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摘 要：新课程倡导落实培养化学学科核心素养的教学，以人教版新教材编写内容为基础，通过层层递进的问题设计、理论分析与实验探究相结合、试管实验转向数字化实验、教师有效引导与学生自主学习有機结合，从而构建高效的化学课堂，进而落实化学核心素养。
关键词：核心素养;化学反应速率;数字化实验
把知识转化为素养，需要高效课堂为桥梁。高效课堂需要教师对教材内容进行梳理再整理，通过恰当的教学设计让学生主动参与、乐于探究、勤于动手，在学生自主探究的过程中获取新知识，提升分析和解决问题的能力，实现学生学科素养的发展。然而，从教育的实践层面来看，目前教师“经验固封”“知识中心”的现象仍然十分普遍。
一、教材内容编排分析
在发展化学学科核心素养的课程目标的指引下，本节教材内容考虑学生已在初中学习过催化剂可以调控反应速率的知识，以新旧兼容、详略有别的方式编排，并结合学生学习过的知识，补充一些生活、生产中需要调控反应速率的实例，说明认识影响化学反应速率因素的重要性，并借此体现调控反应速率的意义和价值。通过“探究”重点引导学生探讨温度和反应物浓度对化学反应速率的影响，并结合浓度影响因素，针对气体反应说明压强的影响。利用“思考与讨论”引导学生探讨影响化学反应速率的其他一些因素。以生产生活实例凸显“科学态度与社会责任”，以压强对气体反应速率影响展现“宏观辨识与微观探析”，以温度和浓度对反应速率影响的探究彰显“科学探究与创新意识”“证据推理与模型认知”，以合成氨条件的选择突出“变化观念与平衡思想”等5个化学学科核心素养的培养。
二、教学目标与重难点
1.教学目标
（1）通过“影响化学反应速率的因素”的学习，学会“变量控制”的科学方法，增强证据推理的意识。
（2）能从微观角度理解浓度和压强对速率的影响，发展宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。
2.重难点
重点：化学反应速率的影响因素。
难点：验证影响化学反应速率因素的实验设计。
三、课程实录与设计意图
【情境导入】科学史话：工业合成氨
生：仔细聆听，感受科学知识的力量。
【设计意图】引导学生感受化学反应速率快慢在实际生产生活中的应用，体会化学与生产生活中的紧密联系。
【板书】影响化学反应速率的因素
【问题1】改变哪些因素可以使5%H2O2分解速率加快？
生1：使用催化剂。
生2：升高温度。
师：化学是一门以实验为基础的自然学科，猜想需要实验验证什么可以催化H2O2分解？
生：MnO2
师：H2O2分解催化剂除了MnO2外，还有其他物质，如氯化铁。请同学们仔细观察实现操作并及时记录实验现象。
【实验探究1】教师演示实验——大象牙膏
操作：向锥形瓶中加入适量FeCl3溶液并滴加一滴洗手液，将H2O2与洗手液的混合液注入到氯化铁溶液中。
现象：剧烈反应，产生大量泡沫。
生：仔细观看实验，完成导学案实验现象和结论。催化剂可以加快化学反应速度。
【板书】其他条件不变时：1.催化剂可以增大化学反应速率。
【设计意图】通过实验验证学生猜想，剧烈的反应现象激发学生兴趣。落实预测到实验探究再到得出结论的科学探究过程。
【问题2】在设计温度对H2O2分解速率影响的实验方案时应该注意什么问题？
师：请同学们认真阅读教材第45页方法导引——变量控制。
生：认真阅读。回答问题2——控制变量。
师：请同学们阅读第44页温度对反应速率影响的实验方案设计。找出方案中的变量和控制不变的量，并思考反应快慢的判断依据是什么。
生：分析实验方案，填写导学案。
变量： 温度
控制不变的量：H2O2浓度及体积、FeCl3浓度及滴数
反应快慢的判断依据：产生气泡的速度
【实验探究2】学生小组实验——反应温度的影响
现象：冷水中缓慢产生气泡，热水中快速产生大量气泡。
【板书】2.升高温度可以增大化学反应速率。
【设计意图】将教材中介绍变量控制的“方法导引”栏目与温度的影响“探究栏目结合起来，先使学生了解什么叫控制变量，为什么要控制变量;接着在科学方法的指导下进行实验，在实验过程中学会“如何控制变量”。这样既知其然又知其所以然，可以使学生有目的、有计划、有步骤、有方法地进行实验，有利于内化影响化学反应速率的外界条件，让学生学会科学探究的方法，增强学生证据推理意识。
【问题3】除了催化剂、反应温度外，还有哪些反应条件会影响化学反应的速率？
生：浓度。
师：请同学们小组合作，参照温度对化学反应速率影响的实验方案和提供的试剂设计出“浓度对化学反应速率影响”的实验方案。
试剂：大理石碎块、0.8mol/L盐酸、1.0mol/L盐酸
生：小组合作，在导学案上完成方案设计，完成变量、控制不变的量以及反应快慢判断依据的填空。
师：评价学生实验方案，优化实验方案。
实验方案：在两支试管中加入等量且形状大小相同的大理石碎块，向两支试管中同时滴加2ml 0.8mol/L盐酸、2ml 1.0mol/L盐酸。观察现象并进行对比。 变量： 盐酸浓度
控制不变的量：盐酸体积、大理石碎块（无法精准控制）
反应快慢的判断依据：产生气泡的速度
【实验探究3】学生小组实验——反应物浓度的影响
现象：1.0mol/L盐酸中快速产生大量气泡，0.8mol/L盐酸快速产生大量气泡。
【问题4】1.0mol/L盐酸、0. 8mol/L盐酸与大理石碎块反应均快速产生气泡，无法直观比较出反应速率的快慢，应如何解决问题？
【探讨】学生小组深入探讨，提出解决方案。
生1：扩大盐酸浓度差（扩大现象差异）
生2：改用金属铁代替大理石碎块（便于控制接触面积）
生3：改用碳酸钙粉末代替大理石碎块（便于控制接触面积）
生4：延长反应时间，测量碳酸钙剩余的质量（积累反应现象）
生5：测量一段时间内生成CO2的体积（积累反应现象）
师：充分肯定，积极评价。引入数字化实验——CO2传感器
【实验探究4】教师演示实验
两双颈瓶中均加入0.1g碳酸钙粉末，两恒压滴液漏斗中分别加入5ml 0.8mol/L盐酸、5ml 1.0mol/L盐酸。用二氧化碳传感器实时检测两反应体系内CO2浓度。
现象：见图1
图1 A曲线为1.0mol/L盐酸体系中CO2浓度变化曲线;C曲线为0.8mol/L盐酸体系中CO2浓度变化曲线
生：分析曲线坐标图，得出1.0mol/L鹽酸体系中CO2生成速率更快。
【板书】3.增大反应物浓度，增大化学反应速率
【设计意图】学以致用，深化控制变量思想。提升学生理解能力、语言表达能力、证据推理能力，培养小组合作意识与能力。通过实验现象与认知冲突，再到解决问题的方案讨论，培养学生严谨的科学探究态度，提升学生的思维能力。最终运用传感器检测二氧化碳浓度变化，体现科技手段在教学中的重要作用。
【回归生产】工业合成氨的条件分析。
N2（g） 3H2（g）2NH3（g）
生：高温催化剂是为了增大工业合成氨的反应速率。
【问题5】为什么高压可以加快工业合成氨的化学反应速率？
生：增大压强通过减小容器体积，使气体分子间间隙减小，相当于增大反应物浓度，化学反应速率加快。
师：如果压缩固体或者液体呢？
生：体积改变不明显。
【板书】对于有气体参加的反应，增大压强可以增大化学反应速率。
【设计意图】呼应开头，分析工业合成氨背后的科学知识，树立学生积极的化学科学观，促使学生从微观角度理解浓度和压强对速率的影响，发展宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。为化学反应条件的控制学习做铺垫。
【思考与讨论】教材第45页
生：探讨回答。
【设计意图】通过探讨交流回答，让学生思维充分外显。在交流探讨过程中，生活问题转化为化学问题，生活经验升华成科学理论，让学生认识到反应的快慢与我们的生活、学习、科研、环境等息息相关。
四、教学成效与策略总结
化学学科价值的实现是化学教育者执行化学教学的基本要求，教师以知识内容为载体，引发学生思维的碰撞，智慧的分享，知识、能力与素养的共生。本课的成功实施，通过科学知识与工业生产和生活实例结合，培养了学生积极的化学观;通过温度、反应物浓度对反应速率影响的探究，培养了学生严谨的科学态度，学会了控制变量的思想以及研究的一般思路和方法;通过数字化实验呈现的图形和数据，培养了学生严谨推理和“证据推理”素养;通过压强对反应速率影响的探讨，培养了学生微观视角分析宏观现象的思维，发展宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。
参考文献：
张海亮.实验教学需“三思”而后行：有感于“化学反应的限度”教学[J].中学化学教学参考，2021（3）：22.
关键词：核心素养;化学反应速率;数字化实验
把知识转化为素养，需要高效课堂为桥梁。高效课堂需要教师对教材内容进行梳理再整理，通过恰当的教学设计让学生主动参与、乐于探究、勤于动手，在学生自主探究的过程中获取新知识，提升分析和解决问题的能力，实现学生学科素养的发展。然而，从教育的实践层面来看，目前教师“经验固封”“知识中心”的现象仍然十分普遍。
一、教材内容编排分析
在发展化学学科核心素养的课程目标的指引下，本节教材内容考虑学生已在初中学习过催化剂可以调控反应速率的知识，以新旧兼容、详略有别的方式编排，并结合学生学习过的知识，补充一些生活、生产中需要调控反应速率的实例，说明认识影响化学反应速率因素的重要性，并借此体现调控反应速率的意义和价值。通过“探究”重点引导学生探讨温度和反应物浓度对化学反应速率的影响，并结合浓度影响因素，针对气体反应说明压强的影响。利用“思考与讨论”引导学生探讨影响化学反应速率的其他一些因素。以生产生活实例凸显“科学态度与社会责任”，以压强对气体反应速率影响展现“宏观辨识与微观探析”，以温度和浓度对反应速率影响的探究彰显“科学探究与创新意识”“证据推理与模型认知”，以合成氨条件的选择突出“变化观念与平衡思想”等5个化学学科核心素养的培养。
二、教学目标与重难点
1.教学目标
（1）通过“影响化学反应速率的因素”的学习，学会“变量控制”的科学方法，增强证据推理的意识。
（2）能从微观角度理解浓度和压强对速率的影响，发展宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。
2.重难点
重点：化学反应速率的影响因素。
难点：验证影响化学反应速率因素的实验设计。
三、课程实录与设计意图
【情境导入】科学史话：工业合成氨
生：仔细聆听，感受科学知识的力量。
【设计意图】引导学生感受化学反应速率快慢在实际生产生活中的应用，体会化学与生产生活中的紧密联系。
【板书】影响化学反应速率的因素
【问题1】改变哪些因素可以使5%H2O2分解速率加快？
生1：使用催化剂。
生2：升高温度。
师：化学是一门以实验为基础的自然学科，猜想需要实验验证什么可以催化H2O2分解？
生：MnO2
师：H2O2分解催化剂除了MnO2外，还有其他物质，如氯化铁。请同学们仔细观察实现操作并及时记录实验现象。
【实验探究1】教师演示实验——大象牙膏
操作：向锥形瓶中加入适量FeCl3溶液并滴加一滴洗手液，将H2O2与洗手液的混合液注入到氯化铁溶液中。
现象：剧烈反应，产生大量泡沫。
生：仔细观看实验，完成导学案实验现象和结论。催化剂可以加快化学反应速度。
【板书】其他条件不变时：1.催化剂可以增大化学反应速率。
【设计意图】通过实验验证学生猜想，剧烈的反应现象激发学生兴趣。落实预测到实验探究再到得出结论的科学探究过程。
【问题2】在设计温度对H2O2分解速率影响的实验方案时应该注意什么问题？
师：请同学们认真阅读教材第45页方法导引——变量控制。
生：认真阅读。回答问题2——控制变量。
师：请同学们阅读第44页温度对反应速率影响的实验方案设计。找出方案中的变量和控制不变的量，并思考反应快慢的判断依据是什么。
生：分析实验方案，填写导学案。
变量： 温度
控制不变的量：H2O2浓度及体积、FeCl3浓度及滴数
反应快慢的判断依据：产生气泡的速度
【实验探究2】学生小组实验——反应温度的影响
现象：冷水中缓慢产生气泡，热水中快速产生大量气泡。
【板书】2.升高温度可以增大化学反应速率。
【设计意图】将教材中介绍变量控制的“方法导引”栏目与温度的影响“探究栏目结合起来，先使学生了解什么叫控制变量，为什么要控制变量;接着在科学方法的指导下进行实验，在实验过程中学会“如何控制变量”。这样既知其然又知其所以然，可以使学生有目的、有计划、有步骤、有方法地进行实验，有利于内化影响化学反应速率的外界条件，让学生学会科学探究的方法，增强学生证据推理意识。
【问题3】除了催化剂、反应温度外，还有哪些反应条件会影响化学反应的速率？
生：浓度。
师：请同学们小组合作，参照温度对化学反应速率影响的实验方案和提供的试剂设计出“浓度对化学反应速率影响”的实验方案。
试剂：大理石碎块、0.8mol/L盐酸、1.0mol/L盐酸
生：小组合作，在导学案上完成方案设计，完成变量、控制不变的量以及反应快慢判断依据的填空。
师：评价学生实验方案，优化实验方案。
实验方案：在两支试管中加入等量且形状大小相同的大理石碎块，向两支试管中同时滴加2ml 0.8mol/L盐酸、2ml 1.0mol/L盐酸。观察现象并进行对比。 变量： 盐酸浓度
控制不变的量：盐酸体积、大理石碎块（无法精准控制）
反应快慢的判断依据：产生气泡的速度
【实验探究3】学生小组实验——反应物浓度的影响
现象：1.0mol/L盐酸中快速产生大量气泡，0.8mol/L盐酸快速产生大量气泡。
【问题4】1.0mol/L盐酸、0. 8mol/L盐酸与大理石碎块反应均快速产生气泡，无法直观比较出反应速率的快慢，应如何解决问题？
【探讨】学生小组深入探讨，提出解决方案。
生1：扩大盐酸浓度差（扩大现象差异）
生2：改用金属铁代替大理石碎块（便于控制接触面积）
生3：改用碳酸钙粉末代替大理石碎块（便于控制接触面积）
生4：延长反应时间，测量碳酸钙剩余的质量（积累反应现象）
生5：测量一段时间内生成CO2的体积（积累反应现象）
师：充分肯定，积极评价。引入数字化实验——CO2传感器
【实验探究4】教师演示实验
两双颈瓶中均加入0.1g碳酸钙粉末，两恒压滴液漏斗中分别加入5ml 0.8mol/L盐酸、5ml 1.0mol/L盐酸。用二氧化碳传感器实时检测两反应体系内CO2浓度。
现象：见图1
图1 A曲线为1.0mol/L盐酸体系中CO2浓度变化曲线;C曲线为0.8mol/L盐酸体系中CO2浓度变化曲线
生：分析曲线坐标图，得出1.0mol/L鹽酸体系中CO2生成速率更快。
【板书】3.增大反应物浓度，增大化学反应速率
【设计意图】学以致用，深化控制变量思想。提升学生理解能力、语言表达能力、证据推理能力，培养小组合作意识与能力。通过实验现象与认知冲突，再到解决问题的方案讨论，培养学生严谨的科学探究态度，提升学生的思维能力。最终运用传感器检测二氧化碳浓度变化，体现科技手段在教学中的重要作用。
【回归生产】工业合成氨的条件分析。
N2（g） 3H2（g）2NH3（g）
生：高温催化剂是为了增大工业合成氨的反应速率。
【问题5】为什么高压可以加快工业合成氨的化学反应速率？
生：增大压强通过减小容器体积，使气体分子间间隙减小，相当于增大反应物浓度，化学反应速率加快。
师：如果压缩固体或者液体呢？
生：体积改变不明显。
【板书】对于有气体参加的反应，增大压强可以增大化学反应速率。
【设计意图】呼应开头，分析工业合成氨背后的科学知识，树立学生积极的化学科学观，促使学生从微观角度理解浓度和压强对速率的影响，发展宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。为化学反应条件的控制学习做铺垫。
【思考与讨论】教材第45页
生：探讨回答。
【设计意图】通过探讨交流回答，让学生思维充分外显。在交流探讨过程中，生活问题转化为化学问题，生活经验升华成科学理论，让学生认识到反应的快慢与我们的生活、学习、科研、环境等息息相关。
四、教学成效与策略总结
化学学科价值的实现是化学教育者执行化学教学的基本要求，教师以知识内容为载体，引发学生思维的碰撞，智慧的分享，知识、能力与素养的共生。本课的成功实施，通过科学知识与工业生产和生活实例结合，培养了学生积极的化学观;通过温度、反应物浓度对反应速率影响的探究，培养了学生严谨的科学态度，学会了控制变量的思想以及研究的一般思路和方法;通过数字化实验呈现的图形和数据，培养了学生严谨推理和“证据推理”素养;通过压强对反应速率影响的探讨，培养了学生微观视角分析宏观现象的思维，发展宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。
参考文献：
张海亮.实验教学需“三思”而后行：有感于“化学反应的限度”教学[J].中学化学教学参考，2021（3）：22.