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我们知道，催化剂是化学反应速率的重要影响因素，是现代化工生产中加快反应速率的重要、有效的手段。本课题取材于新教材高中《化学》必修2（人教版）第二章第3节“化学反应的速率和限度”。但教材通篇只提供了一个实验，且不足以支持教材上本身的结论。如何解决这种矛盾？执教者最后确定为：充分挖掘教材的价值，围绕变量控制，设计补充大量实验。既从逻辑上完善教材，又遵循学生的认知规律，完美发挥实验在设问、探究、取证、追问方面的功能，让问题成为学生探究的催化剂。
【片段一】在实验情境中生成问题
师（课件上展示3张照片）：同学们，你们知道他们吗？
生 1：知道，上星期公布的化学诺贝尔奖获得者。
生 2：是研究催化剂的。
师：那我们也来研究催化剂，好不好？
生：好！
师：老师下面做一个实验，你们仔细观察一下，描述实验现象。
（教师演示课本上实验 2-6：将FeCl3溶液2滴滴入15 ml 5%H2O2溶液中，并投影于白板上）
生3：有气泡生成。
生 4：应该说“立即有大量气泡生成”。
师：像科学家一样，你试一试，看看能得出什么结论？
生5：FeCl3加快该化学反应速率；FeCl3起了催化作用。
生 6：不对。FeCl3是一般的反应物，与5%H2O2发生了化学反应。
【赏析】教师先介绍热点话题，引起同学们的兴趣。然后，开发实验的教学功能——展示一个实验情境，让学生依据实验现象作出判断。这样就自然生成了问题：“FeCl3起了催化作用”抑或“FeCl3是一般的反应物”？让学生与实验进行了直接的“对话”，提出了一个使全班学生一下进入本节课的中心问题。所以说，实验不只是释疑，也可以设疑。
【片段二】在设计实验中探求问题
师：FeCl3是一般的反应物还是催化剂呢？要得到这个结论，需要我们寻找新的证据。
师：请观察上述反应后溶液中的颜色，并“晒出”你的观点。
生1：溶液是红色的，应该含有Fe3+。
生2：如果是Fe3+，那么FeCl3就是催化剂。
生3：不对，Cl-也可以做催化剂。
生4：应该检验这些离子是否存在，才好判断。
师：那如果FeCl3不是催化剂，而是一般反应物呢？
生：那会生成其他物质，所以还是要检验Fe3+和Cl-。
师：同学们的分析非常精彩！那怎样设计实验检验Fe3+呢？
生1：用硫氰化钾检验铁离子。
生2：如果加入硫氰化钾溶液，有红色，则为铁离子，反之，没有。
师：你的答案非常严密完整！那又怎样设计实验检验Cl-呢？
生：滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，有白色沉淀，则有Cl-，反之则没有。
师：不一样的方案，同一样的精彩！请同学们做分组实验，并得出结论。
（学生实验，2分钟后各组同学纷纷举手，得出了相同的答案）
师：FeCl3在溶液中易电离出Fe3+和Cl-，那究竟是Fe3+做催化剂还是Cl-做催化剂呢？我们怎样设计实验证明呢？
生1：如果是Fe3+做催化剂，那么硫酸铁、硝酸铁也可以加快双氧水分解。
生2：如果是Cl-做催化剂，那么氯化钠、氯化钾也可以加快双氧水分解。
师：对。请同学们分组实验，并记录现象得出结论。
（学生实验，2分钟后各组纷纷举手，结论是铁离子作催化剂）
【赏析】实验设计是落实本节课教学目的的关键，也是探究学习的“创造性”环节。第一个问题是引导学生设计“FeCl3是催化剂还是一般反应物”的实验方案，同学们大胆猜想，引出了精彩的师生对话和生生对话，然后分组实验小心求证，得出答案。接下来，教师进行了如下追问：“究竟是Fe3+做催化剂还是Cl-做催化剂呢？我们怎样设计实验证明呢？”在教学中，教师往往缺乏这种用实验去追问本质的科学探索精神，更难落实于学生分组实验之中。分组实验时要求记录、分析并得出结论，这对于培养学生实验的严谨性是非常重要的。执教者两次设计活动、4组实验活动把教学推向第一次高潮。
【片段三】在控制实验中正确理解问题
师：FeCl3可加快该反应，我们所熟悉的还有哪些催化剂可加快该反应呢？
生：MnO2。
师：那同学们根据桌上的药品设计实验看看哪种催化剂更“温和”，哪个更“暴躁”？
（学生分组讨论、设计方案，并用纸展示于投影台上）
师：同学们对比各组投影出的方案，进一步思索，哪些是有效实验方案？为什么？
生：用“浓度为30%溶液加两种催化剂、浓度为10%溶液加两种催化剂、浓度为5%溶液加两种催化剂”这3种是有效实验方案。
师：很好！现在叫你选择上述3种方案的一种，你选择哪一种？
生：我选择第一种。
师：你的理由呢？
生：浓度大，效果好。
师：其他同学还会有其他选择吗？
生：我选择第三种，浓度小，低碳环保。
师：很好的理由，很好的环保理念。大家给点掌声！
（同学们点头，鼓掌）
师：还有其他选择吗？
生：我选择中间一种，理由是：实验以现象清楚为宜，浓度过大过小都可能不明显。
师：好，想法独特！
（学生分组实验，完成实验报告：记录、对比、结论）
师：通过刚才的实验对比，你观察到什么现象？
生：都有气泡，但加入二氧化锰的气泡更快更多。
师：你能得到什么结论？
生：MnO2催化能力更好。
师：其实过氧化氢分解还有一种生物催化剂，存在于动物的肝脏，叫过氧化氢酶。生物学家研究表明，它的催化能力是化学催化剂的107至1 012倍，如果用它催化，其情形会怎样呢？
生1：很剧烈。是现在反应速率的107至1 012倍。
生2：会爆炸。
师：还是让我们用实验做一个对比验证吧。
（教师用猪肝和二氧化锰做对比催化剂实验）
【赏析】这是本节课第三次实验设计——“那同学们根据桌上的药品设计实验看看哪种催化剂更‘温和’，哪个更‘暴躁’？”但这次与前两次不同：教师带领学生经历了“设计、评价”的过程。在实验评价中，渗透了变量控制和环保理念，评价过程中，没有回避不同答案：对3种选择都给予了肯定。教师补充的“猪肝实验”，一下扩大了学生的学科视野。这两个实验有惊奇、有波折、有期待、有反思、有体验。整个教学过程一波三折，充满了戏剧性。
【片段四】在实验拓展中挑战问题
师：我们在第一个实验中就提出了挑战。同学们有没有勇气对同一个课本实验进行第二次挑战？
生：有勇气。
师：那我们看看[实验2-6]：一个是固体二氧化锰，一个2 mol/ LFeCl3溶液，能不能比较催化能力强弱？
生：不能。
师：为什么？
生：教材用了两个变量——催化剂的种类和浓度，所以也不具备可比性。
师：非常棒！我们如何设计实验使其具有可比性呢？
生1：比较催化剂的强弱只能控制一种变量，即催化剂的种类。要不都用同浓度的液体，要不都用固体。
生2：氧化铁粉末与二氧化锰粉末比较，保持5%过氧化氢不变。
生3：两个相同浓度的盐溶液，比如氯化铁、四氯化锰，也保持5%过氧化氢不变。
生4：四氯化锰不稳定，会分解，生成氯气、二氯化锰。
生5：那只有选择氧化铁与二氧化锰固体。
师：请实验验证。
(学生分组实验，得出结论：二氧化锰催化能力强)
……
【赏析】这个教学片段安排“对同一个课本实验进行第二次挑战”，继续应用变量设计实验，控制浓度为5%，氧化铁与二氧化锰都是固体，增加了证据的说服力。有教师听完课深有感触地说：“我做了二十多年的实验，也用了好多次的二氧化锰做催化剂，从来都没有发现这种情况。太精彩了！”用实验突破知识难点、用实验超越书本、用实验引导思维，这一切充分展示了“化学的魅力、实验的魅力和探究教学的魅力”。（作者单位：江西省南昌外国语学校）
□责任编辑 周瑜芽
E-mail:jxjyjxsxl@126.com
【片段一】在实验情境中生成问题
师（课件上展示3张照片）：同学们，你们知道他们吗？
生 1：知道，上星期公布的化学诺贝尔奖获得者。
生 2：是研究催化剂的。
师：那我们也来研究催化剂，好不好？
生：好！
师：老师下面做一个实验，你们仔细观察一下，描述实验现象。
（教师演示课本上实验 2-6：将FeCl3溶液2滴滴入15 ml 5%H2O2溶液中，并投影于白板上）
生3：有气泡生成。
生 4：应该说“立即有大量气泡生成”。
师：像科学家一样，你试一试，看看能得出什么结论？
生5：FeCl3加快该化学反应速率；FeCl3起了催化作用。
生 6：不对。FeCl3是一般的反应物，与5%H2O2发生了化学反应。
【赏析】教师先介绍热点话题，引起同学们的兴趣。然后，开发实验的教学功能——展示一个实验情境，让学生依据实验现象作出判断。这样就自然生成了问题：“FeCl3起了催化作用”抑或“FeCl3是一般的反应物”？让学生与实验进行了直接的“对话”，提出了一个使全班学生一下进入本节课的中心问题。所以说，实验不只是释疑，也可以设疑。
【片段二】在设计实验中探求问题
师：FeCl3是一般的反应物还是催化剂呢？要得到这个结论，需要我们寻找新的证据。
师：请观察上述反应后溶液中的颜色，并“晒出”你的观点。
生1：溶液是红色的，应该含有Fe3+。
生2：如果是Fe3+，那么FeCl3就是催化剂。
生3：不对，Cl-也可以做催化剂。
生4：应该检验这些离子是否存在，才好判断。
师：那如果FeCl3不是催化剂，而是一般反应物呢？
生：那会生成其他物质，所以还是要检验Fe3+和Cl-。
师：同学们的分析非常精彩！那怎样设计实验检验Fe3+呢？
生1：用硫氰化钾检验铁离子。
生2：如果加入硫氰化钾溶液，有红色，则为铁离子，反之，没有。
师：你的答案非常严密完整！那又怎样设计实验检验Cl-呢？
生：滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，有白色沉淀，则有Cl-，反之则没有。
师：不一样的方案，同一样的精彩！请同学们做分组实验，并得出结论。
（学生实验，2分钟后各组同学纷纷举手，得出了相同的答案）
师：FeCl3在溶液中易电离出Fe3+和Cl-，那究竟是Fe3+做催化剂还是Cl-做催化剂呢？我们怎样设计实验证明呢？
生1：如果是Fe3+做催化剂，那么硫酸铁、硝酸铁也可以加快双氧水分解。
生2：如果是Cl-做催化剂，那么氯化钠、氯化钾也可以加快双氧水分解。
师：对。请同学们分组实验，并记录现象得出结论。
（学生实验，2分钟后各组纷纷举手，结论是铁离子作催化剂）
【赏析】实验设计是落实本节课教学目的的关键，也是探究学习的“创造性”环节。第一个问题是引导学生设计“FeCl3是催化剂还是一般反应物”的实验方案，同学们大胆猜想，引出了精彩的师生对话和生生对话，然后分组实验小心求证，得出答案。接下来，教师进行了如下追问：“究竟是Fe3+做催化剂还是Cl-做催化剂呢？我们怎样设计实验证明呢？”在教学中，教师往往缺乏这种用实验去追问本质的科学探索精神，更难落实于学生分组实验之中。分组实验时要求记录、分析并得出结论，这对于培养学生实验的严谨性是非常重要的。执教者两次设计活动、4组实验活动把教学推向第一次高潮。
【片段三】在控制实验中正确理解问题
师：FeCl3可加快该反应，我们所熟悉的还有哪些催化剂可加快该反应呢？
生：MnO2。
师：那同学们根据桌上的药品设计实验看看哪种催化剂更“温和”，哪个更“暴躁”？
（学生分组讨论、设计方案，并用纸展示于投影台上）
师：同学们对比各组投影出的方案，进一步思索，哪些是有效实验方案？为什么？
生：用“浓度为30%溶液加两种催化剂、浓度为10%溶液加两种催化剂、浓度为5%溶液加两种催化剂”这3种是有效实验方案。
师：很好！现在叫你选择上述3种方案的一种，你选择哪一种？
生：我选择第一种。
师：你的理由呢？
生：浓度大，效果好。
师：其他同学还会有其他选择吗？
生：我选择第三种，浓度小，低碳环保。
师：很好的理由，很好的环保理念。大家给点掌声！
（同学们点头，鼓掌）
师：还有其他选择吗？
生：我选择中间一种，理由是：实验以现象清楚为宜，浓度过大过小都可能不明显。
师：好，想法独特！
（学生分组实验，完成实验报告：记录、对比、结论）
师：通过刚才的实验对比，你观察到什么现象？
生：都有气泡，但加入二氧化锰的气泡更快更多。
师：你能得到什么结论？
生：MnO2催化能力更好。
师：其实过氧化氢分解还有一种生物催化剂，存在于动物的肝脏，叫过氧化氢酶。生物学家研究表明，它的催化能力是化学催化剂的107至1 012倍，如果用它催化，其情形会怎样呢？
生1：很剧烈。是现在反应速率的107至1 012倍。
生2：会爆炸。
师：还是让我们用实验做一个对比验证吧。
（教师用猪肝和二氧化锰做对比催化剂实验）
【赏析】这是本节课第三次实验设计——“那同学们根据桌上的药品设计实验看看哪种催化剂更‘温和’，哪个更‘暴躁’？”但这次与前两次不同：教师带领学生经历了“设计、评价”的过程。在实验评价中，渗透了变量控制和环保理念，评价过程中，没有回避不同答案：对3种选择都给予了肯定。教师补充的“猪肝实验”，一下扩大了学生的学科视野。这两个实验有惊奇、有波折、有期待、有反思、有体验。整个教学过程一波三折，充满了戏剧性。
【片段四】在实验拓展中挑战问题
师：我们在第一个实验中就提出了挑战。同学们有没有勇气对同一个课本实验进行第二次挑战？
生：有勇气。
师：那我们看看[实验2-6]：一个是固体二氧化锰，一个2 mol/ LFeCl3溶液，能不能比较催化能力强弱？
生：不能。
师：为什么？
生：教材用了两个变量——催化剂的种类和浓度，所以也不具备可比性。
师：非常棒！我们如何设计实验使其具有可比性呢？
生1：比较催化剂的强弱只能控制一种变量，即催化剂的种类。要不都用同浓度的液体，要不都用固体。
生2：氧化铁粉末与二氧化锰粉末比较，保持5%过氧化氢不变。
生3：两个相同浓度的盐溶液，比如氯化铁、四氯化锰，也保持5%过氧化氢不变。
生4：四氯化锰不稳定，会分解，生成氯气、二氯化锰。
生5：那只有选择氧化铁与二氧化锰固体。
师：请实验验证。
(学生分组实验，得出结论：二氧化锰催化能力强)
……
【赏析】这个教学片段安排“对同一个课本实验进行第二次挑战”，继续应用变量设计实验，控制浓度为5%，氧化铁与二氧化锰都是固体，增加了证据的说服力。有教师听完课深有感触地说：“我做了二十多年的实验，也用了好多次的二氧化锰做催化剂，从来都没有发现这种情况。太精彩了！”用实验突破知识难点、用实验超越书本、用实验引导思维，这一切充分展示了“化学的魅力、实验的魅力和探究教学的魅力”。（作者单位：江西省南昌外国语学校）
□责任编辑 周瑜芽
E-mail:jxjyjxsxl@126.com