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2.教學的要求程度不一樣。老版教材要求學生知道在化學反應中還存在能量變化，而且通過實驗探究了解吸熱反應、放熱反應，很清楚地知道能量變化是由于各種物質所具有的能量而引起的，了解燃料充分燃燒的原因以及提高燃料燃燒效率和減少污染的必要性。對于理科學生來說，是提出了更高要求，不僅要知道反應中的能量變化是由物質鍵能引起，還要能夠正確書寫熱化學方程式，能夠進行簡單的H計算，能夠計算燃燒熱。

新版教材明確提高了課堂中的教學要求。在必修的化學專題“化學反應與能量變化”中，安排了“化學反應中的能量”這個單元，深刻理解化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因，同時通過自身生活中的事例，了解化學能與熱能是可以相互轉化的。此外，讓學生充分認識到提高燃料的燃燒效率、開發清潔燃料和研制新型電池的重要性。然而針對理科的學生，在選修模塊《化學反應原理》中，安排了“化學反應與能量變化”專題，讓學生充分了解化學反應中能量轉化的原因，而且能夠很快說出常見的能量轉化形式，了解化學在解決能源危機中的重要作用；同時讓學生也能夠用事例來闡述化學能與熱能的相互轉化，了解反應熱和焓變的含義，準確地用蓋斯定律進行有關反應熱的簡單計算。

3.教材的內容描述不一樣。與老版教材相比，新版教材在高中化學教學中的必修部分增加了熱化學方程式，增加了化學反應中能量變化的實質是化學鍵斷裂和形成時所吸收和釋放的化學能，不再使用±Q表示能量放出與吸收而是一步到位地使用H來定量表示，即部分老版教材選修部分內容變成了必修部分。在選修部分，增加了焓變、蓋斯定律，即老版教材中只提到H符號，不提概念，甚至把蓋斯定律僅作為閱讀材料，進一步明確成學習的內容，對燃燒熱并沒有說出具體的含義。新版教材在學生課后作業中的要求比老版教材更難，標題更新，更有實用性。

4.教學的側重策略不一樣。“化學反應中的能量變化”是化學在生活中的一個重要體現。要從學生已有的相關知識和生活經驗出發，積極引導學生自主學習和合作學習，從而順利地對新知識進行建構。

教師要引導學生從能量的角度認識化學現象，從能量角度考慮化學反應問題，使學生更全面地認識化學反應的本質，并幫助學生全面認識自然、環境、能源和社會的關系，讓學生了解能源問題與化學科學的密切關系，認識能源對社會發展的重要性。還要引導學生從能量守恒、能量的貯存和相互轉化的角度來認識化學反應中的能量變化，引導學生從化學鍵的斷裂和形成的微觀層面來認識反應中的能量變化的本質原因。

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一、 教學目標

1. 知識與技能：

使學生知道化學反應常常伴隨著能量變化，放熱反應和吸熱反應的概念，復習燃料的燃燒條件，了解燃料充分燃燒的條件，培養學生發散思維能力和自學能力，培養學生利用所學知識，分析，解答實際問題的能力。

2. 情感態度與價值觀：

對學生進行節約能源，保護環境的教育；通過化學實驗激發學生學習化學的

興趣和情感；通過設置研究性學習活動，對學生進行素質教育，培養學生的創新精神和實踐能力。

二、設計理念

1. 以學生為中心，以科學探索為主線，把新課程的基本理念和研究性教學的基本理論貫穿于教學實踐，促進學生科學素養，人文素養的和諧發展。

2. 注重知識的產生和發展過程，引導學生從身邊走進化學，從化學走向社會。

三、 教學過程

1. 情景導入：

師：人們都有這樣的經驗：把一個生雞蛋放在生石灰里，澆上適量的水，過一會兒，生雞蛋就煮熟了。

（喚起學生的學習，生活經驗，重視知識的產生過程）

為什么生石灰和水能把生雞蛋煮熟呢？實際上，生石灰遇到水會發生化學反應，在化學反應中，不僅有新物質生成，而且還伴隨著能量的變化。這些能量常常以熱量的形式表現出來。生石灰遇水放出大量的熱能，這些能量足以把生雞蛋煮熟。

教師利用多媒體展示各種圖片，如天然氣做飯，火箭的發射，核能的利用，原子彈的爆炸等，讓學生感受世界萬物的能量狀況。

為什么天然氣能夠將飯煮熟，為什么火箭能夠升空，核能可以用來發電？

（提出問題，從身邊走進化學）

學生圍繞問題議論，猜想，進入新課題的研究性學習。

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二、項目設計

本項目立足于能源的綜合利用，將高中化學必修2化學反應與能量的內容進行整合，設計了四個專題：“認識能源”“燃料篇”“電能篇”“化工原料篇”。首先讓學生對能源有一個整體的認識，然后在探索化石燃料作為生活中穩定能量來源原因的任務驅動下，先從宏觀角度認識化石燃料的燃燒性質，建立能量觀、發展變化觀，再深入微觀本質認識化學反應――燃燒反應提供能量的本質原因，最后定量認識燃料燃燒釋放能量的能力大小；之后分析火力發電的原理及弊端，通過探索氫氧燃料電池能否實現化學能與電能之間的直接轉化，建構原電池認識模型，從而發展學生的利用模型解決生活實際問題的能力，并培養學生變化守恒的科學素養；通過對化石燃料為原料直接或間接轉化成的基礎化工原料甲烷、乙烯、乙醇、乙酸及苯的組成、結構、性質及化工方面用途的探討，幫助學生理解綜合利用傳統能源的方法，形成對能源可持續發展的意識，培養學生綠色應用的科學素養；最后讓學生查閱資料了解新能源對解決能源問題及對能源發展的作用和價值，引導學生對能源有全面的認識和發展的眼光。

項目具體方案設計如圖1所示。

三、項目教學中的關鍵問題

1.項目教學內容分析時，要確認教學內容的基本觀念，建立項目中事實性問題、核心概念知識及核心觀念之間的聯系。

新課標對這兩部分內容的教學要求：（1）理解化學鍵的斷裂與形成是化學反應能量變化的主要原因，建立從微觀結構的變化看化學反應與能量觀。（2） 認識化學鍵的涵義，知道離子鍵和共價鍵的形成。

本專題以“研究化石能源作為燃料的本質原因”為中軸線，輻射到化學反應的本質的探討，為核心概念知識的落實提供了較為豐富的事實性問題。本專題根據解決實際問題時涉及的核心概念知識及這些概念對學生核心觀念的建構的作用來安排教學順序。其具體聯系可用圖2來表示。

2.以觀念為核心分析學生在主題知識內容與基本觀念方面的發展程度。

從學生學習的角度看，“放熱反應和吸熱反應”的教學價值主要體現在以下幾個方面：第一，認識化學反應的視角由關注物質變化轉向關注能量變化，拓展了學生認識化學反應的角度。第二，由學生已有的化學反應伴隨著能量變化的感性認識，去探索化學反應中能量變化的宏觀原因；認識化學反應中能量轉化的途徑和形式，如化學能與熱能的相互轉化。第三，通過實驗，定性地感受化學反應中能量的變化。

“化學鍵”的教學價值主要體現在以下幾個方面：第一，發展學生從物質結構角度認識分子再分、原子重新組合的原因。第二，由學生已有的化學反應伴隨著能量變化的定性認識，去探索化學反應中能量變化的微觀原因；認識化學反應中能量轉化的途徑和形式。第三，通過計算，定量地認識化學反應中能量的變化。

總之，從整個專題看，要求學生的認識方式從宏觀到微觀、從定性到定量，并且發展和完善學生的微粒觀、變化觀和能量觀。

3.教學中要想學生對相關教學內容有整體把握，必需理清事實、概念及觀念之間的關系，抓住關鍵性內容，教給學生有組織的知識體系，而不是將孤立零碎的、毫無聯系的知識教給學生。

化學反應過程中不僅有物質變化，而且伴隨著能量變化。從能量角度認識化學反應是高中化學教學的重要內容，也是學生“能量觀”“變化觀”建構的重要方面。

4.教學過程中，以核心概念為橋梁，發展和完善學生的核心觀念。

本專題以“化學鍵”為橋梁發展和完善學生的微粒觀、變化觀和能量觀。學生核心觀念的形成與發展是以相關具體概念性知識的學習為基礎的。本專題通過化學鍵概念的建立，幫助學生認識到微粒之間的相互作用，從結構的角度認識物質的組成，發展學生從原子、分子水平認識物質的構成和化學反應；同時，化學鍵的概念幫助學生認識物質變化的實質是舊鍵的斷裂和新鍵的生成過程，這也是解釋化學反應有能量變化的原因。

5.教學中需要立足學科的整體高度，利用學生多次認識化學能與熱能的機會，在化學事實和相關概念學習的基礎上，引導學生通過理性思維不斷拓展和深化能量觀。

整個專題一圍繞“化學反應伴隨著能量變化”這一學科基本問題引導和啟發學生思維，幫助學生逐步形成相應的認識思路和方法，進而轉化為學生從能量角度分析和解釋相關問題的經驗和能力。

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在新課標的要求下，化學教師應在課堂教學中發揮好的主導作用，課堂教學中以學生為主體，讓學生充分發表意見，使每個學生都有發展的空間，鼓勵學生，調動學生的課堂發言積極性，大膽地說出自己的看法，并在老師的引導和糾正下在課堂上獲取知識。

教師應結合化學學科特點，為學生提供開放的、面向實際的、主動探究的學習環境，把教材變為重要的課程資源，并與社會、生活中的現實問題結合起來，引導學生主動發現問題、探討問題和解決問題。教學中教師也應該與學生共同探究，一起討論，讓學生帶著各自的興趣和觀點直接在與老師的交流中建構自己的化學知識體系，形成自己的看法和見解，體驗化學學習的意義。

在新課標的環境下，應改變以往以教師為中心的教學設計，突出學生的主體地位，強調教學過程是師生結合、共同交流發展的互動過程，從而學生的學習興趣就會被激發出來，內在需要就會得到滿足，形成良好的教學氛圍，取得事半功倍的教學效果。

二、初中化學里的能量觀

化學學科里，使學生形成一個基本的化學觀念是非常重要的教學目標。而能量觀不僅在初中化學里很重要，還是整個化學觀念中的核心觀念。《義務教育化學課程標準（2011年版）》明確要使學生形成化學基本觀念，能量觀在九年級學生初學化學期間就會學習并且開始逐步建構，是學生認識物質世界、理解科學的關鍵觀念。因此，幫助學生能量觀的建構是非常必要的。能量觀的建構有利于學生形成核外電子運動的能量思維方式，了解從能量角度研究物質及其轉化的思維方法。

學生從九年級開始初次接觸化學，為了打好基礎，讓學生在以后的學習中更輕松地獲取知識，在化學學習的啟蒙階段建構能量觀的化學基本觀念非常重要。在參考和分析《義務教育化學課程標準（2011年版）》和2012年修訂的人教版九年級化學教科書之后，得出能量觀在初中化學基本觀念里的重要性，對彌補以前化學教學的不足和完善現在初中的化學教學內容有重要作用。

三、新課標下教材內的能量觀點例析

我們在對2012年修訂的人教版九年級化學教科書進行文本分析、聯系的基礎上對其中與能量有關的內容進行整理、歸納，然后進行分析，再舉例對能量觀進行闡述。

化學變化必然伴隨能量的變化，能量變化是化學變化的重要特征。人教版九年化學教科書中，在第一單元課題1闡述化學變化的基本特征時，明確指出“化學變化不但生成其他物質，而且伴隨著能量的變化，這種能量表現為吸熱、放熱、發光等”，指出化學變化必然伴隨能量的變化，這種能量變化還可以作為判斷化學變化的重要特征，而且化學變化中的能量變化是具有多樣性的。從教材里提取一例作為素材：葡萄糖在體內釋放能量。

相信這個能量的轉化是大多數人都知道的，也是人體最重要的化學反應之一。其實在初中化學教科書內還有許多案例，但是因為此例與人聯系非常緊密，是與我們的生活生存息息相關的，相信更能深入人心。在教材內“氧氣”課題中，動植物的呼吸作為典型的緩慢氧化之一，并指出放熱是氧化反應的特征之一，但是在緩慢的氧化中不容易被察覺。在之后“人類的重要營養物質”課題內，直接給出葡萄糖在酶的催化作用下緩慢氧化的化學方程式，明確說明此反應在人體內發生之后放出的能量是供人體活動和維持恒定體溫的主要來源。

四、能量觀的建構

在對人教版九年級化學教科書進行文本分析之后，我們發現能量的觀點貫穿整個九年級化學學習，而且伴隨相應的化學反應，不可能獨立地呈現出來，與化學、生物、物理息息相關。

新課標背景下，打破傳統教學的觀念在九年級化學教學中實施能量觀的建構是教學的一種新嘗試。課表和教材本身都是試圖引導學生建構在對九年級層次適用的能量觀：（1）一切化學反應都伴隨能量變化；（2）伴隨化學反應的能量變化有不同的形式，能量可以用一種形式轉化為另一種形式；（3）能量與我們的生活息息相關。老師在教授學生時，應針對大量的化學反應進行分類并分析其中規律，最好聯系實際，帶入生活中，讓學生在學習時深刻感受到化學與我們的生活息息相關，培養對化學的興趣。

初中化學只涉及化學一個宏觀概念的闡述，是為學生以后進入高中更深入地學習化學打好基礎。在初中建構好能量觀之后，進入高年級，對化學的認識會更深刻，也可以在從微觀角度解析化學和能量關系本質的時候逐步建構更高級的能量觀念。

參考文獻：

[1]鐘玉泉，彭健伯.大學生系統創業范式研究[J].黑龍江高教研究，2013，31（2）：106-108.

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圖1

二、把握變化本質

以能量守恒為基礎，從宏觀和微觀兩個角度分析，可以揭示化學反應中能量變化的本質.

1.宏觀角度

從反應物和生成物的總能量相對大小的角度分析，放熱反應和吸熱反應中的能量變化情況如圖2所示：

圖2

ΔH=生成物的總能量-反應物的總能量

2.微觀角度

從鍵能的角度分析，放熱反應和吸熱反應中的能量變化情況如圖3所示.

圖3

ΔH=反應物的總鍵能之和-生成物的總鍵能之和

三、對比分析概念

對一些容易混淆的化學概念進行對比分析，有助于加深對概念的理解，對比一般可列表（見表1、表2）進行.

表1 熱化學方程式和普通化學方程式的對比

熱化學方程式普通化學方程式

2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）

ΔH=-571.6kJ/mol2H2+O2

點燃2H2O

右端有表示能量變化的ΔH右端無表示能量變化的ΔH

必須標明反應物、生成物的聚集狀態不標明物質的聚集狀態

化學計量數只表示物質的量，可以是整數，也可以是分數化學計量數可以表示物質的量，也可以表示微粒個數，一般都是整數

不用標明反應的條件、“”或“”需要標明反應的條件、“”或“”

表2 燃燒熱與中和熱概念對比

燃燒熱中和熱

相同點能量變化放熱反應

ΔHΔH

不同點反應物的量1 mol（O2不限量）可能是1mol，也可能是0.5mol

生成物的量不限量H2O是1mol

反應熱

的含義1 mol反應物完全燃燒時放出的熱量；不同反應物的燃燒熱不同生成1molH2O時放出的熱量；不同反應物的中和熱大致相同，均約為

57.3 kJ/mol

四、建立思維模型

根據蓋斯定律計算反應熱是本章最重要的題型，復習時應注意總結運用蓋斯定律計算的要點，建立如圖4所示的思維模型，做到觸類旁通，以不變應萬變.

先確定

待求的

化學方

程式

找出待求化學方

程式中各物質在

已知化學方程式

中的位置

根據待求化學方程式中

各物質的計量數和位置

對已知化學方程式進行

處理，得到變形后的新

化學方程式

將新得到的化學

方程式進行加減

（反應熱也需要

相應加減）

寫出待求的熱化學方程式

圖4

五、走出認識誤區

本章有很多似是而非的問題，需要深入思考，走出認識誤區.

誤區1：化學反應中的能量變化就是熱量的變化

能量的形式多種多樣.在化學反應中，反應物轉化為生成物的同時，必然發生能量的變化.有些反應需要吸收能量，反應中熱能、光能、電能等轉化為化學能，如植物的光合作用、水的電解等；有些反應需要放出能量，反應中化學能轉化為熱能、光能、電能等，如化石燃料的燃燒.

誤區2：需要加熱才能發生的反應一定是吸熱反應

需要加熱才能發生的反應不一定是吸熱反應.有很多放熱反應也要加熱，加熱是促使反應開始，加快反應速率的條件之一.例如，氫氣和碘的反應在高溫下才能發生，但該反應是放熱反應.

誤區3：吸熱反應一定要加熱才能發生

大部分吸熱反應都需加熱才能發生，但有些吸熱反應在常溫下卻能發生，它們吸收的是周圍環境中的熱量，使環境溫度降低.

化學反應中的能量變化主要表現為放熱和吸熱，反應是放熱還是吸熱主要取決于反應物、生成物所具有的總能量的相對大小.放熱反應和吸熱反應在一定條件下都能發生.反應開始時需加熱的反應可能是吸熱反應，也可能是放熱反應.反應的熱量變化與反應發生是否需要加熱沒有必然的聯系.

誤區4：物質所具有的能量越高，該物質越穩定

物質所具有的能量越高，該物質越不穩定.物質都具有由不穩定走向穩定的傾向.物質本身所具有的能量越低，說明其結構越穩定，熱穩定性越強，化學鍵越牢固.因此反應放出的熱量越多，產物也就越穩定.

誤區5：酸堿的物質的量越多，該反應的中和熱越大

在稀溶液中，強酸與強堿反應生成1 mol H2O時放出的熱量是中和熱，中和熱是以反應生成1 mol H2O為基礎度量的，與酸堿的用量無關，所以增加酸堿的量不影響中和熱的數值.

對于不同的中和反應，其反應熱與酸堿的類型和物質的量是有關系的.

①如果是弱酸或弱堿參加的中和反應，要考慮弱電解質電離過程中要吸收熱量；

②如果是濃硫酸直接和強堿混合，要考慮濃硫酸被稀釋時放出的熱量；

③如果是固體物質直接反應，要考慮溶解過程中的熱效應；

④如果反應過程中有沉淀、氣體等其他物質生成，則要全面綜合考慮該反應的反應熱.

誤區6：不同條件下完成的可逆反應，其ΔH與反應進行的程度有關

可逆反應實際上都具有不徹底性，條件不同，反應的程度不一定相同，反應熱也不一定相同，要依據平衡移動原理進行分析比較.但對于既定的反應，其ΔH卻是個定值，平衡移動，能改變吸收或放出的熱量，但不會使ΔH發生改變.

ΔH表示反應已完成時的熱量變化，與反應是否可逆及反應進行的程度無關.例如：

N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）

ΔH=-92.4 kJ/mol

該反應表示1 mol N2和3 mol H2完全反應生成2 mol NH3時放出92.4 kJ的熱量.但實際上1 mol N2（g）和3 mol H2（g）充分反應，不可能生成2 mol NH3（g），故實際反應放出的熱量肯定小于92.4 kJ.

誤區7：ΔH的單位“ kJ?mol-1”是表示每摩爾反應物反應時熱量的變化

“ kJ?mol-1”并不是指每摩爾具體物質反應時伴隨的能量變化，而是指給定形式的具體反應的能量變化.如

2H2（g）+O2（g）=2H2O（g） ΔH=-483.6 kJ?mol-1

此反應的反應熱是指每摩爾反應

2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）

放出的熱量為483.6 kJ.ΔH與化學方程式的寫法有關，如

H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g） ΔH=-241.8 kJ?mol-1

另外反應熱還與反應物的狀態有關，如

2H2（g）+O2（g）=2H2O（l） ΔH=-571.6 kJ?mol-1

六、了解考查方向

能量和能源問題是化學中的核心問題，雖然這部分內容在教材中所占的篇幅較少，但卻是高考的必考內容.在高考中經常涉及的內容有：化學反應中能量變化的本質、書寫熱化學方程式或判斷熱化學方程式的正誤、有關反應熱的計算、比較反應熱的大小等.近年來的高考試題特別關注社會熱點，經常將反應熱、能源、環境保護等問題進行綜合，需要引起重視.

例1 在同溫同壓下，下列各組熱化學方程式中，ΔH 1>ΔH 2的是（ ）

（A） 2H2（g）+O2（g）=2H2O（g） ΔH1 ；

2H2（g）+O2（g）=2H2O（l） ΔH2

（B） S（g）+O2（g）=SO2（g） ΔH1 ；

S（s）+O2（g）=SO2（g） ΔH2

（C） C（s）+O2（g）=CO2（g） ΔH1 ；

C（s）+12O2（g）=CO（g） ΔH2

（D） H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g） ΔH1；

12H2（g）+12Cl2（g）=HCl（g） ΔH2

解析：本題要求比較焓變ΔH的相對大小，要考慮正負號問題.本題中的反應都是放熱反應，ΔH為負，放熱越多，ΔH越小.（A）中生成液態水時放熱多，ΔH1>ΔH2；（B）中氣態硫燃燒放熱多，ΔH1

答案：（A）

例2 肼（N2H4）又稱聯氨，是一種可燃性的液體，可用作火箭燃料.

（1）已知在298 K、101 kPa時，32.0 g N2H4在氧氣中完全燃燒生成氮氣，放出熱量624 kJ，則N2H4完全燃燒反應的熱化學方程式是 .

（2）若肼和強氧化劑液態H2O2反應，產生大量N2和水蒸氣，并放出大量熱.已知在此條件下0.4 mol肼與足量H2O2（l）反應放出256.652 kJ的熱量，則該反應的熱化學方程式為 ；若H2O（l）=H2O（g） ΔH=+44 kJ/mol，則16 g液態肼與足量的液態H2O2反應生成液態水時放出的熱量是 kJ.

解析：（1）32 g 液體N2H4的物質的量恰為1 mol，25℃、101 kPa時生成液態水，熱化學方程式即可書寫成：

N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l） ΔH=-624 kJ/mol

（2）生成水蒸氣時，0.4 mol N2H4與足量H2O2反應放出256.652 kJ的熱量，則同條件下1 mol N2H4與足量H2O2反應放出641.63 kJ熱量，故其熱化學方程式為：

N2H4（l）+2H2O2（l）=N2（g）+4H2O（g）

ΔH=-641.63 kJ/mol

H2O（l）=H2O（g） ΔH=+44 kJ/mol

當生成液態水時，其熱化學方程式為：

N2H4（l）+2H2O2（l）=N2（g）+4H2O （l）

ΔH=-（641.63+44×4）=-817.63 kJ/mol

所以16 g液態肼（0.5 mol）與足量的液態H2O2反應，放出817.63 kJ/mol×0.5mol=408.815 kJ的熱量.

答案：（1）N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l） ΔH=

-624 kJ/mol

（2）N2H4（l）+2H2O2（l）=N2（g）+4H2O（g） ΔH=-641.63 kJ/mol 408.815

例3 根據下列條件計算有關反應的焓變：

（1）已知：Ti（s） +2Cl2（g） = TiCl4（l）

ΔH = -804.2 kJ?mol-1

2Na（s） +Cl2（g） = 2NaCl（s） ΔH = -882.0 kJ?mol-1

Na（s） = Na（l） ΔH=2.6 kJ?mol-1

則反應TiCl4（l） +4Na（l） = Ti（s） +4NaCl（s）的ΔH = kJ?mol-1.

（2）已知：2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）

ΔH=-483.6 kJ?mol-1

N2（g）+3H2（g）=2NH3（g） ΔH=-92.4 kJ?mol-1

N2（g）+O2（g）=2NO（g） ΔH=-180.5 kJ?mol-1

則反應6NO（g）+ 4NH3（g）= 5N2（g）+ 6H2O（g）的ΔH= .

（3）已知下列反應數值：（見表2）

表2

反應

序號化學反應反應熱

①Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）ΔH1=-26.7 kJ?mol-1

②3Fe2O3（s）+CO（g）=2Fe3O4（s）+CO2（g）ΔH2=-50.8 kJ?mol-1

③Fe3O4（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO2 （g）ΔH3=-36.5 kJ?mol-1

④FeO（s）+CO（g）=Fe（s）+CO2（g） ΔH4

則反應④的ΔH4=kJ?mol-1.

解析：（1）由已知反應得：

TiCl4（l）= Ti（s） +2Cl2（g） ΔH=+804.2 kJ?mol-1 ①

4Na（s） +2Cl2（g） = 4NaCl（s） ΔH=-1764.0 kJ?mol-1 ②

4Na（s） = 4Na（l） ΔH=10.4 kJ?mol-1 ③

將①+②-③得：TiCl4（l） +4Na（l） = Ti（s） +4NaCl（s）

ΔH=+804.2 kJ?mol-1-1764.0 kJ?mol-1-10.4 kJ?mol-1=-970.2 kJ?mol-1

（2）由已知反應得：

6H2（g）+3O2（g）=6H2O（g） ΔH1=-1450.8 kJ?mol-1 ①

2N2（g）+6H2（g）=4NH3（g） ΔH2=-184.8 kJ?mol-1 ②

3N2（g）+3O2（g）=6NO（g） ΔH3=-541.5 kJ?mol-1 ③

①-②-③得：6NO（g）+ 4NH3（g）= 5N2（g）+ 6H2O（g）

ΔH=（-1450.8+184.8+541.5） kJ?mol-1=-724.5 kJ?mol-1

（3）將（①×3-②-③×2）/6得：

FeO（s）+CO（g）=Fe（s）+CO2（g）

則：

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一、巧妙設問，化解知識疑點

心理學研究表明，思維永遠是從問題開始的，而創造潛能往往能在排除疑難的過程中得到激發。隨著教育教學的不斷改革，隨之而來的教學方式必須由“教教材”向“用教材”轉變。這就需要高中化學教師轉變傳統化學課堂的教學模式，利用“問題”思考，教會學生學習。俗話說：“學起于思，思源于疑。”可以說問題是推動學生學習的原動力，也是學生進行一系列探究活動的前提。西方學者德加默曾經說過：“提問得好就是教得好”。在高中化學教學中，有效提問是建立在師生之間的雙向交流，教師教得如何，學生們掌握的程度怎樣，都能在課堂中學生的提問過程中加以了解。因此，在高中化學的課堂教學中，利用巧妙設疑來進行化學反應熱效應的教學，不僅可以活躍課堂教學氛圍，調動學生化學學習的積極性，還可以對教學過程實施進行實時監控，提高教學質量和效率。

1.在概念教學中設置疑問

在化學反應熱效應的教學過程中，筆者有意識地設置疑問，引導學生參與教學，加強師生互動。如在化學反應熱教學的開始，筆者設置以下的問題對學生進行引導，并讓學生對化學反應中的能量變化有一個總體的 認識。

問題1：化學反應的實質和特征是什么？

問題2：凡是有能量變化的過程一定發生了化學反應嗎？舉例說明。

問題3：化學反應的ΔH與反應物的總能量、生成物的總能量的關系？

問題4：化學反應的ΔH與反應物、生成物的鍵能有什么關系？

通過上述設問，學生們從兩個方面來理解放熱反應與吸熱反應概念，一個是宏觀方面物質的總能量，另一個是微觀方面鍵能的變化。這樣設置問題有助于學生對抽象問題的理解，也有助于后面知識的學習，接著師生共同解決疑難點：為什么規定放熱反應ΔH0？這主要是化學反應以體系為中心，放出熱量，環境溫度升高，體系本身能量降低，就認為ΔH0。這樣建立起體系與環境的基本概念，有利于學生理解學習。

2.在實驗教學中設置疑問

中和熱的測定實驗是從實驗角度描述化學反應熱效應，中和熱的測定實驗是一個定量實驗，在儀器的選擇，方案的設計，數據的記錄方面等要加強對學生的引導，并關注控制變量的方法。師生圍繞誤差產生的原因及減少誤差的措施展開討論，筆者設置以下疑問引導學生一起對實驗進行探究。

問題1：在中和熱的測定實驗中，為什么要將氫氧化鈉溶液迅速、一次性倒入盛有鹽酸的燒杯中？此實驗中氫氧化鈉溶液的加入不能分步進行嗎？

問題2：燒杯上的紙板為什么要及時蓋上，怎樣改進能使誤差更小？

問題3：環形玻璃攪拌棒需要不斷地進行攪拌嗎？環形玻璃攪拌棒能否換成金屬材質的呢？

問題4：在實驗過程中，小燒杯和大燒杯之間為什么要填充滿紙片或者塑料呢？

這些問題都是有關中和熱實驗操作的關鍵所在。這些關鍵操作也是減少實驗誤差的必要操作，師生一起解決完這些問題之后，教師安排學生自己動手進行實驗操作，這樣的教學可起到事半功倍的教學效果。

二、利用圖像，突破知識難點

圖像是一種較為直觀、形象的教學工具。圖像在高中化學反應熱效應的教學中具有廣泛的應用價值，不但能有效促進知識間的聯系，而且能加強學生對知識的理解，同時能在很大程度上指導與幫助學生搭建知識的整體框架，從而提高學生的學習效率。

1.利用圖像判斷放熱反應與吸熱反應

在利用圖像判斷熱化學反應方程式的吸、放熱時，我們只需要看圖像上縱坐標所對應的起點和終點對應的熱量大小情況，即反應物的總能量和生成物的總能量的大小情況。利用圖像可以直觀地分析和比較反應物的總能量和生成物的總能量的大小關系，從而判斷反應是吸熱反應還是放熱反應。如果從圖像上能分析出生成物的總能量高于反應物的總能量，則該反應一定為吸熱反應即H>0，如果從圖像能分析出反應物的總能量高于生成物的總能量，則該反應一定為放熱反應，即H

2.利用圖像書寫熱化學方程式

在化學反應熱效應的學習過程中，其熱化學反應方程式的書寫既是高考的重點同時也是學生學習的難點。在熱化學反應方程式的書寫過程中，以焓變的計算難度最大。焓變的計算主要有兩種途徑：第一，用生成物的總能量與反應物的總能量的差值直接進行計算；第二，如果有出現過渡狀態的計算，從圖像上可以反映出反應熱與活化能大小無關。

3.利用圖像進行知識應用

我們可以利用圖像判斷反應的ΔH的大小。比如： S（g）+O2（g）=SO2（g） H1；S（s）+O2（g）=SO2（g） H2，同種物質，它的狀態不同，所含能量也不同，一般來說氣態>液態>固態。所以我們可以畫出圖1。

由此我們可以得出結論，H1>H2。同理我們可以從這類圖像中判斷物質的穩定性。已知金剛石、石墨與氧氣反應能量變化如圖2所示。

從圖2中我們可以知道金剛石與氧氣反應放出的熱量比石墨與氧氣反應放出的熱量高，也就是說金剛石的能量比石墨的高，依據“能量越低越穩定”，可得出石墨要比金剛石更穩定，也可以得出石墨轉化成金剛石的化學反應肯定是吸熱反應。

三、借助思維導圖，掌握知識重點

結合近年高考有關“化學反應中的熱效應”的相關考題，筆者總結出在高考中，有關化學反應熱效應的核心知識主要有：能量、焓變、熱化學方程式、標準燃燒熱、蓋斯定律、鍵能等。而其中最重要的核心內容是熱化學反應方程式的書寫。要掌握熱化學反應方程式的書寫以及判斷需要具備以下的知識，見表1。

為了讓學生更好地掌握熱化學反應方程式的書寫這一核心知識，筆者在課堂教學中構建了如圖3所示的思維導圖，這樣學生就能更好地抓住熱化學反應方程式的書寫各項要點。

篇7

由于一些教師缺乏科研經驗，自己對探究性學習體會甚少，造成成功實施探究性學習的諸多障礙。好的選題是成功的一半。教師首先遇到的挑戰是如何對探究性學習進行選題，教師要精選對學生終生學習和未來發展有較高價值，同時又是學生感興趣并符合學生思維發展水平的內容，抓住這一教育學生關心社會、關心自然探究性學習的契機，培養學生的科學素養。課程改革要求教師“用教材教”而不是“教教材”，新教材在內容體系、活動方式、組織形式和考核評價等方面給教師留下了較大的創造空間，在化學實驗和實踐活動方面體現探究性、開放性，對教師的專業知識、教學能力、管理能力和研究能力諸方面的發展提出了更多的挑戰和機遇。教師要深入分析和挖掘教材的多重價值，從學生的生活經驗和社會發展的現實中取材，靈活有效的處理教材內容，并對探究性學習做好充分的課前準備和問題設計。新教材、新理念、新教法，充分體現了教師是教材的開發者。因為它給教師和學生創造了一個“海闊憑魚躍，天高任鳥飛”的環境，一個展示探索科學、獲取知識、培養能力的嶄新的平臺。例如，《化學反應中的能量變化》一節作為高一化學的第一章[2]，起著連接初中化學和高中化學的紐帶作用。化學中能量變化觀點的建立，對學生學習化學十分重要，因為所有化學反應都同時伴有能量的變化，同時能源利用率的高低也是社會進步的重要標志。通過教師精心的問題設計，充足的課前準備和各種助學技能的使用，實踐證明該內容很適合作為探究性學習，以下為該案例設計和實施后的一些思考，具有一定的借鑒意義和推廣價值。

2 關于探究性學習策略應用的思考

2.1創設真實的問題情景和建構性的學習過程，在探究性學習過程中培養學生的高級認知能力

認知心理學的研究結果表明，富于聯系的學習是有意義的學習，建構有意義的聯系是理解和概括的心理實質，是遷移和應用的心理基礎。國際科學教育的目標之一是發展學生概括與整合、遷移與應用等高級認知能力[3]。探究性學習要重視引導學生建構不同知識之間、理論與事實之間、新舊經驗之間的有意義聯系。教師要善于創設真實的問題情景和建構性的學習過程，在探究性學習過程中培養學生的高級認知能力。例如：《化學反應中的能量變化》一節內容筆者用了三節課完成，分為課前準備階段，課堂展示階段，進入實驗室階段和走向社會階段。

課前準備階段：筆者將學生分成了九組(五人一組)，給每組分別提出了如下思考提綱：

(1)能量有哪些存在形式？在你的日常生活中，有哪些與溫度息息相關的實例？

(2)人類所需要的能量主要來自什么？

(3)根據能量守恒原理，你知道哪些能量相互轉化的事實？結合吸熱、放熱反應，說明原因。

(4)你知道的資源蘊藏形式有哪些？我國的資源分布是怎樣的？哪些是可再生能源，哪些是不可再生的能源？

(5)你知道目前我國存在哪些資源浪費的現象？你有什么好的建議和措施？

(6)為什么說能源的利用標志著人類的進步？你預計今后人類對能源使用的發展方向是什么？

(7)根據教材所提供的實驗，你能推測設計出類似的化學反應嗎？其中有什么規律嗎？

(8)化學反應中的能量變化對我們學習物質的物理性質和化學性質、物質的制備選擇反應條件有什么啟示？怎樣利用化學反應中的能量？

(9)為什么現在提出要建立節約型社會？

課堂展示階段：筆者讓學生說明問題答案的來源，例如去圖書館、電腦室查找資料；到街上搞社會調查或發放問卷調查表，或隨機訪問等。學生們經過充分的準備，在課堂上對上述9個問題給出的反饋信息主要有：

(1)能量的存在形式有多種，太陽能、熱、電、光、風、勢、動、聲、機械能等。與溫度有關的實例有：人體的溫度是生命的體征之一。人類的呼吸作用是緩慢氧化，緩慢氧化所放的熱量可供人體進行正常的生理活動，電池短路后溫度升高，摩擦生熱，酸堿中和，燃燒和爆炸，火山爆發，市售的涼墊，電冰箱，微波爐，在雪上撒鹽，使雪融化等等。

(2)通過討論學生得出：能量與人類的生存密切相關，人類所需要的能量絕大部分是由化學反應產生的。特別是煤、石油和天然氣等化石燃料或其制品的燃燒。因此研究化學反應及其能量變化，對我們的意義非常重大。

(3)根據能量守恒原理，當反應物的總能量大于生成物的總能量時，多余的能量將以熱的形式放出。當生成物的總能量小于反應物的總能量時，不足的能量將由外界吸取能量得到。

(4)學生結合地理課的學習，得出我國資源的分布。結合教材可知我國化石燃料儲藏的匱乏。使學生對一次性能源的開發和利用有憂患意識，逐步樹立珍惜資源，愛護環境，合理使用化學物質的觀念。

(5)資源的浪費主要表現在化石燃料的不充分燃燒上。

6和9、能源利用率的高低是社會進步的標志。隨著社會的發展，人類對能源的要求是：可再生、無污染。新能源時代會將核能、太陽能、氫能成為主要的能源。在能源的利用上，必須遵循可持續發展的原則，必須建立節約型社會。

7和8關于化學反應中的能量變化，學生設計了多種實驗方案。如：活潑金屬與水、與酸的反應(Na、Zn)，學生提出了在制備NH3的時候，用固體氫氧化鈉溶于水放熱來代替熱源。使濃氨水揮發出NH3用冰鹽固體對某些反應進行降溫等。

2.2以教材為載體，以實驗為途徑，在探究性學習過程中培養學生的創新精神和實踐能力

化學是一門以實驗為基礎的學科，選擇以實驗為基礎的研究課題，通過以探究為主的學生活動，有利于培養學生的創新精神和實踐能力。學生要運用所學化學理論知識，自主設計實驗方案、準備實驗用品、按規程進行操作、觀察實驗現象、記錄實驗結果、處理分析實驗數據、對實驗結果進行理論解釋等。在研究過程中學生除了感受到成功的喜悅外，也可能同時感受到寂寞、枯燥與艱辛。所以，教師對探究性學習教學的各個環節都要進行充分的準備，避免一些學生對嚴肅的科學研究不感興趣。《化學反應中的能量變化》一節內容由課前準備、課堂展示階段到進入實驗室和走向社會階段。

進入實驗室階段：筆者發給學生的實驗思考題如下：

①化學能量變化的實驗方案你是通過什么途徑設計的？

②請估計你所做的實驗會成功嗎？若實驗失敗，你要認真分析實驗失敗的原因，提出新的實驗方案，加以實施，到實驗成功為止。

③除課本上的方案外，你有創新的立意嗎？

④使用不同的反應條件、反應物的濃度、反應時間對實驗有什么影響？

⑤實驗的裝置是依據哪些因素而選定的？

⑥實驗過程中選用的藥品，你考慮價格因素了嗎？

⑦實驗過程中有無異常現象？為什么？

⑧實驗進行的過程中，你注意自身的安全性和環境保護了嗎？有哪些措施？

⑨請評價同一內容不同實驗方案的可行性，優缺點。

⑩在本次實驗中，你得到的規律性知識有哪些？

筆者讓學生自主設計實驗方案，在認真分析了學生實驗方案的基礎上，筆者讓學生走進實驗室，大膽嘗試自己所設計的實驗。以下列舉的為有一定代表性的部分學生實驗：

第一組：具有明顯放熱現象的情況：

①活潑金屬與水、與酸的反應， (Na、Zn、Al)

②金屬氧化物(CaO、Na2O)與水的反應，NaOH、Ca(OH)2固體溶于水

③濃H2SO4的稀釋

④NaOH和H2SO4的中和

第二組：具有明顯吸熱現象的情況：

①NH4Cl固體溶于水，碳酸鈉固體溶于水

②把10克NH4Cl固體和20克Ba(OH)2固體混合，迅速攪拌。

第三組：吸熱、放熱現象不明顯的情況：

①把NaCl溶于水

②把一個放熱反應的實驗和一個吸熱反應的實驗合在一起做，(如CaO和NH4Cl同時溶于水)。

學生對化學反應中所體現出來的能量變化，興趣盎然。此時筆者讓學生進一步思考：物質在化學反應中的能量變化有什么規律？讓學生得出放熱反應和吸熱反應的一般規律。通過實驗，使學生體會到：一切化學反應中都伴隨著能量變化。對化學反應中的能量研究遠遠不止這些。科學研究中切不可浮躁，切不可急功近利，耐不住寂寞，總想在短時間內出成果，創輝煌。必須靜下心來認認真真的做成功每一個實驗。縱觀古今中外的重大科學研究成果，無不是在經歷了千百次失敗的基礎上取得的。今天的學生是我們國家和民族的希望，培養他們熱愛科學、不畏艱難險阻、敢于面對挫折的品質和獻身科學的精神是教育所擔負的使命。要使他們真正明白“科學上沒有平坦的大道，只有不畏艱險、勇于攀登的人才能達到光輝的頂點”，這也是在探究性學習中對學生進行教育的重要目的之一。

進入社會階段：筆者為學生留思考題并讓學生進行課后調查：在雪上撒鹽，使雪融化，撒的是什么鹽？應用了什么化學原理？除了考慮降低冰點以外，還應考慮什么其他因素？完成課后調查報告。學生們歡天喜地的走出教室，走向社會。他們的調查報告內容主要有:鹽水的冰點低于純水的冰點，所以在雪上撒鹽，會導致雪迅速融化。對于改善雪天路面狀況，減少交通事故，有重大意義。但是由于撒的鹽是氯化鈉(工業用鹽)，撒鹽融雪后患無窮。這種雪堆放到地面，因融雪劑中含有大量氯化鈉等化學成分，融化后影響地表土和水，影響樹木、草坪等綠化植物正常成長，含有融雪劑的冰雪堆放在綠地和綠化帶，會造成土壤鹽漬化加重，土壤中的鹽濃度一旦超過一定含量，就會引起綠色植物脫水，對植物生長造成影響，嚴重時可導致其死亡。撒鹽后路面的積雪往往變成黑褐色，不但不美觀，而且帶有融雪劑的雪腐蝕路面，降低道路使用壽命，會對汽車輪胎、橋梁、金屬器件甚至行人的鞋子都會產生腐蝕作用。應積極尋找環境友善的融雪新思路和新方法。例如：將粗砂類等物質撒在道路上增加摩擦力；尋求新型的融冰制劑。對于融雪鹽的種類，應選用對環境無污染或污染小的，成本低的鹽類物質。目前世界上的三種新融冰制劑，已由俄羅斯研制出。它們分別是：以鉀醋酸鹽為主要成分的化學合成物：經過處理的氯化鈣溶液；由尿素、鈣鎂硝酸鹽等制成的化合物。前兩種制劑將分別用來融化主干道路冰雪，第三種制劑將用于融化人行、街心花園小道以及森林公園道路上的冰雪。

3 走出探究性學習教學的誤區

探究性學習的實施過程中，筆者體會到：教師提高自身綜合素質是成功實施探究性學習的關鍵。有些教師對探究性學習體會甚少，對新課程理念沒有經過系統的培訓，對教材和學生的了解不夠細致深刻，對探究性學習內容的選題缺乏研究，課前準備不夠充分，甚至教學基本功還不夠扎實。既缺乏足夠的理論功底又缺乏實際可借鑒的經驗，在這種情況下倉促上陣，導致不少低水平的探究性學習。廣大教師切不可急功近利，而應積極參加各種繼續教育的學習，苦練內功才能出碩果。除了文中標題1中所述如何對探究性學習進行選題以外，教師還應該對探究性學習的組織和實施做好充分的準備，否則會導致一部分學生對科學探究不感興趣甚至產生畏懼心理。對學生的探究活動的結果進行總結和評價，是培養學生參加探究活動的興趣和積極性的有效方法。對學生的探究活動應檢查和進行一定的引導，對得到的結論、經歷、方法加以總結，使學生明白在此次活動中獲得了哪些正確的知識和結論，讓他們感覺到自己的“科學研究”成果獲得了肯定，自己的“科學實驗”獲得了成功，從而激發他們去主動發現問題，探究問題和解決問題的興趣。這也是對他們從事科學研究的情感態度的培養。教師的教育視角不能局限于“書本”和“課堂”，單純重視學生對教材的掌握情況，只關心完成那些規定的教學內容。教師要把教材作為一種教學資源，不是所有教材內容都適合用探究性學習的方式的，教師切不可急功近利，認為探究性學習是時髦的方法，在自身綜合素質培養不夠和準備不足的情況下組織和實施探究性學習。教師要善于總結成功或失敗的經驗教訓，做研究型教師，使探究性學習的教學進入良性循環，逐步走向高水平。

參考文獻：

篇8

一、公開課的教師教學行為效度分析

本節公開課選自蘇教版《化學2》專題二第二單元的“化學反應中的能量”[2]，該節公開課的教學設計主要環節見表1。本節課基本以蘇教版教材中知識的呈現順序進行教學設計，從時間分布可看出，教學目標是紙筆測驗中的高頻考點“熱化學方程式書寫”這一知識與技能目標，教學重點則放在以任務驅動的熱化學方程式相關試題的當堂練習，難點為熱化學方程式書寫的完整規范的解決，課堂實施則貫穿從練習中發現問題、從教師點評中修正問題的教學思路。可以說，基于教師對學科教育的應試經驗與功利思考，這樣的教學設計似乎合理有效，許多中學聽課的同行也持肯定的意見。然而，筆者聽完課后心里總感覺不能釋懷的是，該節課到底該給孩子的人生留下什么？我們教師到底為什么而教？為什么要這樣教？教的效果到底如何？

評價一堂課基于不同的視角，可能會得到不同的結論。但是，評價的效標包括以下幾個基本點：一是教學目標是否定位準確，其定位依據是什么？二是貫徹目標所采取的教學策略是否合理，其合理的依據是什么？三是課堂調控是否流暢，流暢的內涵是什么？四是利用現代教育技術手段等輔助有否特色，特色的意義又是什么？因此，教學設計中如何對教學目標進行準確定位，需要深刻理解教材內容的教育價值，才能充分挖掘其教育功能。

二、教材文本中知R載體的教育價值及功能分析

對教材知識載體的教育價值與功能的分析，首先應回歸于課程標準（見表2）。

從表2可以看出，“化學反應與能量”這一內容領域的中學學習要求分成三個階段。本節課是學生在義務教育階段已經“知道化學反應總會伴有能量變化”的基礎上，承上啟下進一步“知道化學反應伴有能量變化的原因”，為高中選修的進階“認識這一原因可以為我們人類如何利用”打下基礎。學習對象則是不分文理的所有受教育的學生。基于課程標準要求的本節課教學目標分析，該知識載體對本階段學生的學習要求可以從三個認識維度展開。

1.對學生世界觀會形成怎樣的基本態度和情感

依據課程標準可以看出，本節課教學的核心要點有兩個：一是知道化學反應總會伴有能量變化的原因，是反應物化學鍵的斷裂和生成物化學鍵的形成。反應物與生成物兩者的能量有差異，這些能量必然會通過宏觀的形式表現出來。二是知道這一原因后，學會用一種簡單的符號化方式將這一變化表征出來。顯然，這樣的學習過程和認識結果，會使學生形成對化學科學獨特的認識物質世界的方法和視角的賞析與價值認同：世界萬物萬千變化的宏觀現象，深入其微觀探索，可以得到規律性認識，并且對于這些規律性，化學學科還能用特有的符號化方式進行表達。這樣的影響，遠比掌握某個具體知識要有意義得多。因此，如何幫助學生自我建構起化學反應總伴隨有能量變化的微觀視角并獲得認知，從教育的本原來講才應該是本節課最核心的目標！

2.學生能夠掌握哪些化學獨特的認識世界的方法和能力

學生已經具有了化學反應基本特征及其反應本質基本了解的知識。因此，借用學生的已有知識進行類比與遷移，幫助學生自主建構對化學反應總伴有能量變化的本質的探討這樣一個新認識，是該節課教學對學生學習方法與能力發展培養上的教育功能所在。課堂教學應該從這樣一條教學主線出發，即化學反應的本質是什么？在化學變化過程中，反應物發生了什么變化？生成物發生了什么變化？這些變化除了導致物質組成的改變，還導致哪些變化？這樣的變化有可能導致哪些宏觀結果？物質的變化過程可以用化學反應方程式表示，化學反應的能量變化過程也能否用這種符號化的方式表達？熱化學方程式書寫與化學反應方程式書寫的差異在哪？為什么？通過這樣一系列的問題串解決與演繹思維，逐步養成學生化學學科獨特的思維習慣，完成學科素養有關“宏觀辨識與微觀探析、證據推理與模型認知”的要求。這種自主解決問題獲得新認知的過程，是學生進一步學習的重要基礎，它遠比知識的記憶來得重要。

3.學生能夠掌握哪些有關的化學知識與技能

該節課的核心是如何認識化學反應總會伴隨能量變化的本質的認知培養和能力培養，核心知識與技能應該是熱化學方程式的書寫。通過自我建構對化學反應中能量變化本質的了解，能夠更加深刻地理解和把握書寫熱化學方程式為什么與化學方程式有不同的要求，其不同點所反映的本質是什么。因此，這樣的認知結構形成，可以更加有效地固化并轉化為學生的化學學科思維及素養。

三、基于化學學科素養培養的教學設計探討

由該節課教學內容的學科核心素養教育的價值分析可見，課堂教學中的學科素養教育功能的挖掘與利用，應該緊緊圍繞解決學生的認知沖突即“為什么化學反應總會伴隨能量變化”這一主線，以幫助學生自我建構化學反應與能量關系的初步認識為教學目標，以真正理解熱化學方程式書寫的基本要求為教學效果評價的效標。由此，進行教學再設計實例的過程分析見表3。

學科的核心素養是學生在該學科（或特定學習領域）學習過程中取得的能體現學科本質特征的關鍵成就[4]。這種關鍵成就不是先天而是通過學習以及其他活動逐漸養成的后天行為，它的形成不僅需要結構化的知識技能，更需要基本方法和思維模式。因此，教師基于學科核心素養培養的課堂轉型，教學強調的不是記住了“是什么”，而是解決了“為什么”。十四年的新課程改革實踐的反思表明，就化學這門科學課程而言，阻礙教師推進新課程改革實施和教師專業發展的最大障礙，不是理念，而是教師對課程教育的上位認識和學科本體知識的教育價值與功能的認知水平。因此，構建一個專業教師發展的體系與機制，是推動課程改革學科核心素養培養真正落實的核心問題。

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參考文獻

[1] 王云生.基礎教育階段學科核心素養及其確定―以化學學科核心素養為例[J].福建基礎教育研究，2016（2）.

[2] 王祖浩.普通高中課程標準實驗教科書?化學2[M].南京：江蘇教育出版社，2007.

篇9

人教版必修1《分子與細胞》第5章第4節“能量之源――光與光合作用”，是“細胞的代謝”單元的重點內容，學好本節內容不僅有利于深入理解代謝的本質，還為后面生態系統的學習打下基礎。在《普通高中生物課程標準（實驗）》中對本節的具體內容標準要求是：“說明光合作用以及對它的認識過程”“研究影響光合作用速率的環境因素”，分別屬于理解水平和應用水平，在多年來的全國及各地高考中，光合作用是必考的，其重要性可想而知。筆者就自己多年生物教學中對課 本圖1“光合作用過程的圖解”（以下簡稱圖解）的理解與應用談談自己的心得。

1 利用圖解，總結光合作用中的物質變化和能量變化及兩個階段的聯系

教學中，我先讓學生仔細觀察圖解，然后提出一系列問題讓學生思考：光合作用分幾個階段？各個階段的場所在哪兒？光反應階段的需要的原料及產物各是什么？光能被吸收后到哪兒去了？光反應階段的物質變化的反應式該怎樣書寫？暗反應階段需要的原料及產物各是什么？暗反應階段的物質變化的反應式該怎樣書寫？光反應階段和暗反應階段有什么聯系？通過對以上問題的思考，學生不難得出光合作用的物質變化及能量變化過程。即：

光反應階段的物質變化：

水的光解：H2OO2+2[H]

光合磷酸化：ADP+Pi+能量ATP

光反應階段的能量變化：光能轉變為ATP中活躍的化學能。

暗反應階段的物質變化：

CO2的固定：CO2+C52C3（注意，暗反應達到平衡時：C5∶C3=1∶2）

C3化合物的還原：2C3+2[H]+ATP

C5+（CH2O）+ADP+Pi

暗反應階段的能量變化：ATP中活躍的化學能轉變為（CH2O）中穩定的化學能。

光反應階段和暗反應階段的關系：從圖解不難看出，光反應為暗反應提供還原劑[H]和能量ATP，暗反應為光反應提供ADP和Pi；沒有光反應，暗反應無法進行，沒有暗反應，有機物無法合成。

2 利用圖解，總結影響光合作用的外部因素及對圖解的標注

光對光合作用的影響：從光的角度分析，影響因素包括了光照強度、光照時間、光照面積和光質四個方面。從而對原圖進行標注。

CO2對光合作用的影響： CO2是光合作用的原料，CO2n濃度對光合作用的影響在生產上的應用表現為：施用有機肥；大棚作物可用CO2發生器等適當提高棚內CO2濃度；大田生產中的“正其行，通其風”等。

水對光合作用的影響：植物缺水時，一方面使細胞的整體代謝速度降低；另一方面導致植物葉片氣孔關閉，CO2供應不足，植物光合作用下降。生產上通過適時適量的合理灌溉來解決作物對水的需求。

3 利用圖解，解析高考真題，深化對圖解的把握

例1：（2011課標，3）番茄幼苗在缺鎂的培養液中培養一段時間后，與對照組相比，其葉片光合作用強度下降，原因是（ ）

A.光反應強度升高，暗反應強度降低

B.光反應強度降低，暗反應強度降低

C.光反應強度不變，暗反應強度降低

D.光反應強度降低，暗反應強度不變

解析：選B。學生頭腦中只要有光合作用的圖解，稍加分析，可發現鎂是葉綠素的組成成分，缺鎂會導致葉綠素缺少而使光反應強度降低，[H]和ATP合成不足而使暗反應強度也降低。

例2：（2009海南單科，15）在其他條件適宜的情況下，在拱試植物正常進行光合作用時突然停止光照，并在黑暗中立即開始連續取樣分析，在短時間內葉綠體中C3和C5化合物含量的變化是

A.C3和C5都迅速減少

B.C3和C5都迅速增加

C.C3迅速增加，C5迅速減少

D.C3迅速減少，C5迅速增加

解析：選C。突然停止光照后，光反應供給暗反應的[H]，ATP減少，C3的還原受阻而C5和CO2生成C3的速度短時間不變，所以C3積累C5減少。

例3：（2010海南單科，4）光反應為暗反應提供的物質是（ ）

篇10

教師在教學中要指導學生切實領悟“物質是第一性的，意識是第二性”的含義。縱觀太陽系、銀河系、河外星系、大海、江河、山川、田野、動物、植物，或微觀粒子世界：分子、原子、離子、質子、中子、電子、夸克等，不管是何種形式，紛繁復雜，無奇不有，但它們都是物質的，只不過是由于組成它們的物質各種表現形態不同而已。在教學中不僅要從宏觀上使學生確信世界的物質性和物質的客觀存在，還必須使學生對實驗中所觀察到的宏觀現象做出微觀的理解，進而相信微觀粒子——分子、原子、離子等也是物質的。例如：在書寫分子式和化學反應方程式時，必須以客觀實驗事實為基礎，決不可憑空設想、隨意臆造事實上不存在的物質和不存在的化學反應而編造化學式和化學方程式。書寫規則必須遵循質量守恒定律。一切規律均有力證明了世界是由物質構成的這一科學論斷。

從原子核內質子、中子的運動，核外電子的運動；從分子、原子、離子的運動到重新組合；從無機物到有機物，從生物界到人類社會，日升月落，斗轉星移，人的思維，無不在運動著。不管物質形態多種多樣，但多樣性的物質形態又有其統一性，即物質都是由基本粒子構成的。物質世界永遠按照自己固有的規律變化著、發展著，這是辯證唯物主義世界觀的出發點。這些事實表明，從人體到地球和宇宙空間都是統一的物質世界。物質世界就是在物質不斷的運動變化中不斷發展的。

2.“質變與量變”哲學思想的滲透

質變和量變規律是唯物辯證法的基本規律之一。質變量變及其相互轉化規律在自然界、社會和人類思維的一切領域中都存在和發生作用的普遍規律。在自然現象中，把金屬逐漸加熱，起初并不影響它的物理狀態，而當溫度升高到一定的限度時，它就會改變原來的物理狀態，由固態金屬變為液態金屬。在化學變化中，元素化學性質是隨著原子核電荷數增加而呈周期性變化，也就是說，核電荷數這個量的變化，引起元素種類的質的變化。又如二氧化碳通入澄清的石灰水變渾濁，繼續通入二氧化碳又變澄清；碳在氧氣不足時燃燒生成一氧化碳，在氧氣充足時燃燒生成二氧化碳。

不僅量變要引起質變，質變也會引起新的量變。化合與分解的實質就是吸引與排斥兩種對立的力量此長彼消的結果，也是質量互變規律的滲透。量變是質變的準備階段，質變是量變的新起點，區別在于量變過程保持著質的穩定，質變過程是量變的更新，這是事物發展的普遍規律。上述例子不僅反復證實了質與量互變規律的真理性，而且大大豐富了質與量互變規律的內容。

3.“矛盾的對立與統一”哲學思想的滲透

對立統一規律是唯物辯證法的最根本的規律，是唯物辯證法的實質與核心。任何事物都是矛盾的對立統一體，任何事情都處在動態變化中，它們的變化過程是矛盾相互作用相互影響的過程。在科學學科教學中，可以使學生從物質本身及一切科學現象中認識這一規律。例如，H2與CuO的反應，作為還原劑的H2有奪取氧而產生H2O的可能，而作為氧化劑CuO，有分解放氧游離出銅的可能，因此氧化劑與還原劑二者在適合的條件下相互依存，相互反應。沒有對應的氧化劑就無所謂還原劑，沒有氧化反應就沒有還原反應，沒有電子的失去，就沒有電子的得到，這是對立的兩個方面(矛盾)，形成了不可分割的有機聯系。又如植物的光合作用和呼吸作用的關系，光合作用利用光能，將二氧化碳和水合成有機物，釋放氧氣，并儲存能量；而呼吸作用吸收氧氣，將體內有機物轉化成二氧化碳和水，并釋放能量的過程。看起來好像是一對矛盾，但是它們又是不可分割的兩部分。如果沒有光合作用合成的有機物，呼吸作用就無法進行，這是因為呼吸作用分解的有機物正是光合作用的產物，而呼吸作用所釋放的能量正是光合作用儲存在有機物中的能量。反過來說，如果沒有呼吸作用，光合作用也就無法進行，這是因為植物進行光合作用的時候，原料的吸收和產物的運輸所需要的能量，正是呼吸作用釋放出來的。它們是既相互對立又是相互統一的。其他如化合與分解、溶解與沉淀、物理變化和化學變化、熔化和凝固、升華和凝華等等，無不說明對立統一和斗爭的規律。讓學生懂得，一切事物、現象都是對立面的統一，而矛盾著的雙方的斗爭是事物、現象發展的源泉。

4.“客觀事物是普遍聯系的”思想的滲透

科學學科教學的任務不僅僅限于讓學生學習和掌握教材中所規定的基礎知識和基本理論，還要通過對物質自身辯證的理解，逐漸在學生頭腦中樹立起一切事物都是相互聯系、相互制約和處于不斷運動、發展的觀點，學會運用聯系、發展的觀點去認識客觀事物、指導學習和處理面臨的各種問題。

例如，在學習電流周圍存在磁場時，當直導線中有電流通過，導線周圍的小磁針馬上發生偏轉，這就證實了電流周圍存在磁場，這種現象就是電流的磁效應。又如，在學習電磁感應的知識時，當把放在磁場里的一根直導線作切割磁感應線運動時，靈敏電流計的指針就會發生左右偏轉，這說明導線中產生了感應電流，這種現象就是電磁感應。這時教師要及時告訴學生，電可以生磁，反過來磁也可以生電，由于電場和磁場之間這種密切聯系和相互轉化，所以把電場和磁場統稱為電磁場。電磁場的運動方式是電磁波，它象水波一樣以每秒鐘三十萬公里的速度不斷地向四面八方傳播。無線電波、紅外線、紫外線、可見光、X射線、Y射線都是電磁波，只是波長不一罷了。上述內容生動的揭示了自然界中事物是普遍聯系的辯證唯物主義觀點。通過科學學科的教學使學生會運用客觀事物是普遍聯系的觀點去觀察問題，找出解決問題的方法。

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體積的守恒，更多地被小學生認可，中學生學習過冰與水的轉換，從密度的角度即可知道，體積的守恒多么不可靠。其實氣體的體積的輕易可變，也應該早被認識到。即便都是液體，水和酒精混合后的總體積小于原體積之和，也說明體積不守恒的普遍性。

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A.蠟燭燃燒時變短

B.打開盛有酒精的瓶蓋酒精質量變小

C.鎂帶燃燒后，固體質量增加

D.澄清石灰水露置在空氣中變重

也常常有教師根據教材的表述，向學生強調：質量守恒定律的研究對象是化學變化中的質量關系，不研究物理變化，而物理變化特別是核反應中質量并不守恒。

這其實涉及兩個問題：

1.質量守恒定律只研究化學變化嗎？換言之，質量守恒定律只是化學定律嗎？也可以說，物理變化是否遵從質量守恒定律？

2.核反應是否是物理變化？

二、文獻的表述

我們先來看一看文獻中對質量守恒定律的表述：

辭海（1979年版縮印本）：P270

自然科學中重要的定律之一。在任何與周圍隔絕的物質系統（孤立系統）中，不論發生何種變化或過程，其總質量始終保持不變。

簡明大英百科全書（中文版）：第5卷P263

宇宙中物質的總和不能改變，亦即物質既不能產生，也不能消滅。

大百科全書·化學

在任何與周圍隔絕的體系中，不論發生何種變化或過程，其總質量始終保持不變。或者說，化學變化只能改變物質的組成，但不能創造物質，也不能消滅物質，所以該定律又稱物質不滅定律。

中國百科大辭典（普及版）：P1323

化學變化中的一個基本定律，在封閉體系中，不論發生何種變化或過程，變化前后的總質量保持不變。或者說化學變化只能改變物質的組成，但不能創造物質，也不能消滅物質，所以該定律又稱物質不滅定律。

從文獻可知，首先各種文獻均強調：質量守恒定律適用于封閉體系。其次，《辭海》、《簡明大英百科全書（中文版）》明確表示：質量守恒與物質發生的何種變化無關。而《大百科全書？化學》、《中國百科大辭典（普及版）》的表達有矛盾之處，既講“化學變化”又講“不論發生何種變化和過程”。

三、質量守恒定律的產生與發展的歷史

1756年俄國科學家羅蒙諾索夫首先測定化學反應中物質的質量關系，將錫放在密閉容器中燃燒，反應前后質量沒有變化，由此得出結論：“參加反應的全部物質的質量，常等于全部反應產物的質量。”顯然，羅蒙諾索夫是從研究化學變化開始，進而得出質量守恒定律。但從拉瓦錫的研究來看，既有物理變化，又有化學變化。拉瓦錫在研究“水可能變為土”的理論時做了一個著名的“百日實驗”：拉瓦錫安裝了一個體積很大的蒸餾瓶，把通過蒸餾瓶的蒸汽，冷卻成蒸餾水，再把瓶口封閉，稱一下重量，然后放到火上加熱。一直燒到100天，拉瓦錫重新稱了蒸餾瓶的重量，發現其重量和原來相等。水中的沉淀物和殘渣是由水和玻璃變成的，并不是火跑到水中變成的。“物質雖然能夠變化，但是不能消滅或憑空產生。”這就是拉瓦錫首先表述的質量守恒定律。由此可知，物理變化也遵從質量守恒定律。

1908年德國化學家朗道耳特（Landolt）及1912年英國化學家曼萊（Manley）做了精確度極高的實驗，所用的容器和反應物質量為1000g左右，反應前后質量之差小于0.0001g，質量的變化小于一千萬分之一。這個差別在實驗誤差范圍之內，因此科學家一致承認了這一定律。

20世紀以來，人們發現原子核裂變所產生的能量遠遠超過最劇烈的化學反應。1000g 鈾235裂變的結果，放出的能量為8.23×1016J，與產生這些輻射能相等的質量為0.914g，和原來1000g相比，質量變化已達到千分之一。于是人們對質量守恒定律就有了新的認識。科學家將兩個原本獨立的基本定律：質量守恒定律和能量守恒定律合二為一，稱它為質能守恒定律。

4.教材中的實驗分析：

人教社九義版《化學（上）》P90-91，連用兩個實驗來說明質量守恒定律。

（1）白磷燃燒：

反應前的總質量=m（白磷）+m（空氣）+m（沙）+m（錐形瓶） +m（玻璃管） +m（氣球）

反應后的總質量=m（P2O5）+m（剩余白磷）+m（剩余空氣）+m（沙）+m（錐形瓶） +m（玻璃管）+m（氣球）

由上面的等式得出下式：

m（白磷）+m（O2）=m（P2O5）

需要的前提是：m（沙）不變，m（錐形瓶）不變，m（玻璃管）不變，m（氣球）不變，即未參加反應的所有物質的質量不變。顯然沙、玻璃管、氣球、錐形瓶、氮氣沒有發生化學變化，它們的質量也未變。

（2）鐵與硫酸銅溶液的反應：

反應前的總質量=m（鐵釘）+m（硫酸銅）+m（水）+m（燒杯）

反應后的總質量=m（剩余的鐵釘）+m（銅）+m（硫酸亞鐵）+m（水）+m（燒杯）

同理，由上面的等式得出下式：

m（鐵）+m（硫酸銅）= m（銅）+m（硫酸亞鐵）

需要的前提是：m（燒杯）不變，m（水）不變，即未參加反應的所有物質的質量不變。顯然燒杯、水沒有發生化學變化，它們的質量也未變。

因此，從教材的實驗可知，教材僅僅用“參加化學反應的各物質的質量總和，等于反應后生成的各物質的質量總和”，不足以解釋實驗中的質量守恒現象。

五、現行教材中的質量守恒定律表述的缺點：

首先，現行化學教材對質量守恒定律的表述縮小了質量守恒定律的適用范圍。它只是質量守恒定律在化學變化中的反映，是質量守恒定律的一個部分，而不是質量守恒定律的全部內容，絕對不能用來代替質量守恒定律。這一改動不利于學生在更高層次上審視質量守恒定律，不利于培養學生的科學素養，有學科本位主義的嫌疑。

第二，現行教材的表述缺乏對“封閉體系”的強調，教材只得補充了一個實驗5-1來說明裝置需要密閉。但實驗5-1的開放裝置與鐵與硫酸銅反應時的開放裝置相同，一個開放裝置守恒，一個開放裝置不守恒。這造成學生在理解中的困難，使得教師在講授中不得不花大量時間引導學生分析各種裝置的特點，以便讓學生得出裝置必須密閉的特點。

六、核反應是否是物理變化？

這涉及到物質變化的分類，物理變化、化學變化、核反應的區別如下表：

核反應由于原子核發生了變化，因而帶來了巨大的能量變化，進而引起質量變化。因此，質量守恒定律適用于物理變化和化學變化，而不適用于原子核發生改變的核反應。

七、對教材的建議

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一、對比初、高中化學教學及目的的差別

通過對比初、高中教學大綱對教學目標及目的的闡述可知：初中化學是啟蒙學科，是九年義務教育階段的素質教育。從教科書及教學實際中可以看出初中化學主要要求學生掌握簡單的化學知識包括基本概念、化學用語、基本理論等；其知識層次則以要求學生“知其然”為主。高中化學是在九年義務教育的基礎上實施的較高層次的基礎教育，化學知識逐漸向系統化、理論化靠近。這讓剛進入高中的學生來說，是一件困難的事情。

二、重視初、高中教材知識的銜接

通過對比研究人教版初高中化學教材，筆者認為下列方面應突出初高中知識的銜接。

1. 化學用語

初中化學對化學用語的要求：“記住”一些常見元素的名稱和符號，“能用”化學式表示某些常見物質的組成，對常見化學反應現象能用化學方程式表述；高中化學要求在初中化學用語的基礎上，提高了要求，還增加了化學用語的數量，如結構式、離子方程式、電極反應式等。

2.相對原子質量、相對分子質量

初中化學中的相對原子質量、相對分子質量與高中化學中的摩爾質量有密切的聯系。

3.原子結構、元素周期表

初中化學僅介紹原子結構的初步知識、原子結構示意圖，要求很低；高中化學中原子結構知識廣而深，對原子結構示意圖的要求也高，常用它來分析解釋化學現象和問題。初中化學知識性介紹元素周期表的內容，高中化學中對元素周期表的組成、結構、變化規律等進行深入研究，它是高中學習的重點內容之一。

5.化合價

初中化學介紹少數元素的化合價，能利用化合價正確書寫化學式，要求比較低；而高中化學要求掌握更多元素的化合價，能正確的書寫物質的化學式，還要利用化合價判斷氧化還原反應。

6.化學反應與能量

初中階段對于化學反應中的能量變化作了介紹，主要學習的是熱能的利用，要求較低，而高中階段要在此基礎上深入學習化學反應中的能量變化，如能量的測定、如何計算能量（蓋斯定律），電化學的知識等。

7.化學基本反應類型

初中階段學習了四種基本反應類型，即化合反應、分解反應、置換反應和復分解反應，從得失氧的角度介紹氧化還原反應；而高中階段在此基礎上重點學習氧化還原反應，氧化還原反應與基本反應類型的關系，離子反應等。

8.溶液質量分數

初中化學學習了溶液中溶質質量分數計算和配制；高中化學要求在此基礎上學習物質的量濃度溶液的計算和配制。

9. 碳及其化合物

初中化學對碳及其化合物進行較全面的學習，主要是學習幾種碳單質（金剛石、石墨、C60）的物理性質及用途、碳單質的可燃性和還原性、一氧化碳的可燃性和還原性、二氧化碳的三點化學性質，以及碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈣與鹽酸的反應和碳酸鈉與可溶性堿的反應；高中化學是在初中的基礎上重點學習碳的多樣性、一氧化碳的還原性，二氧化碳的性質，尤其深入學習并比較碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質。

10. 重要的非金屬單質及其化合物

初中階段學習氧氣、碳、硫、氫氣等非金屬單質及其化合物，學習的比較少，要求比較低；高中階段在初中的基礎上，再學習的氮、硫、碳、硅、氯等元素的單質及其化合物，要求的也比較高。

11. 重要的金屬

初中階段學習鐵、鎂、鋁及銅與氧氣的反應，鎂、鋁、鋅、鐵與酸（鹽酸與稀硫酸）的反應，金屬與鹽溶液的反應，物質的種數少，要求低；高中階段要在此基礎上進一步學習鐵、鎂、銅更多的化學性質，學習鋁的化合物氧化鋁、氫氧化鋁與酸和堿的反應等。

12.酸、堿、鹽間的反應

初中化學只講解幾種典型的酸、堿、鹽，對酸、堿、鹽間的相互變化僅在少數具體物質上，沒有上升到類別，尤其鹽與鹽的反應涉及的更少；高中化學中對酸、堿、鹽間的反應要求很高，要求不僅掌握個別還要學會這一類，掌握元素形成的酸、堿、鹽間的反應及其規律，不僅會學化學方程式，還要會寫離子方程式。

13.實驗儀器和基本操作

初中化學簡單介紹部分實驗儀器和基本操作，學會模仿著使用；高中化學要求掌握的儀器多，基本操作要求高，操作要求規范。

總之，初高中化學的教學銜接問題，化學啟蒙教育向化學科學基礎教育的過渡是客觀存在的。我們要想盡一切辦法搞好初高中化學教學銜接，綜合運用各種科學方法使高一學生盡快適應高中化學學習，為將來奠定堅實的化學學習基礎。

所以，務必搞好初、高中化學的接軌教學：――注重高一化學的起始復習是搞好初、高中接軌教學的必要前提。有必要在摸清學生底細的前提下，采用集中與分散相結合的復習方法，對學生存在的知識“漏洞”對癥下藥地進行修補整理，通過對知識的再理解、再挖掘、再提高，使學生作好學高中化學的知識與心理準備。

【參考文獻】