建构化学反应的认识模型

高中化学必修1《氧化还原反应》教学设计

高中化学必修1《氧化还原反应》教学设计

作为一无名无私奉献的教育工作者，往往需要进行教学设计编写工作，教学设计以计划和布局安排的形式，对怎样才能达到教学目标进行创造性的决策，以解决怎样教的问题。那么你有了解过教学设计吗？以下是小编精心整理的教学设计，欢迎阅读与收藏。

高中化学必修1《氧化还原反应》教学设计1

一、教材分析

“氧化还原反应”是人教版化学必修1第一章《化学物质及其变化》第三节内容，是高中化学课程中重要的核心概念，是学生认识物质性质、实现物质转化的理论基础，对学生学习元素化合物、电化学等知识具有指导作用。本部分内容在《普通高中化学课程标准（20xx年版）》中属于主题2：常见的无机化合物及其应用这一部分，内容要求“认识元素在物质中可以具有不同的价态，可通过反应实现含有不同价态同种元素的物质的相互转化；认识有化合价变化的反应是氧化还原反应，了解氧化还原反应的本质是电子的转移，知道常见的氧化剂和还原剂”。从教材安排来看，这部分内容安排在“物质的分类及转化”及“离子反应”之后，元素化合物内容之前，这既能发展夯实之前对物质及反应的微观认识，从不同角度建构出新的化学学习思维，又能帮助学生从元素化合价的角度预测物质性质，完善新课标中提出的价类（物质类别-化合价）二维分析思路，为后续元素化合物性质的学习建立理论基础。

二、学情分析

通过初中阶段的学习，学生已经掌握常见元素化合价、常见原子的结构示意图、四种基本反应类型等基础知识。而本章第一节“物质的分类及转化”的学习让学生明确分类思想在化学物质及反应研究中的重要价值，初步形成分类观；而第二节“离子反应”让学生更加深入地将宏观与微观结合起来，从微观角度认识物质，认识反应，初步形成了微粒观；并且宏微结合的思想使学生逐渐意识到，认识物质及反应的维度越丰富，越能接近其本质。而本节内容则将突破学生在初中对氧化还原反应的认识，建立一个新的维度，即从化合价（电子转移）的角度认识反应，在概念建构的过程中继续深化学生的变化观，同时为后续元素化合物性质的学习打下基础。

建构物质认知模型 深化元素化合物学习

——以《氮气及其氧化物》为例

【摘要】元素化合物的学习既重要，又繁琐，同时也是化学基本概念、基本理论学习的载体。对高中化学学习有非常重要作用。形成物质认知模型，能够深化元素化合物的的学习。本文通过《氮及其氧化物》教学设计，说明如何在教学过程中，基于真实问题情境建构物质认知模型，并在建构认知模型过程中渗透基本概念、基本理论的学习。

【关键词 】元素化合物 物质认知模型 情境 基本概念 基本理论

元素化合物知识是中学化学重要的组成部分，是认识物质世界，解决化学问题的重要学科基础。整个中学阶段涉及的元素化合物种类繁多，性质琐碎、反应规律复杂，往往使学生易学难记。因此，学生在学习元素化合物的时候很容易产生畏难情绪。而化学核心素养的落实，很大一部分是在元素化合物学习中进行。这部分的学习对于高中阶段的化学学习非常重要。怎么能让学生轻松学好元素化合物知识，同时更好培养学生化学核心素养？

建构物质认知模型，能够深化元素化合物的学习。认知模型是模型的一种类型。物质认知模型，就是认识具体物质的过程模型。形成了物质认知模型，学生就可以结合物质性质，就可以把化学知识高度浓缩，将次要的非本质的信息滤去，使重要的本质性知识形成清晰的知识框架，更好纳入已有的知识体系中。而物质认知模型不是一朝一夕之间可以形成的，需要教师在上课过程中，采用模型教学，引导学生建构模型，使用模型。

1.

物质认知模型在元素化合物教学中的指导作用

《普通高中化学课程标准（2017年版）》，标准中指出，新化学课程改革以发展化学学科核心素养为主旨，培养学生具备五大化学核心素养。其中“证据推理与模型认知”是从逻辑思维层面提出的素养，是学科核心素养的思维核心[1]。并在课程目标中提出，要求学生能运用多种认知模型来描述和解释物质的结构、性质和变化，预测物质及其变化的可能结果[1]。课程标准中所说的认知模型，可以理解为学生根据化学家们研究化学现象的一般思路和方法，所建构的对化学研究对象的认知模型。因此，我们教师在元素化合物教学过程中，不仅要教授具体物质性质知识，还要引导学生建构物质认知模型，形成研究物质的一般思路和方法。授人予鱼，更要授人予渔。

“情境解构，模型建构”促进催化剂反应历程有效复习

作者：江合佩 刘炯明 郑玉海

来源：《化学教学》2020年第11期

摘要： 提出“情境解構，模型建构”复习模型的内涵、操作程序，并以“合成氨的意义与价值→均相催化→非均相解离吸附→缔合吸附→合成氨未来展望”为主线，设计“合成氨的反应历程分析”一课，为动力学催化剂反应机理专题复习提供可借鉴的操作模式和教学案例。

关键词： 情境解构; 模型建构; 催化剂; 反应历程

文章编号： 1005-6629（2020）11-0057-08

中图分类号： G633.8

文献标识码： B

当前，无论是国家的顶层设计还是学科的具体落实，都特别强调教学要融入真实情境，利用思维建模使得知识具有可迁移性。“催化剂与活化能”情境素材多来源于前沿学术期刊，陌生度大、信息量广，如何将真实情境与思维建模有效链接起来，正是本文探索的核心问题。

1 催化剂与活化能命题规律

2017年修订的《考试大纲》增加了“了解反应活化能的概念，了解催化剂的重要作用”，2017年版课程标准也增加了“知道化学反应是有历程的，认识基元反应活化能对化学反应速率的影响”等要求[1]。高考命题根据考纲及课标的变化，适时进行了调整，单旭峰[2]在谈到新型催化技术时指出“对于某些已经工业化的化学反应，采用新型的催化技术可提高转化效率、降低生产成本，该类情境主要考查推理反应过程的能量变化、判断反应历程和机理以及反应的转化率等”。梳理2018～2019年全国卷化学反应原理题不难看出，动力学不再仅仅局限于化学反应速率，越来越聚焦于化学反应历程，考查催化剂与反应历程的关系、催化剂与活化能的关系、中间产物判断和反应选择性等。 2 “情境解构，模型建构”复习模式内涵

“情境解构，模型建构”复习模式操作流程如图1

化学反应中的反应动力学模型

在化学反应的研究中，反应动力学是一个重要的概念。反应动力学模型被用来描述和预测化学反应中物质的浓度、反应速率以及反应机制等方面的变化。本文将介绍几种常见的反应动力学模型，并深入探讨它们在不同化学反应中的应用。

一、零级反应动力学模型

零级反应动力学模型是指反应速率与反应物的浓度无关的动力学模型。在这种反应动力学模型中，反应速率恒定，并且与反应物的浓度没有关系。数学上，零级反应动力学模型可以表示为：r = k，其中r为反应速率，k为反应速率常数。这种模型常见于放射性衰变、表面催化反应等。

二、一级反应动力学模型

一级反应动力学模型是指反应速率与反应物浓度成正比的动力学模型。一级反应的速率决定步骤只有一个，反应速率与反应物浓度的一次方成正比。数学上，一级反应动力学模型可以表示为：r = k[A]，其中r为反应速率，k为反应速率常数，[A]为反应物A的浓度。一级反应常见于放射性衰变、某些生化反应以及一些分解和合成反应等。

三、二级反应动力学模型

二级反应动力学模型是指反应速率与反应物浓度的平方成正比的动力学模型。二级反应的速率决定步骤可以有一个或多个，反应速率与反应物浓度的平方成正比。数学上，二级反应动力学模型可以表示为：r = k[A]²，其中r为反应速率，k为反应速率常数，[A]为反应物A的浓度。二级反应常见于某些元素间的反应、化学动力学实验以及某些有机反应等。

总结：虽然零级、一级和二级反应动力学模型是最常见的，但在实际化学反应过程中，还存在着其他复杂的反应动力学模型，如非连续反应、竞争反应等。通过研究反应动力学模型，我们可以更好地理解化学反应的机理，从而优化反应条件，提高反应效率。

结论：反应动力学模型是化学反应研究中不可或缺的工具。不同的化学反应往往涉及不同的反应动力学模型，我们可以通过实验和理论模拟来确定适用的反应动力学模型。反应动力学模型的研究有助于我们深入了解反应机制、预测反应速率以及优化反应条件，对于化学工业的发展和环境保护都具有重要意义。