◇ 北京 高利娜 指導教師 王 春 韓繼濱

(作者單位：1. 北京市大興區(qū)興華中學 2. 北京教育學院 3. 北京市大興區(qū)教師進修學校)

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“基于實驗條件下的催化反應再研究”優(yōu)質(zhì)課教學設計案例賞析

◇ 北京 高利娜1指導教師 王 春2韓繼濱3

1 教學背景分析

1.1 學習內(nèi)容分析

本節(jié)的重點是幫助學生認識催化劑,理解不同催化劑催化效果是不一樣的,使用正催化劑能加快化學反應速率,因為它改變了反應的路徑,降低了反應所需要的活化能．對于催化劑參加反應歷程的實驗探究是本節(jié)的難點之一，在整個探究過程中,貫穿“觀察與思考相結(jié)合”“邏輯與想象相融合”的思維活動,要求考生的思維具有全面性、開放性、深刻性和批判性．

1.2 學生情況分析

在《選修4》的學習中,學生已經(jīng)了解了催化劑的一些性質(zhì)．基于高三實驗的復習,學生已掌握了一些實驗探究的設計方案，但對催化劑是否參與反應沒有系統(tǒng)地學習過．所以,要注意引導學生關(guān)注：如果催化劑參與反應,產(chǎn)物會是什么?培養(yǎng)學生進一步設計實驗并進行探究的能力，使學生在知識上升華,在認識上提升,在能力上提高．

2 教學目標設計

2.1 知識與技能

1) 知道正催化劑加快化學反應速率,因為降低了反應所需要的活化能．

2) 認識不同催化劑催化效果的不一樣,掌握催化劑參與反應的基本規(guī)律．

3) 初步學會設計實驗方案，探究反應的發(fā)生．

2.2 過程與方法

1) 通過學習FeCl3催化H2O2分解反應的過程,了解催化劑參與化學反應的機制,加深對催化劑的認識．

2) 通過Fe2+溶液中加KSCN溶液,再加H2O2溶液,溶液先變紅后褪色的分析,培養(yǎng)學生對異?，F(xiàn)象的探究能力．

3) 通過分組實驗探究FeCl3是否參與H2O2分解反應的歷程,提高學生實驗動手能力,增強歸納和演繹的邏輯思維能力．

2.3 情感態(tài)度與價值觀

1) 通過生活、生產(chǎn)實際中的例子激發(fā)學生學習化學的興趣,培養(yǎng)學生用化學視角觀察生活的能力.

2) 通過分組實驗設計,讓學生體會合作精神的重要性．

3 教學重、難點

重點:催化劑的性質(zhì)．難點:催化劑參與反應的歷程,設計實驗驗證分析和結(jié)論．

4 教學過程設計

環(huán)節(jié)1 認識催化劑.

【課題引入】 展示有關(guān)催化劑的熱點問題,突出研究催化劑的重要性,引入學習催化劑的課題．另外,展示《化學反應原理》一書第22頁催化劑對化學反應速率的影響,引導學生回歸課本,重視課本上的實驗．

【問題提出】 催化劑能加快化學反應速率,那么催化劑是否參與了H2O2分解的反應,如何設計實驗來驗證呢?

(設計意圖:通過展示現(xiàn)代生活中催化劑的熱點問題引出課題,激發(fā)學生學習興趣,同時通過課本上有關(guān)催化劑學習的展示,讓學生回歸課本,知道正催化劑能加快化學反應速率,是因為它改變了反應的路徑,降低了反應所需要的活化能．)

環(huán)節(jié)2 催化劑參與化學反應的歷程.

【提出問題】 如果FeCl3作為催化劑參加了反應,如何設計實驗方案(要求:寫出實驗操作、現(xiàn)象和結(jié)論)．

【學生回答】 如果參與了反應,Fe3+應該被還原成了Fe2+,應該設計檢驗Fe2+的方案．

取FeCl3和H2O2反應后的溶液于試管中,振蕩,分裝到1號和2號2支試管中,向1號試管中滴加3滴鐵氰化鉀溶液,若有藍色沉淀生成,則證明催化劑的確參與了反應．

【任務1】 1) 完成實驗方案的驗證．

2) 請寫出FeCl3和H2O2反應的化學方程式．

圖1

【學生實驗】 按照如圖1裝置分組實驗.

實驗步驟: 把1號試管中1/2的溶液分到2號試管中留做對比,在1號試管中檢驗Fe2+.

【學生活動】 根據(jù)實驗現(xiàn)象,書寫FeCl3和H2O2反應的化學方程式

2FeCl3+H2O2=2FeCl2+O2↑+2HCl.

【任務2】 分組設計實驗方案:檢查2號試管中有無Fe3+存在.

圖2

【小組實驗】 設計實驗方案,向2號試管中滴加KSCN證明,如圖2所示.

【交流評價】 在現(xiàn)有實驗條件下,證明有Fe3+存在.

【問題提出】 溶液變紅,說明有Fe3+的存在,通過任務1已經(jīng)證明了Fe3+參加了反應,那Fe3+是如何來的呢?

【學生回答】 可能是加入了過量的Fe3+,也可能是生成的Fe2+又被雙氧水氧化．

【任務3】

1) 完成實驗方案的驗證．

2) 請寫出FeCl3和H2O2反應的化學方程式．

圖3

【學生實驗】 按照如圖3裝置分組實驗.

【小組討論】 設計實驗方案證明FeCl2能被H2O2氧化成FeCl3.

【任務4】 把FeCl2和H2O2反應的化學方程式與FeCl3和H2O2反應的化學方程式相加得2H2O2=2H2O+O2↑.

【交流匯報】 催化劑加快化學反應速率是因為參與了反應．

(設計意圖:提高學生設計實驗的能力,培養(yǎng)學生實驗操作能力．在整個探究過程中,貫穿“觀察與思考相結(jié)合”“邏輯與想象相融合”的思維活動,要求考生的思維具有全面性、開放性、深刻性和批判性．)

環(huán)節(jié)3 拓展提升,異常現(xiàn)象分析.

【學生活動】 完成學案跟蹤練習.

【講解】 催化劑參與了化學反應,不同催化劑催化效果不同.

圖4

【提出問題】 實驗中2號試管出現(xiàn)了什么顏色?為什么?

【小組討論】 觀察發(fā)現(xiàn)紅色消失,從平衡移動的角度分析是Fe3++3SCN-Fe(SCN)3的原因．

【學生實驗】 設計實驗進行驗證,如圖4．

【講解】 在實驗過程中出現(xiàn)異?，F(xiàn)象,不要回避,我們可以去尋找原因,去設計解決的方案．

(設計意圖:提高分析總結(jié)能力,形成實驗探究的思路:理論指導、實驗驗證、對比學習．)

5 教學設計特色說明和反思

5.1 教學策略的設計

本教學設計以預測反應、科學探究、對比學習等方法，用“催化過程占化工生產(chǎn)總過程的85%以上”引入,引導學生關(guān)注研究催化劑對化學反應的重要意義．然后設計實驗方案探究催化劑是否參與了反應,預測產(chǎn)物,并進行分組實驗探究,最后得出結(jié)論．教學設計中,依據(jù)學生對知識認識的不斷發(fā)展,按照“實驗目的—反應原理—設計方案—實驗操作—分析現(xiàn)象—得出結(jié)論”的環(huán)節(jié)設計探究過程,問題采用驅(qū)動式,活動采用探究式的設計, 充分調(diào)動了學生學習的主動性,運用控制變量的方法對實驗現(xiàn)象和方案進行比較與判斷、推理與論證．使學生在知識上得到升華,在認識上得到提升,在能力上得到提高．

催化劑參加反應探究實驗方案的設計是本節(jié)課的主要難點，實驗過程中會出現(xiàn)很多異常現(xiàn)象,教師應該引導學生從多個角度分析問題,通過引導學生分析和討論來設計實驗,解決問題,提高實驗能力．

最后,對比學習在不同溶劑中,溴乙烷與氫氧化鈉的反應,得出結(jié)論:反應條件(溶劑)不同,反應原理不同．同時也總結(jié)提升了學習有機物的一般方法:分析結(jié)構(gòu)→理論預測→實驗驗證．

5.2 教學環(huán)節(jié)的設計

本節(jié)課凸顯學生主體性的教學環(huán)節(jié)設計,通過精心創(chuàng)設問題情境,激發(fā)學生的認知需求,在學生認知需求的驅(qū)動下,結(jié)合已有知識,進行思考、分析和討論,逐漸形成新知識,讓學生充分體驗科學研究的過程,享受自主學習的樂趣．

(作者單位：1. 北京市大興區(qū)興華中學 2. 北京教育學院 3. 北京市大興區(qū)教師進修學校)