用，體現化學與生產生活的緊密關系，更進一步激發(fā)學習積極性。

四、結論

化學學科價值的實現，是化學教育者執(zhí)行化學教學的基本要求。不能“不考不教”，“以考定教”；不能只看到知識內容的表面，更應該透過知識內容，審視教學內容隱含的深層次教育價值，充分發(fā)揮教育載體的各種功能，以化學教育價值的實現為教育宗旨，促進學生全面發(fā)展。

選修中的“化學反應速率影響因素”內容，是實現化學教育價值的一種很好載體，教育者應該善于挖掘該內容的教育價值，在教學設計、執(zhí)行教學中確實落實到位，為學生發(fā)展打好基礎；

“不考”內容也要教。但教學的目的不是讓學生掌握該部分的具體知識內容，而應該注重該部分內容所具有的教育價值功能。通過學習，使學生在科學方法、定量思維方法上獲得發(fā)展，體驗科學知識的產生、發(fā)現過程，培養(yǎng)實事求是的科學態(tài)度，感悟化學與生產生活的緊密聯系，感悟化學在解決生產生活問題的巨大作用。

［1］王磊．化學2（必修）［M］．濟南：山東科技出版社，2007

［2］王明召，高盤良，王磊．化學反應原理（選修）［M］．濟南：山東科技出版社，2011

［3］福建省教育考試院．2013年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試福建省理科綜合考試說明．福州： 福建教育出版社，2013

［4］百 度 百 科．教 育 價 值．http：／ ／baike．baidu．com／link？ url＝8aOvCXQ13Z9SszrH88cLDL069IaTwAbl496iCNKI91PLkM LWdlkOe－ZpKJ1V1V8h2013．12．18

［5］中華人民共和國教育部．高中化學課程標準［S］．北京：人民教育出版社，2003