促进高阶思维发展的深度学习课堂教学.pdfVIP

促进高阶思维发展的深度学习课堂教学

摘要：化学反应是存在历程的，催化剂调控反应速率也是通过改变了反应历程实现的。选用过

氧化氢催化分解反应为例，以深度学习的方式探究均相和非均相两类催化剂的催化过程。通过实验与

文献分析，结合宏观现象和微观分析，将催化剂参与反应历程这一事实可视化呈现，帮助学生理解这

一抽象过程。同时通过模型构建和知识迁移，促进学生的学科认知和高阶思维的层层进阶。

深度学习指的是在原有知识基础上，学习者能批判地接受新知识，并将前后进行有效整合，构建

新的知识体系。并在知识迁移中不断完善模型结构和内化认知思维［1］。将深度学习的思想渗透到

课堂教学的过程有助于提高学生独立思考、动手探究、问题解决的能力，促进他们的认知方式从浅层

记忆转向概念核心本质的高阶发展。

1主题分析

1.1教学内容分析

催化剂是影响反应速率的重要因素之一，也是高中化学反应原理模块中的重要内容。《普通高中

化学课程标准（2017年版）》中对化学反应速率和化学反应的调控“”的要求为：知道化学反应是有历

程的，认识基元反应活化能对反应速率的影响。知道催化剂可以改变反应历程，对调控反应速率具有

重要的意义［2］。这也是新课标中首次将化学反应历程“”“基元反应”等概念納入到高中化学教学中。

高中教材上介绍催化剂改变反应速率是通过参与反应历程，降低了反应的活化能，使得反应过程变得

更加容易。然而在化学动力学的教学中，依旧更倾向于强调反应速率，而忽视了反应历程的重要性。

1.2教学背景分析

反应历程属于微观和抽象概念，如果没有具体的反应例子，学生很难理解化学反应并不都是直接

一步转化为产物，而是通过一定的路径分多步进行。更不要说催化剂能够改变反应历程。因此该例子

还需要具备简单直观等特征。笔者查阅人教版、苏教版、鲁科版三本教材在该章节都选用了过氧化氢

催化分解实验，但目的皆为探究催化剂对反应速率的影响。通过文献调研发现，该反应在教学中的功

能并不仅局限于验证催化剂对反应速率的影响。

不少研究者发现该实验中微小的异常现象。向明礼等［3，4］发现并探究碘化钾催化过氧化氢

分解中的异常副反应，从侧面证明了催化剂参与反应历程。朱伟长［5］通过氨基羧酸铁（Ⅲ）配合

物催化分解过氧化氢实验中溶液由紫红色变为黄色的过程，说明催化剂参与反应并提出可能的机理。

夏添［6］发现重铬酸钾催化过氧化氢过程中，溶液先变成棕褐色，随着反应进行颜色逐渐变浅最终

回到重铬酸钾的黄色。

本文通过学生实验探究、文献研究等手段让学生学习、理解、分析、评价过氧化氢均相催化和非

均相催化两个过程，从宏观现象和微观过程两个角度帮助学生理解催化剂参与反应历程这一事实。

1.3学情分析

该课程授课学段为浙江省高二年级，学生在此之前已经掌握了外因对反应速率的影响规律，也知

道催化剂参与反应是通过降低反应活化能这一结论。同时通过高一必修阶段的学习，学生也具备了一

定的实验操作和实验探究能力。在认识化学反应上，一方面能够通过宏观和微观两个视角来分析物质

变化和转化；另一方面也能从反应历程、反应速率视角分析反应原理。然而学生的学习仅仅只停留在

浅层学习，缺乏对所学知识的深度理解，对开放性问题缺乏合理的思路和方法，无法将所学的知识迁

移应用到新的情境中，难以构建完整的学科体系和学科思维。因此以高阶思维为主导的深度学习显得

特别重要且更有意义。

2教学目标确定

（1）了解催化剂影响反应速率是通过改变反应历程，并调节反应的活化能。同时从定量的角

度深度学习催化剂增大过氧化氢分解速率的程度。

（2）通过了解过氧化氢被催化分解的均相催化和非均相催化过程，建立新旧知识的关联，为

深度学习、深度探究、深度思考的思维建立生长点。

（3）通过实验与文献研究分析，对均相催化和非均相催化过程中的宏观现象和微观反应历程

进行探析，深入认识化学反应的本质，培养分析问题、解决问题的能力。

（4）通过总结归纳，建立认识催化剂参与反应历程的认知模型，实现知识迁移。

3深度学习教学任务及流程

基于教学主题分析，本文确定了以探究过氧化氢均相/非均相催化分解过程为情境的深度学习课

堂教学，并设计了四个层层递进的深度学习任务。通过教师创设情境，提供实验现象、实验数据、实

验文献资料，引导学生从定性、定量、宏观、微观、建模等角度进行一系列深度学习的活动探究。学

生通过合作