化學中的能量變化精選(九篇)
前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的化學中的能量變化主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。
第1篇：化學中的能量變化范文
關鍵詞 化學觀念建構 能量觀 初中化學教科書 科學探究
1 能量觀的內涵
促進觀念建構的教學有利于促進學生對知識的深層次地理解，更有利于學生未來的發展。《義務教育化學課程標準（2011年版）》明確了形成化學基本觀念在化學教育中的重要意義，化學能量觀作為重要的化學學科觀念，在九年級學生初學化學期間就開始逐步建構，是認識物質世界、理解科學的關鍵觀念，有利于學生了解從能量的角度研究物質及其轉化的思維方法。《義務教育化學課程標準（2011年版）》明確指出“義務教育階段的化學教育，要激發學生學習化學的好奇心，引導學生認識物質世界的變化規律，形成化學的基本觀念……”山東師范大學畢華林教授認為：化學基本觀念，是指學生通過化學學習，在深入理解化學學科特征的基礎上所獲得的對化學總觀性的認識。化學基本觀念不是具體的化學知識，也不是化學知識的簡單積累，而是學生通過對所學知識的深刻理解，在化學知識基礎上概括提煉出來的。當學生在多年以后逐漸地將所學的學科知識遺忘，教育所給予人們的無非是當一切學習過的東西都忘記后所剩下來的東西。那這些剩下來的東西是什么？這個時候觀念建構就顯得尤為重要。
能量變化是化學反應的基本特征之一，而且能量觀是化學學科的核心觀念，是化學學科研究要考慮的重要問題，是研究物質的理科課程的共通問題；然而現在對中學化學的教學研究中，多數偏向于微粒觀、元素觀、變化觀等，缺乏對能量觀的研究；有的研究將能量觀點納入變化觀之中分析。梁永平教授對中學化學能量觀提煉出以下要點：（1）物質的分子或原子具有內能；（2）核外電子按照能量高低分層運動；（3）原子之間的強烈作用使原子處于能量較低的穩定狀態；（4）物質轉化過程伴隨有能量轉化；（5）物質分子發生有效碰撞是物質轉化的必要條件；（6）物質轉化過程中能量是守恒的；（7）原子核內貯存有巨大的能量。梁永平教授認為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，了解從能量的角度研究物質及其轉化的思維方法等。此外梁永平教授還探討了能量觀建構的基本策略。該闡述雖然詳盡，但由于能量觀基于物理學習，又與微觀世界聯系，抽象程度比較高，所以多在高中階段關注，初中階段則鮮有研究和實踐。
學生在九年級初次接觸化學，啟蒙階段其實是建構化學基本觀念的重要時期。我們在對2011年版義務教育化學課程標準、2012年修訂的人教版九年級化學教科書進行文本分析、聯系的基礎上將與能量有關的化學學習內容進行分析、歸納，得出能量觀的重要性，有利于豐富、完善初中化學教學的內容。
2 課標與教材中能量觀點分模塊例析
我們按照九年級化學的“科學探究”、“身邊的化學物質”、“物質構成的奧秘”、“物質的化學變化”和“化學與社會發展”5個模塊，分別舉例對能量觀進行闡述。
2.1物質的化學變化
正如上文提及，能量觀往往作為變化觀的一部分，能量變化是化學變化的重要特征，所以該模塊是最直接體現能量觀的部分，在課程標準“化學變化的基本特征”二級主題中，明確指出“知道物質發生化學變化時伴隨著能量變化，認識通過化學反應實現能量轉化的重要性”。人教版修訂教材在第一單元課題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，而且還伴隨著能量的變化，這種能量變化常表現為吸熱、放熱、發光等”，點明了這種能量變化可以作為判斷化學變化的重要特征，并且化學反應中能量變化存在多樣性。
課程標準在本模塊里提供了3則與能量相關的學習情境素材。
[例1]生石灰和水反應放出的熱量能煮熟雞蛋
該素材在人教版修訂教材中，被安排在第七單元課題2“燃料的合理利用與開發”，作為學生認識“化學反應中的能量變化”的導人實驗，學生通過實驗的體驗有利于消除迷思概念：只有通過燃燒才能獲得能量嗎。該課題借此明確點明物質變化過程中伴隨的能量變化是化學的重要研究對象，體現利用化學反應釋放能量的燃料對于人類社會的重要意義。
人教版原教材曾經應用鎂條與鹽酸的化學反應作為例證，但與如今的實驗相比，與學生的生活經驗距離太遠。生石灰取材于食品干燥劑方便易得，與水的化學反應既是生活中制備澄清石灰水的實驗方法，又作為九年級化學中獲得堿的重要途徑；既是歷史典故背后的化學道理，又是生活中即熱飯盒的運作原理，也可以作為誤服干燥劑帶來的傷害解釋之一。
[例2]葡萄糖在體內釋放能量
作為對人體最重要的化學反應之一，該案例最早出現在生物教材中。但是此時初中生在物理中還沒有學習到能量的概念，所以難以深入體會。在人教版化學教材“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，但是在緩慢氧化中并不容易被察覺。在“人類的重要營養物質”課題中，明確給出葡萄糖在酶的催化作用下緩慢氧化的化學方程式，并指出放出能量的作用是供機體活動和維持恒定體溫的需要。并且用1g葡萄糖釋放的能量數值、糖類提供能量占據人體所需的百分比等數據強化該反應釋放能量的意義所在。
由于該模塊是化學的學習基礎，且與實際問題聯系緊密，所以人教版九年級化學教材將以上2則案例分散在“燃料及其應用”、“化學與生活”2個單元中。
[例3]干電池和充電電池
電池與化學主要是高中化學課程內的重要學習內容，但義務教育課程標準一直給出這樣的建議，尤其在“活動與探究建議”中列出“觀察銅鋅原電池實驗”。人教版教材沒有安排該實驗和詳細知識介紹，只在“金屬資源保護”中介紹了廢舊電池的污染。其實該素材能充分體現化學能與電能之間的轉化，而且學習物理教材中的水果電池已經對化學能轉化為電能有初步了解，所以九年級化學教學已經具備了介紹化學電池的基礎，滬教版教材在第九章“化學與社會發展”中，針對“能源的綜合利用”，并結合生活、科技中幾種不同類型的電池、化學能轉化為電能的銅鋅原電池實驗，引導學生了解化學能轉化為電能的化學反應形式；電能轉化為化學能在九年級化學教材中的典型案例就是電解水，但教材的重點落在微觀解釋，也沒有對其他電解反應過多闡述。
2.2身邊的化學物質
物質轉化過程中伴隨有化學能與熱能、光能等的相互轉化，這種認識不是通過告知的方式形成的，而需要在化學變化現象的不斷積累中得到強化。在建立化學變化概念的時候，不僅要注意到有新物質生成的關鍵特征，也要注意到所伴隨的熱能、光能等現象。所以化學物質的反應事實是九年級化學教學內容中學習、體驗能量變化的重要載體。具體事實的學習是化學能量觀形成和發展的基礎，沒有一定的事實積累，很難形成一定的化學能量觀。
[例1]氧化反應
氧化反應是九年級化學最重要的一類放熱反應，課標要求“知道氧氣能跟許多物質發生化學反應”，在教材中體現為非金屬單質、金屬單質、一氧化碳以及以甲烷、乙醇為代表的諸多有機物與氧氣的反應。氧化反應的能量釋放通過實驗現象多有呈現，例如鐵絲燃燒時的熔化與火星四射都是能量釋放的效果；又如紅磷燃燒測定空氣中氧氣含量時大量放熱，如果不冷卻就繼續實驗，會導致實驗誤差；碳單質、氫氣、酒精、甲烷和一氧化碳等物質在氧氣中燃燒放熱更加是它們成為燃料的先決條件。化學反應中的能量還可以通過光能形式釋放，例如鎂條、硫黃等物質燃燒中的發光現象。
[例2]溶解中的能量變化
溶解不是單純的物理變化，其中伴隨的能量變化其實也涉及到微粒的運動與作用力，當然九年級教材只要求從溫度表征層面了解即可。課標里在“水與常見的溶液”二級標準中提出的活動與探究建議有“實驗比較氯化鈉、硝酸銨和氫氧化鈉3種物質在水中溶解時的吸熱和放熱現象”，人教版教材也有具體的實驗探究活動與該建議配套，不僅要求觀察溶解過程中的現象，還要求記錄溶解前后的液體溫度具體數值并加以比較，來了解溶解吸放熱的情況——這是一種半定量的實驗思維去建構能量觀的教材呈現方式。另外，人教版教材在“濃硫酸的腐蝕性”部分，強化突出濃硫酸稀釋實驗，并提示通過觸覺感知、現象分析等途徑了解這一典型的溶解放熱現象，以此點明稀釋要點。
2.3物質構成的奧秘
微觀世界同樣伴隨著種種能量變化，雖然九年級尚未涉及化學鍵與分子間作用力的問題，但是核外電子運動本身就是一種能量的反映，核外電子按照能量高低分層運動，這在人教版“物質構成的奧秘”單元中有明確描述。
而分子和原子本身就具有能量，溫度越高，原子和分子的運動就越劇烈，物質具有的熱能就越大。人教版教材中利用品紅在熱水中擴散加快的案例進行了例證。
課程標準要求認識物質的三態及其轉化——雖然相關知識在物理中已經涉及，但是九年級化學需要學生了解溫度對物質微粒運動和間距的影響，從而深入理解其對物質三態轉化的影響。
2.4化學與社會發展
能量是人類生存和發展基本三要素之一，人類研究能量的最終目的是更好地獲取和應用。所以“化學與社會發展”模塊與其他模塊充分聯系，有利于在知識在社會和生活的應用中建構能量觀。
[例1]燃燒和燃料
燃燒作為氧化反應的重要表現形式，也是最重要的放熱反應之一。筆者認為教學中不應只拘泥于“認識燃燒、緩慢氧化和爆炸發生的條件，了解防火滅火、防范爆炸的措施”，還需要了解那些加熱釋放氧氣的化學物質如高錳酸鉀、氯酸鉀、硝酸鉀和雙氧水等同樣會體現助燃的效果，所以在藥品存放、使用安全方面需要注意——這一點在事實水平上能強化學生對燃燒的理解，也能完善學生的實驗安全意識。當學生在日后的深入學習中對于原子結構有了一定的理解性認識，就可以在氧化還原水平上認識燃燒現象，從而將發光、發熱與原子得失電子等事實聯系起來。雖然在九年級化學教學內容中無須從微觀層面詮釋燃燒和氧化反應，但是在能量觀建構中不斷發展對燃燒現象的理解，也是強化物質轉化伴隨有能量變化認識的重要舉措。
基于燃燒反應，一些熱值高、來源廣的可燃物，成為對人類至關重要的燃料。在九年級化學學習過程中，學生如何“認識燃料完全燃燒的重要性”？人教版教材以碳的不完全燃燒為例，指出不完全燃燒導致的燃料燃燒利用率降低，既浪費資源又污染空氣；還從燃燒三要素角度提出燃料充分燃燒的2種方法。
[例2]為人類提供能量的營養物質
課程標準中要求知道一些對生命活動具有重要意義的有機物，其中最主要是供能物質，除了葡萄糖為代表的糖類，還有蛋白質和油脂。人教版教材對這些營養物質的供能數據和對人體一日的需求滿足百分比做出定量描述，見表1。
2.5科學探究
人教版教材里，科學探究模塊的要求除了在第一單元有獨立的設置，大部分內容通常滲透在各個課題的教學中。
溫度是分子平均動能的外在表征，在“走進化學世界”單元里，能量觀滲透在蠟燭和酒精燈火焰的溫度測定之中。而作為最常見的反應條件之一的加熱，則是一種為反應體系提供能量的方法。
3 九年級化學教學中能量觀建構的建議
通過文本分析，我們發現能量的觀點滲透在九年級化學各個模塊，且不能通過孤立的知識呈現出來，往往需要不同模塊的聯系和支撐。例如，課程標準里“物質的化學變化”模塊提供的2則情境素材（生石灰與水的反應、葡萄糖的供能反應），在教材中分別出現在“燃料及其利用”、“化學與生活”2個單元中，體現與“化學與社會發展”模塊的綜合。筆者結合在江蘇書人教育集團面向化學特長生的教學實踐，談一談在九年級化學教學中建構能量觀的建議。
3.1吸熱還是放熱
判斷一個化學反應吸熱還是放熱，逐步建構能量觀的最簡單方法就是請學生去感受實驗中的溫度變化。生石灰與水反應，讓學生用手觸摸試管，溫度的變化給予學生最直接的體驗，而且請同學在不同時間段感受溫度逐步升高的趨勢；鋅粒與稀硫酸反應制備氫氣，別只局限于實驗原理和裝置，也讓學生摸摸試管——也是燙的；酸堿中和時，不要局限于指示劑的變色這種明顯的現象，也讓學生觸摸試管——熱的。幾次摸試管就可以引發學生對化學反應的熱量從哪里來的疑問和思考，通過溫度變化的體驗潛移默化地建構化學能量觀。
觀念建構教學的問題還應有一定開放性和挑戰性，使學生能從多個角度、多個方面進行思考，不同能力水平的學生可以得到層次、范圍不同的結論。
例如，在九年級的化學教學中有很多放熱反應的典型案例，但是人教版教材對吸熱反應只提及一句話：炭和二氧化碳的反應是吸熱反應。學生沒有感性認識，理解起來比較困難，建議在這里補充另一個吸熱反應的實驗：氫氧化鋇固體和氯化銨固體在燒杯中研磨，實驗前，在燒杯底部放一片硬塑料片，在硬塑料片上滴2滴水，再將固體混合物研磨，過一會兒硬塑料片就和燒杯粘在一起。
由這個補充實驗想到：判斷一個變化（無論是物理變化還是化學變化）吸熱還是放熱，是否只有各種教輔書上提及的溫度計的方法？以濃硫酸溶于水放熱為例，我們可以引導學生思考放熱除了對溫度有影響，還會引起氣體壓強、空間體積、物質溶解度、物質狀態等的變化。結合學生的思維我們得出如下幾種可能的角度：①溫度的變化，除了使用溫度計外，用手去觸摸感受最直接但是無法定量比較，基于目前化學實驗教學的現代化，還可以向學生介紹數字化實驗在監測溫度變化中的應用——溫度傳感器可以即時反映溫度的改變趨勢和變化幅度，是作為研究化學反應能量變化的重要手段；②氣壓的變化，我們可以采用如圖1的實驗裝置，由于溶解放熱會引起氣體壓強增大，所以通過觀察液面a、b的變化進行判斷；③可以通過一個體積可變但壓強恒定的容器（例如帶活塞的氣缸），觀察活塞的運動，了解體積的變化；④如圖2所示，將燒杯置于涂有石蠟的木塊上，再將濃硫酸和水混合，通過觀察石蠟狀態的變化，判斷反應是放熱還是吸熱；⑤如圖3所示，將濃硫酸和水混合后的試管放在盛有飽和澄清石灰水的燒杯中，觀察固體的析出情況。
通過實驗表征觀察、分析能量變化，是重要的化學學科方法，也是建構能量觀的重要途徑。
3.2拓展對燃料的認識
九年級化學的“化石燃料的利用”、“能源的利用與開發”教學常常陷入科普化怪圈，如何讓這部分內容化學味道濃厚一些？例如以下這些問題就不拘泥于一般的考試題目，但引導學生對化學學科問題深入思考，能充分調動學生思維和積極性：
（1）燃燒能為我們做什么？
（2）是不是所有可燃物都可以充當燃料？充當燃料必須具備怎樣的特征？
（3）聯系國內現狀，如何綜合分析國內大眾使用三大化石燃料的利弊？
（4）給出煤氣、液化石油氣、天然氣的價格和熱值，從定量的角度分析家庭使用哪種氣體燃料最經濟？
如果與其他單元聯系，則可以有更有意義的問題衍生出來。觀念建構的問題本身應該潛在地體現與學習者原有知識經驗的聯系，同時它又蘊含著新的關系和規律，這種聯系不只是針對問題的表面特征，更主要的是針對問題中的深層關系和結構，即在觀念層面上有聯系。例如與科學探究模塊中加熱這一操作融合，可以提問：
（1）實驗室里有多少種加熱的手段為化學反應提供條件？
（2）如何在實驗中節省能源？
在復習課的教學中燃料話題可以聯系社會與科技發展，既有利于強化能量觀，也體現考試的熱點。例如秸稈的不完全燃燒造成了煙霾的污染，而充分利用秸稈，是改變條件促使其充分燃燒呢？還是將秸稈轉化為其他可燃氣體來完成生物質能一化學能一熱能的轉變呢？
3.3放熱反應與反應類型
中考化學復習需要知識的系統化歸納，需要針對大量的化學反應進行分類并分析其中規律。從能量變化角度分類是一種體現能量觀建構的新穎角度。在“物質的化學變化”模塊復習中，可以提問：四大基本反應類型中各有哪些放熱反應的典型實例？再舉出2例不屬于四大基本反應類型的放熱反應。
第2篇：化學中的能量變化范文
【摘 要】為加強高素質人才的培養，以適應不斷變化的外部環境，我國一直都在對教育教學進行革新，而新課標改革便是我國教育的一件大事。隨之而來的便是教學手段的與時俱進。本章就新課標改革大背景下的高中化學教學新策略進行探討，以抒己見。
關鍵詞 新課標改革；高中化學；教學策略
高中對學生來說是一個十分關鍵的學習階段，這時的學生接受能力和理解能力以及運用能力都需要在原先基礎上有一個質的飛躍。而新課改前提下的高中化學教學更要做到這一點，即在重視化學基礎知識和技能教學的同時更要培養學生社會主題和知識的應用，加強其與社會實際的聯系。除此之外，教師還要注重學生學習邏輯的培養和創新能力的塑造，旨在為國家培養實用創新型人才。在這種新環境下，教師就要改變傳統的教學模式，而學生也要改變以往僵化的學習模式，通過師生互動來適應課改，提高學習效率。所以，本章就對如何實現化學教學策略的轉向提出幾點建議。
1.教師樹立先進的教學理念
教師教學理念的落后與先進直接會對學生學習的好壞造成影響。我國教育部門正是意識到了這一點，才將師生觀的轉變作為新課改理念的核心。所以，為了順應改革的潮流，教師的教學手段也要實現轉向，改變以往陳舊落后的教學觀念，從而樹立民主科學平等的教學理念，以便為培養學生的創新思維和創新能力服務。而教師教學的新理念不僅體現在其教學思想上，還體現在教學方法的革新上，以下面教學內容為例。案例1.《化學反應中的能量變化》教學
本章的教學目標是讓學生了解吸熱反應、放熱反應的相關概念和能量變化（吸熱、放熱）的本質原因并最終能夠靈活運用。而傳統的教學模式便是教師滿堂灌，一股腦地將相關理論拋給學生，讓學生熟記概念然后根據相關概念答題，這就造成很多學生對概念的理解只停留在表面，做題時也是死記死套，長此以往，學生的思維就僵化了，這也是為什么很多學生只會做題不會解釋其原因的一個重要原因了。為了扭轉這一教學現狀，教師在教學時就應該有所改進。
這章的教學內容與初三的質量守恒定律有相通之處，所以，高一的學生對此并不陌生，而教師就可以抓住這一機會，充分調動學生的思考能力，讓學生思考本節和原先所學有什么聯系又有什么不同，這樣一來，學生的學習思維就不僅僅局限于本章了。在學生提出自己答案之后，教師就可以根據學生理解的差異有針對性地進行講解，而不是主觀臆斷了。同時，教師除了培養學生積極主動思考能力之外，更要注意學生的學以致用。而為了有效地考察學生靈活性，教師在選擇練習題時也要有所側重，不要專挑老套、俗爛的題型給學生練習，而要注重新題型的培訓，加強學生學習遷移能力的訓練，這也是新課標改革的主要目標之一。如下題：
1840年蓋斯根據一系列實驗事實得出規律，他提出“若是一個反應可以分幾步進行，則各步反應的反應熱總和與這個反應一次發生時的反應熱相同”，參照它回答：現已知道熱化學方程式：
C（固、金剛石）＋O2（氣）＝CO2（氣）＋395.41kJ
C（固、石墨）＋O2（氣）＝CO2（氣）＋393.51kJ
則金剛石轉化為石墨時的熱化學方程式為：C（固、金剛石）＝C（固、石墨）＋1.90kJ；由熱化學方程式看來更穩定的碳的同素異形體是（碳）
顯然，這道題是意在考察學生對能量變化本質原因的掌握，但它與傳統的題型存在很大的差別，那就是它在考察能量變化本質原因的同時考察了碳的性質，這就使得學生將初中的化學知識和高中所學有機地結合在一起，有利于學生學習體系的形成。而傳統的題型則沒有這一優勢。如：已知在25、101Kpa下，1gC8H18（辛烷）燃燒生成二氧化碳和液態水時放出48.40KJ熱量。則表示上述反應的熱化學方程式正確的是(B)
A.8H18（l）+25—2O2（g）=8CO2（g）+9H2O（g）；ΔH=-48.40kJ/mol
B．C8H18（l）+25—2O2（g）=8CO2（g）+9H2O（l）；ΔH=-5518kJ/mol
C．C8H18（l）+25—2O2（g）=8CO2（g）+9H2O（l）；ΔH=+5518kJ/mol
D．C8H18（l）+25—2O2（g）=8CO2（g）+9H2O（l）；ΔH=-48.40kJ/mol
這便是傳統題型的設定，這種題型只單單就學生目前所學的知識進行鞏固，對能量變化本質原因的考察過于僵硬，缺乏靈活性，不能很好地體現新課標的改革要求。所以，教師在平常教學中就應該多注意新型題型的出現并及時反饋給學生，讓學生的學習思維不斷更新，這樣才能真正促進學生的智力發展。
2.學生養成良好的自學習慣
授之以魚不如授之以漁。這就告誡教師在教學活動中要將培養學生的自主學習能力放在首位，通過多種教學方法鼓勵學生自主學習，讓他們養成獨自發現問題、分析問題、解決問題的習慣。因為學生才是學習的真正主體，新課改的目的也是要加強學生學習的自主性，所以，學生應該做到減少對教師的依賴，養成獨立思考的習慣。只有這樣，學生才能從本質上弄懂知識結構并且使自己的學習能力得到提升。
案例2.高中化學內容的歸類
為了讓學生能夠有清晰的知識結構，形成完整的知識框架，教師應該引導學生對高中整本教材的學習章節進行一個整體的分析，而這個分析的具體過程是由學生單獨或是通過討論的形式來完成的，教師在此只是一個引導者。而我們知道，高中化學課程內容雖然在不同模塊之間，但它們內部都有著千絲萬縷的聯系。只要我們對它稍加研究就不難發現，高中化學是以物質結論理論和物質變化理論兩大部分組成，而之前的《化學反應中的能量變化》則是聯接初高中化學的紐帶，這樣一來，龐大的化學體系就被分成了三部分。然后，我們再對每個部分的子部分進行分類總結，結果發現原子結構、元素周期律、化學鍵、分子結構、晶體結構都屬于物質結論理論，而氧化還原反應、離子反應、化學反應速率和化學平衡、化學反應和能量變化、化學反應規律、有機化學反應的類型等恰恰是屬于后一理論體系，如此一分，整個化學框架就清晰可見了。如果學生能養成這樣的自學和思考能力，自主學習、自主探究，那么化學的學習就變得輕而易舉了。
所以，為了適應新課標改革，實現高效靈活的教學模式，切實培養高素質人才，眼下的高中化學教學應該從教師和學生雙維度進行改變，實現教師新教、學生自學的互動教學，從而真正地做到優化教學效果，為我國教育注入活水。
參考文獻
[1]譚建輝.在高中化學教學中滲透新課改理念.學術研究,2013(1)
第3篇：化學中的能量變化范文
關鍵詞：有效情境；主動參與；策略
文章編號：1008-0546（2014）04-0035-03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B
一、問題提出的背景
建構主義理論認為，知識不是被動接受的，而是認知主體積極自我建構的。主動參與是指學生在課堂學習中表現出強烈的主體意識和自我意識，包括主動參與和主動學習。主動參與的行為應該是參與者基于原本的生活經驗和學習基礎主動發起的、自愿的、平等互助的行為。在教學中，教師是學習的主導，學生是學習的主體，學生在教師引導和同伴互助下，主動地建構關于現實知識的過程，并達成相關課程的學習目標。
以往的高中化學教學，特別是關于化學概念的教學多采用“注入式”，把學生當成一個被動的接受者，往往忽視學生已有的認知和體驗，導致學生認識上的矛盾沖突無法解決，更不能使這種矛盾沖突為學生學習新的化學概念服務。在化學教學中，教師應該創設有效的課堂學習情境，推進學生積極主動地參與化學課堂，全面提高學生的化學學科素養，使化學課堂散發生命活力。筆者在江蘇省教育學會化學教學專業委員會2013年學術年會的觀摩課上對促進學生主動參與化學課堂的策略做了一些嘗試，下面以蘇教版“化學反應的方向與限度”第1課時為例進行探討。
二、促進學生主動參與學習的化學課堂教學策略
1. 從已知到未知，創設情境讓學生“心動”
知識總是在一定的情境下產生和發展的。教學應該以學生已有的概念為起點，通過主動學習解決認知矛盾，建構更科學的概念。學生的生活體驗和能力是逐步增強的，學生頭腦中的化學概念的形成也是由模糊到清晰，由片面到全面的漸進過程。
教學片斷Ⅰ：感知“方向”
[教師]人類追求客觀真理和知識的過程是曲折的、分階段的。我們高一時做過碳酸鈉與碳酸氫鈉分別與鹽酸反應的反應。
[演示實驗]在兩個錐形瓶中分別放入等體積、等濃度的鹽酸，在紅色氣球中放一藥匙的碳酸鈉固體，在黃色氣球中放一藥匙的碳酸氫鈉固體，觀察反應現象。
[學生]描述實驗現象：黃色氣球體積更大，錐形瓶中的反應更劇烈。
[教師]在化學反應中我們會很自然關注物質的變化，實際上伴隨著物質變化的還有什么變化？
[學生]能量變化。
說明：碳酸鈉、碳酸氫鈉分別與鹽酸的反應學生是熟悉的，但是沒有從能量方面考慮過這兩個焓變不同的化學反應為什么都可以自發進行，教學中創設這個情境，很好地引出能量判據，并引發矛盾，從而引出熵變判據。教學中運用這些已知的知識，引導學生得出相關判據，突出“熵”的概念的形成。
2. 大膽猜想、小心求證，讓學生“腦動手動”
科學史上很多進步都與大膽假設密不可分，學會合理假設是學生科學探究的重要組成部分，通過培養學生合理猜想和假設的能力，可以培養學生的學科素養，發展學生對科學活動的預見性。化學是一門實驗科學，化學概念的建立與化學規律的發現必須以事實為依據，實驗事實是求證猜想的最佳途徑，實驗和科學探究密不可分。
教學片斷Ⅱ：
[教師]你以前關注過這兩個反應的能量變化嗎？（沒有）那今天我們就來特別關注一下其中的能量變化。在做實驗之前請你先預測一下反應結果。為什么？
[學生]有可能是放熱的，但是放熱不一樣多。因為這兩個反應都可以自發進行。
[教師]我們先來做定性實驗。
[學生實驗]取兩支潔凈干燥的小試管，向其中分別加入適量的碳酸鈉和碳酸氫鈉固體（約1/2藥匙），再用膠頭滴管分別向其中加入兩滴管3mol/L的鹽酸。
[學生]碳酸氫鈉固體與鹽酸反應是吸熱的，碳酸鈉固體與鹽酸反應好像是放熱的。
[教師]每個人的感覺有可能不一樣，讓我們用數據來說話。
[學生定量實驗]用靈敏數字溫度計先測定鹽酸的溫度，再測定反應后液體的溫度。
[學生2]碳酸鈉固體與鹽酸反應溫度明顯升高，碳酸氫鈉固體與鹽酸反應溫度明顯降低。
說明：讓學生猜想時要注意引導學生說出猜想的理由，防止學生猜想的隨意性。在化學概念的教學中，用實驗作為載體，借助直觀的實驗現象來闡述抽象的科學知識。從猜想到求證時引發的矛盾更能激起學生的求知欲和主動參與化學課堂的激情。
3. 概念因需而生，讓學生“情動”
科學史上，每個概念都是因需而生、渾然天成的產物，不僅合情合理，甚至很有人情味。從克勞修斯、玻爾茲曼到吉布斯，“熵”概念的提出、發展和廣泛應用都有其巨大的學科價值、社會價值。但是很多時候教師僅僅簡單介紹化學史，略顯生硬。筆者嘗試將化學史融入到學生的學習過程中，讓學生和化學家一起發現問題，并且為了解決實際問題，必須要引入新的物理量，讓學生深切感受到概念并不是枯燥的，是有其自己強大的生命力的。
教學片斷Ⅲ：理解 “方向”
[思考1]為什么碳酸鈉與鹽酸的反應能夠自發進行？
[學生]能量有從高能量到低能量變化的趨勢。能量降低是使得化學反應能夠自發進行的因素。
[教師]能量趨于降低是判斷化學反應方向的唯一判據嗎？有沒有什么反應可以說明問題？
[思考2]為什么碳酸氫鈉與鹽酸在室溫下也能自發進行？
（矛盾沖突）除了能量肯定還有其他因素在制約化學反應的方向，是什么呢？
[教師]回顧我們上課前看的一段視頻，我們發現火柴散落后會自發變得怎么樣？
（說明：上課前用視頻引出化學反應方向的課題，視頻是筆者自己拍攝的，并且在后期用會聲會影軟件制作時間軸倒轉效果。分別表現了火柴散落出去，再重新按原路徑回到火柴盒中； 燒杯中的水潑出去，再回到燒杯中。）
[學生]亂！
[教師]所以混亂度應該也是使得過程和反應自發的因素之一。那么如何定量的描述一個體系的混亂度呢？這時我們需要一個新的物理量。
[化學史]160多年前科學家就做了非常多的探索。
（1）1855年德國科學家克勞修斯首次提出entropy（熵）的概念，這是表示封閉體系雜亂程度的一個量，entropy（熵）是希臘語“變化”的意思。
（2）1877年，奧地利科學家玻爾茲曼用下面的關系式來表示系統無序性的大小：S=klnΩ，這就是玻爾茲曼熵公式，被后人稱為影響世界的十個公式之一。
（3）這個概念傳到中國是1923年，德國物理學家普朗克來南京第四中山大學講學，我國著名的物理學家胡剛復教授擔任翻譯，將entropy翻譯為“熵”，從此為浩瀚的漢文字庫中增加了一個新字。
[講解]衡量體系混亂度的物理量叫做熵，符號：S，單位：J·mol-1·K-1
反應前后體系熵的變化叫做熵變。
ΔS>0 （熵增）：表示體系混亂度增大。
ΔS
[教師]現在你能解釋為什么碳酸氫鈉與鹽酸在室溫下也能自發進行嗎？
[學生]在碳酸氫鈉與鹽酸的反應過程中，從反應的整體過程看，反應是吸熱的，但是熵值是增大的，這是反應得以自發進行的主要原因。
[教師]對于NH4Cl（s）= NH3（g）+ HCl（g）；NH3（g）+ HCl（g）=NH4Cl （s）這兩個反應能否自發進行？
[學生]不知道，因為能量判據和熵變判據矛盾。
[引導]能否從實驗事實的角度進行解釋？
[學生]第一個反應高溫下可以自發進行，第二個反應低溫下可以自發進行。
[繼續引導]對你有什么啟示？如何判斷反應的自發性？
[學生]判斷反應的自發性要結合能量判據和熵變判據，有時候還要考慮溫度。
[化學史]1878年，美國著名科學家吉布斯經過大量研究表明：在溫度、壓強一定的條件下，化學反應自發進行方向的判據是ΔG = ΔH - TΔS
ΔG =ΔH - TΔS < 0 反應能自發進行。
ΔG =ΔH - TΔS > 0 反應不能自發進行 。
說明：熵的概念學習和理解過程貫穿從高中化學學習到高等教育的始終，在建構“熵”的概念時，將學生遇到的問題與化學史有機結合起來，讓學生感悟科學探究的曲折和艱辛，體會到某些規律的獲得是一代又一代人努力的結果，激發學生追求科學、勇于創新的情感，培養學生成為事物規律的發現者而不是守衛者。
4. 滲透生命教育，讓學生“感動”
生命教育，是直面生命和人的生死問題的教育；生命教育，就是對學生的生命活動進行關懷，讓學習的過程成為一種享受生命的過程。化學課堂上有很多時機可以滲透生命教育，讓學生在學習化學的過程中，學會尊重生命，學會積極的生存，感受生命的美好、理解生命的意義。
教學片斷Ⅳ：
[教師]熵給了我們一個化學的觀點，更給了我們一個看世界的眼光。最后給大家介紹一本書：薛定諤寫的《生命是什么》，它不僅是一本書，更是一個化學事件，是一個偉大的科學家第一次從熵和熱力學角度解釋了生命。人為什么最終不可避免要面對死亡？人的一生從整體上看就可以認為是一個不斷熵增的過程，但即使死亡不可避免，我們仍然會努力地活著、幸福地活著！
總之，學生主動參與學習的化學課堂是需要教師有全新的教學理念，課上讓學生“心動、腦動、手動、情動”，最后升華為“感動”，最大限度地促進學生主動參與課堂的各個環節，使化學課堂煥發新的活力。教育是什么？愛因斯坦的回答是“把所學的東西都忘了，剩下的就是教育。”知識是容易教授的，技能是容易訓練的，但學科精神、人文涵養的培養是需要用時、用心、用情的。
第4篇：化學中的能量變化范文
一、建構主義學習理論
建構主義學習理論認為學習不是由教師把知識簡單地傳遞給學生，而是由學生自己建構知識的過程。學生不是簡單被動地接收信息，而是在一定的情境即社會文化背景下，借助其他人(包括教師和學習伙伴)的幫助，主動地建構知識的意義，這種建構是無法由他人來代替的。學習過程同時包含兩方面的建構：一方面是對新信息的意義的建構，同時又包含對原有經驗的改造和重組。因此建構主義學習理論認為“情境”“協作”“會話”和“意義建構”是學習環境中的四大要素或四大屬性。
二、建構主義學習理論在化學教學中的應用
化學作為一門學科，在教學中凸顯出以下特點：教學以觀察和實驗為基礎；教學以形成化學概念和掌握知識結構為核心。根據建構主義學習理論，這就要求教師作為意義建構的幫助者，引導學生主動發現問題、分析問題、解決問題，在實驗中主動構建化學概念和化學規律。
(一)變革化學教學方法
以建構主義學習理論為指導，化學教師應該轉變教學方法。例如，讓學生圍繞某個學習主題進行學習，讓學生建立一個相關的概念框架；選定某個典型的真實事件或真實問題，圍繞該問題展開進一步學習，讓學生形成一定的知識框架；或設定一定的情境，讓學生在這種情境中主動發現問題，掌握知識，形成知識體系。
(二)重視已有知識的作用
學生在日常生活中，對一些事物或者現象都有一定的感性認識，形成了一定的經驗性看法。雖然這些看法并不一定合理，甚至有的可能是錯誤的，但大多數經驗知識是有一定生活基礎的，而不是隨意得出的。根據建構主義學習理論，教師在教學之前應重視學生已有知識的作用，讓將要學習的知識與學生已有的知識實現對接，從而有利于學生知識的建構。為了激活學生已有知識，筆者在教學時首先提出當今世界上使用最廣的能源是哪種能源，身邊最為常見的能源是什么樣的能源等這樣的問題。接著讓學生親自實驗：點燃酒精、煤油、汽油等液體燃料，感覺火焰的溫度；向盛有鋅粒的試管中加入稀硫酸，感覺反應的熱效應等。再讓學生小組討論，通過學生在生活中經歷的各種能量變化的例子，引導學生對“化學反應中的能量變化”這一知識的意義建構，得出“化學反應釋放出的能量是當今世界上最重要的能源”“化學反應中的能量變化，主要集中在熱量問題上”的結論。
(三)重視創設學習情境
建構主義學習理論認為，學是在一定的社會文化背景下進行的，總是在一定的情境中實現的。因此教師必須重視創設良好的學習環境，幫助學生實現意義建構。化學作為一門與生活密切相關的學科，化學的現象和規律都在生活中反復出現。因此高中化學學習，就要根據生活實際創設有豐富資源的學習環境，包含許多不同情境的應用實例和有關的信息資料，從而使學生根據自己的興趣、愛好去主動發現、主動探索。教師在化學教學活動中應運用生動具體的事實或問題，營造良好的學習情境。例如，《元素周期表》的教學，為創設理解元素周期律的教學環境，首先提出思考題：如何利用元素周期表判斷元素金屬性與非金屬性的強弱?怎樣通過實驗歸納得出規律?激發學生的求知欲。這樣的問題僅僅是為了激發學生的學習興趣，在教學中教師要讓學生自己動手實驗，親自觀察實驗現象，做好實驗記錄，引導學生邊觀察、邊思考、邊發現問題和解決問題。教師要引導學生根據實驗記錄加以分析、歸納和總結，如有條件還可以運用多媒體作動態演示，幫助學生從中得出同周期元素與同主族元素的結構、位置與金屬性、非金屬性變化的關系的結論。這樣就在一定的學習情境中實現了對元素周期表相關知識的構建。
(四)重視互動學習方式
第5篇：化學中的能量變化范文
一、一維縱坐標
【例1】取等質量(a g)的膽礬兩份,把其中一份溶入水中形成b g溶液,測知溶解時吸收Q1 kJ的熱量,把另一份膽礬加熱,脫去結晶水,冷卻后溶入水中也形成b g溶液,溶解時釋放Q2 kJ的熱量。
(1)膽礬溶解熱為 kJ/mol;
(2)無水硫酸銅溶解熱為 kJ/mol;
(3)由以上數據可知,膽礬脫水熱為 kJ/mol,是 熱過程。
解析:根據題意,繪出能量變化示意圖,其中:E1表示a g膽礬晶體中無水硫酸銅的能量;E2表示b g硫酸銅溶液的能量;E3表示a g膽礬晶體的能量。
答案:(1)250 Q1/a;(2)250 Q2/a;(3)250 (Q1+Q2)/a,吸。
拓展:在解答某一類能量變化題時,若能充分利用“一維縱坐標”,可以使許多有關“能量”高低等之類的問題變得形象、直觀和簡明扼要,以達到“撥開云霧見晴天”之功效。
對于借助數軸來強化化學上有關數和點的知識的理解和記憶,相關資料介紹得也較多,總結起來多集中反映在:溶解性的分類、鐵合金的分類、分散系的分類、溶液酸堿性與pH的關系、沉淀的生成、溶解與pH的關系、反應物的化學計量數與產物之間的關系等,本文不再贅述。
二、二維等邊三角形坐標系
【例2】在一定溫度下,向NaCl飽和溶液中加入KCl后,NaCl的溶解度要降低。當KCl加到一定數量后,會得到同時飽和的NaCl和KCl溶液。在KCl的飽和溶液中加入NaCl,KCl的溶解度也要降低,最后也得到同時為KCl和NaCl所飽和的溶液。這種溶解度變化的關系,可以從等邊三角形坐標表示的圖形中反映出來。等邊三角形坐標可以表示出三種物質的任何質量百分組成。三角形頂點A、B、C分別代表三種純物質。三條邊線表示任何兩種物質混合物的百分組成。三角形內各點表示三種物質混合物的百分組成。例如圖中的p點表示:A20%,B10%,C70%。
在一次實驗中,分析五個飽和溶液的組成,得到如下結果(以質量百分率表示):
請在等邊三角形坐標圖上標出上表中各點的位置,再將各點連成曲線。連結AF和BF。
回答下列問題:
(1)D、E兩點分別表示什么?
(2)F點表示什么?
(3)DF和EF曲線分別表示什么?
(4)如果NaCl、KCl、H2O三種物質混合物的百分組成在CDEF區域內,則該混合物處于什么狀態?
(5)如果混合物的百分組成在ADF區域內,則該混合物處于什么狀態?如果混合物的百分組成在BEF區域內,則該混合物處于什么狀態?
解析:關鍵是讀懂試題信息:三角形內任一點都代表三組分體系,如過p點所引的平行于各邊的“平行線”(取到各邊的相應線段)的長度之和應等于三角形任一邊之長(100%),因此,p點的組成可由這些平行線在各邊上所截距離來表示,按照逆時針方向A、B、C的體積分數分別為20%,10%,70%。
答案:(1)D、E兩點分別表示NaCl的飽和溶液、KCl的飽和溶液;
(2)F點表示NaCl、KCl同時飽和的溶液;
(3)DF曲線分別表示飽和NaCl的溶解度曲線,EF曲線表示飽和KCl的溶解度曲線;
(4)CDEF區域內的混合物則表示NaCl、KCl都為不飽和的溶液;
(5)ADF區域內的混合物則表示含KCl固體的飽和NaCl溶液;而BEF區域內的混合物則表示含NaCl固體的飽和KCl溶液。
拓展:平面等邊三角形坐標系特別適用于表示三組分體系中局部與整體的結構比例。三組分體系在化學、地質、土壤等領域尤為多見,常見的三組分體系如例2的二鹽一水體系、部分互溶的液體體系甚至合金體系等,都可用平面正三角形坐標圖來表示各組分的組成,若進一步按比例組合進行種類劃分,則可變成具有若干特點(如等含量規則、等比例規則及直線規則等)的分類圖,有興趣的讀者可參看文獻[1]。
相比等邊三角形坐標系,平面直角坐標系在化學中的運用更為廣泛,本文不再贅述。
三、空間直角坐標系
空間直角坐標系在結構化學中常用來表示原子坐標。通常用向量xa+yb+zc中的x,y,z組成的三數組來表達晶胞中原子的位置,稱為原子坐標。
【例3】某一立方晶系晶體,晶胞的頂點位置全為A占據,面心為B占據,體心為C占據。
(1)寫出此晶體的化學式;
(2)寫出A,B,C的分數坐標。
解析:當原子處于晶胞頂點,每個晶胞平均有8×1/8=1個原子;當原子處于面心,每個晶胞平均有6×1/2=3個原子;當原子處于棱心,每個晶胞平均有12×1/4=3個原子;而處于體心的則有一個算一個。所以此晶體的化學式為AB3C。
建立如圖所示坐標系(其中:A、B、C分別用■球、■球、■球表示):
則位于晶胞原點(頂角)的原子的坐標為(0,0,0);位于晶胞體心的原子的坐標為(1/2,1/2,1/2);位于ab面心的原子坐標為(1/2,1/2,0);位于ac面心的原子坐標為(1/2,0,1/2);而位于bc面心的原子坐標為(0,1/2,1/2)。
答案:(1)AB3C (2)A(0,0,0),B(1/2,1/2,0)、(0,1/2,1/2)、(1/2,0,1/2),C(1/2,1/2,1/2)
拓展:利用原子坐標可判斷相關晶胞類型。如:晶胞內的任一原子作體心平移[原子坐標+(1/2,1/2,1/2)]能得到與它完全相同的原子則為體心晶胞;晶胞中的原子能發生如下平移中的一種:+1/2,1/2,0或+0,1/2,1/2或+1/2,0,1/2,則為底心晶胞,分別稱為C底心晶胞、A底心晶胞、B底心晶胞;而晶胞中所有原子均可作在其原子坐標上+1/2,1/2,0;0,1/2,1/2;1/2,0,1/2的平移而得到周圍環境完全相同的原子則為面心晶胞。
此外,在兩點間的關系用夾角和距離很容易表示時,極坐標系便顯得尤為有用;而對于原子中的電子在核外的球形對稱場中運動的描述,將直角坐標轉換為球極坐標更為方便,如球坐標系下的薛定諤方程等。關于這些坐標系在化學中的運用主要是基于量子力學模型的化學知識。
第6篇：化學中的能量變化范文
關鍵詞：能量守恒；高中物理；教學方法
一、能量守恒的教學
在教材中能量的內容主要包含力學機械能以及分子能量、電磁場能量等.對于這些內容，學生都不會陌生，但是真正讓他們講出原因來卻很困難.這就需要教師引導學生了解能量體系，研究其能量的能量值與能量變化，比如，對能量值的計算有基本公式；磁場能量卻沒有公式可循，這就需要教師進行詳細的講解，讓學生歸納能量變化時對應力的情況，通過這樣的對比歸納，學生就能理解：能量的轉化度就是功.只有讓學生腦中形成一個概念，解決問題才會方便.同時，也可以通過做實驗來發現變力并作出解答.教師也應該著重強調，能量變化與功是相輔相成的，只有牢牢的記住能量與功的關系，才能熟練的應用其原理.
在學習電能變化與分子能變化時，教材中沒有寫出計算公式，學生對這兩種能量的理解較淺，很難掌握理解.針對這一現象，可以利用對比的方式理清分子力做功與分子是能變化之間的關系等.比如，重力做功與重力勢能變化之間的關系就是重力是能減小多少就是重力做多少正功，重力勢能增加多少就是重力做了多少負功.即 .同樣，分子勢能的變化也是分子力做功的變化，由于二者之間的兩只相等，所以也體現出功與能之間的關系.也可以可指導學生在思考時從機械能守恒條件入手.如，一個能量系統去掉重力還有其他力在做功，那機械能是怎么樣變化的？這樣學生就可以通過推理來算出能量不守恒的定論，其他力做多少正功都是與機械能成正比的.也就是說正功增加機械能增加，付功增加機械能減少.這樣的題目也體現了功和能之間的關系.這是物理學中比較常見的解題方法，學生只要懂得利用這樣的方法就能夠較好的理解能量守恒定律.
二、不容忽視的能量守恒定律
能量守恒是較為常見的規律之一，是針對各種守恒與能量轉化的.正是因為這條意義過于簡單，所以學生往往忽視了能量守恒的存在.其具體變現為，有時候學生錯誤應用，有時候學生忘記應用.學生在應用中不能夠分析出對能量損失.比如，在物體的碰撞過程中損失的機械能.磁場震蕩中輻射的損失等.對于錯誤應用，我發現這與教師在教學中的引導有著莫大的關系，導致學生經常無電阻無摩擦損耗作為能量守恒的解決條件.比如，在電磁場的教學中，重點是分析震蕩中的能量轉化，卻不能忽視電磁輻射的能量損失.有些教師就是忽視的輻射損失，導致學生錯誤應用能量守恒.所以，在實際教學中，教師應高重視教材的知識點以及教材的連貫性以及內在聯系，讓學生能夠全面的分析和了解物理現象中出現的能量守恒問題.
在高考中，能量守恒考題主要分多體和單體問題，單體的機械能守恒在高考中基本不會出現，都是以多體能量守恒為主，主要開叉在多個物體組成的能量系統中出現的能量守恒問題.這類的習題我們要從整體意識入手，將多個物體化零為整組成一個能量系統，這樣機械能量守恒定律才適合這個系統，也就是：組成系統的各個物體之間只有動能和勢能之間的轉化，沒有機械能與其他形式的能量之間的轉化時，則系統的機械能守恒.
從上面可以看出，高中能量守恒定律是有章可循的，只要將問題按照模型進行分類，向學生灌輸模型概念，并且找出每種模型的規律就會找到對應的解題方法和技巧.比如，解決滑槽模型類的問題，就是認清物體運動的過程，找到運動過程中的最低點以及最高點時速度相同的條件，這樣就可以輕松解決問題.同樣動量守恒也可以建模，如典型的碰撞模型滑塊 模型，這種模型之間索然沒有本質上的區別，但是也要想學生講明，動量守恒的過程與條件.在這個過程中，首先要開發學生的思考，讓學生腦中出現一個完整清晰的物理情景.隨后闡述總物理過程并分成若干個子過程，這樣學生的思維就會變得活躍，能量守恒問題也就迎刃而解.
綜上所述，高中物理最重要的內容之一就是能量定律，但是有的能量有計算公式，有的能量沒有，這就導致多數學生不懂得靈活的運用這個定律，教師只有通過精煉精講的方式帶領學生自主探究，逐步的發展學生思維能力與觀察能力，在沒有先進的試驗器材時可以采用常規試驗器材，只有學生經歷了試驗過程才能夠更好的理解能量守恒定律.因此，有效提高學生的探究能力就能提高學生學習物理的興趣，這也是將物理教學的有效性提高了.
參考文獻：
[1]徐高本.機械能守恒顯神通（高一、高二、高三）[J]. 數理天地（高中版）， 2004，（12） .
[2]肖立.例析三類系統機械能守恒習題[J]. 數理化學習（高中版），2007（9）.
第7篇：化學中的能量變化范文
關鍵詞: 物理教學 類比 KPK
類比是物理學中常用的一種教學和學習方法,把已經熟知的事物(類比對象)類比為未知的事物(研究對象),然后根據兩個對象之間存在著某種相類似的關系,利用邏輯推理的思考形式,從已知對象具有的某種性質推出未知對象具有相應的性質。奧蘇貝爾強調,新的學習必須能與已有的認知結構中的舊經驗取得關聯,才是“有意義的學習”。他提出的比較性先行組織者就是運用類比的方法將新概念與認知結構中現存的舊概念作聯接,以獲得新知識。這種通過學生已有的舊經驗來同化,調整新知識的學習方式,正好符合建構主義的基本主張。
物理學史上利用類比的方法對物理學作出杰出貢獻的例子很多,比如1767年普利斯特列以非凡的洞察力領悟到電力可能與萬有引力相似,都符合反比平方定律,這一點在1784年被庫倫通過扭秤實驗所驗證;日本物理學家湯川秀樹把核力和電磁力進行類比,認為電子間的相互作用是通過交換某種媒介粒子而間接地發生,從而提出核力的介子理論。在物理教學中,類比方法也是學習和科研的一種行之有效的重要手段。教師可把聲波與光波、電磁振蕩與簡諧振動等進行類比,將已知的知識經過經驗遷移,運用到未知的知識中,把它們聯系起來從而發現新規律,推出新知識。
德國卡爾斯魯厄物理課程(簡稱KPK)是一套全新的思維結構和教學方法的物理教材,此課程的特色之一就是采用了大量的類比方法重構了學生來自生活世界的概念。其中的類比方法按認知層次大致可以分為兩類。
一、形式特征的類比
形式特征的類比主要在比較來源和目標兩者的表面特征的相似性,從形式上建立一一對應關系,屬于較低層次的認知。在KPK中把實物型量類比為實物,我們可以像處理實物(比如水、空氣等)一樣來處理這些量。這些實物型量包括質量、能量、電荷量、動量、角動量、熵等,它們都可以被想象為一種物質或液體。能量可以從一個物體傳遞到另一個物體上,在形式上具有流動性,因此我們就可以把能量看成流體來研究。
1.語言描述方面,我們可以說電荷量從A流到B或者說電荷量離開A到達B。例如,圖1中電動機正在給電容器右邊的極板做功,電場中左邊極板的勢能在增加。如果用實物型特性可以描述此過程為:“能量通過繩子和右邊電容器極板流進電容器的電場。”圖2中人拉繩子,使小車動量發生變化。我們可以說:“動量通過繩子流進小車。”像這樣的日常生活中的語言對于沒有學過物理的學生來說都是非常熟悉的,也便于理解。
2.概念表述方面,KPK依據已知概念形成的思維路徑,構建了新的概念。例如生活中我們通常將能夠完成液體或氣體從低壓處傳輸到高壓處的工具叫做“泵”。在電學中,電源在能使電量從低電勢流到高電勢,就像水泵一樣使水從低壓處流動高壓處,因此在KPK中電源叫做電泵。類似的,在力學和熱學中把這樣的泵叫做動量泵,角動量泵和熱泵。在化學反應中叫做反應泵。再比如,表1通過形式上的轉換把動量流和水流之間進行類比。
二、結構性特征上的類比
結構性特征的類比是根據來源于目標所潛存的屬性特征或功能等相似性,進行關系的對應,屬于高層次的認知。KPK物理課程是以實物型量為中心概念,用實物型量流來構建整個課程。“流”的思想貫穿著整套教材。
根據吉布斯基本方程式:dE=TdS+φdQ+vdp+μdn+…在數學結構上的變換得到能量在各分支學科的傳遞方程:P=TI+φI+vF+μI+…稱之為能流方程。其中TI表示熱能;φI表示電能;vF表示機械功;μI表示化學能。能量變化的形態取決于能量變化不為零的那一項,如果TI是唯一不為零的項,那么能量就以熱的形式變化,這樣方程就可以簡化為:P=y?I。根據這種結構特征上的相似性,我們不但很容易看出物理學各分支學科的類比關系,而且把化學、信息學與近代物理的部分都統一在一個結構之中。任何一個物理過程都是能量流動的過程,而能量的流動總伴隨著一個或一個以上的實物型量的流動。這些物理規律和結構重復出現在各個學科之中學生只需要學習一次,如要掌握可以較大程度地提高學習和教學的效率。
通過這種結構上的類比,便得到了簡單而有效的能量傳遞的圖像,如圖3在KPK中把這種圖叫做能流圖,其中能量收發器是指在物理過程中可以提供或接收能量的裝置。例如圖4就是發動機工作的能流圖。任何一個物理過程都可以通過類似的能流圖來表示,從而在學生的頭腦中把物理過程加以形象化。
類比方法符合人們的認識事物的規律,不僅可以把新的知識納入到原有的知識中去,把抽象的概念變形象,變難為易,而且可以在學習知識的過程中舉一反三、觸類旁通。當然這種類比方法不能過度地使用,類比教學也是有限制的,在這里就不作具體說明。KPK通過大量的類比方法增加了學科之間的聯系,進一步完善了物理學的知識體系,同時學生的知識遷移能力也得到了增強。這種課程的設計思想可以對我國的物理教材起到很好的啟示作用,從而推動我國的物理教材的改革。
參考文獻:
[1]蔡鐵權,姜旭英,胡玫.概念轉變的科學教學[M].北京:教育科學出版社,2009,(3):282-288.
[2]F.Herrmannand,G.Job著.陳敏華譯.德國卡爾斯魯厄物理課程――中學物理(1、2、3)[M].上海:上海教育出版社,2007,(9).
[3]陳敏華.德國卡爾斯魯厄物理課程的結構和特色[J].物理教學,2007,(11).
第8篇：化學中的能量變化范文
不同學科知識間的聯系對比，比如蘇教版化學必修一第一單元學習的是物質的分類方法，此時就可以引導學生思考，其他學科中有沒有學過分類這個知識呢？比如生物學中有沒有分類呢？學生經過思考，有的，生物分為植物和動物，動物又分為脊椎動物和無脊椎動物，脊椎動物還可以再細分.語文中的分類也很常見，可以將詞分為名詞、動詞、形容詞、數詞、量詞等.數學中可以將數分為正數、負數，整數、分數等.看來一切學科都要涉及到分類這個知識，這也是認識世界的最基本的方法.在講化學反應與能量變化的時候，可以聯系物理中的知識，自然界多數的反應都是向著能量減小的方向進行的，即生成物的能量小于反應物的能量，鐵在空氣中很容易變成鐵銹，而鐵銹卻不可能在自然條件下變成鐵.物理中有類似的現象，一個小球從山坡上滾落，最后到靜止，它自身的能量降低了，損失的能量變成了其他能量，而小球不會自動的從低處向高處運動.在講元素周期律的時候，講到元素金屬性和非金屬性的遞變規律的時候，講到鋁元素，其氫氧化物顯兩性，既可以和酸反應，又可以和堿反應.學生就不好理解了.金屬和非金屬實際上沒有絕對的界限，同一周期的元素隨著原子序數的遞增，金屬性減弱，非金屬性增強，中間肯定會出現既表現出金屬性，又表現出金屬性的元素.而類似的如生物中的兩棲動物既有魚類的特征又有爬行動物的特征，物理中導體和絕緣體中也有過渡的材料――半導體.
學科內新舊知識的聯系與對比，蘇教版化學教材其中一個編寫思路就是對于一個知識不是一次完成，而是循序漸進的.很多在必修內容中學過的知識點，在選修中還要學習，在初中學過的，高中還要學習，當然知識的難度加大了，知識面更寬了.比如甲烷、乙醇、乙酸、葡萄糖等，在初中化學中只是簡單地介紹化學式，一些化學性質和反應，而高中教材就要從分子結構官能團的角度去分析為什么這些物質具有相應的性質，在高中學習這些知識的時候，回憶一下初中的知識，讓學生感到不陌生，而樂于接受.將新舊知識中很類似的、容易混淆的內容進行對比，找出他們的本質區別，相同之處，有助于記憶和理解.原電池和電解池是能量轉化方式相反的裝置，就要讓學生有一個整體的認識.從構成上來看，有什么相同和不同之處？氧化反應發生在原電池的哪一極，電解池的哪一極？它們分別是進行能量轉化的？再如同位素、同素異形體、同分異構體、同系物，要放在一起好好研究一番.
聯系生活，一切知識來自于生活.要培養學生關注生活，熱愛生活的品質.在講常見化學肥料的使用和性質時，對于農村的同學，可以說是有利的，教師就可以引導學生思考使用化肥和保存的時注意的幾個問題，為什么化肥要放在干燥陰涼處？為什么碳酸氫銨化肥打開袋子就會聞到刺鼻的氣味？因為銨鹽受熱易分解，碳酸氫鹽也容易分解.城鎮的學生聯系學校周圍的工廠，比如我們學校附近有一家水泥廠，為什么水泥廠建在山坡下？原料中要用到石灰石，附近山上的石頭正好是石灰石.我國的水泥產量在世界首位，知道這個能增強學生的自豪感.又要讓學生意識到水泥是高耗能高污染而附加值很低的產業，我們要發展節能環保材料.聯系我們的衣食住行，這些還會激發學生的學習興趣，我們的衣服一般是由哪些材料制成的？化纖、棉麻和絲毛.對比一下它們各有何優缺點？怎樣簡單地區分化纖與棉織物和羊毛織物？可以用摩擦生電和灼燒聞氣味.糖尿病人生活飲食應該注意不能吃哪些食品？不能吃淀粉含量很高的.為什么酒是陳的香？酒精長時間氧化生成了具有香味的酯類.要讓學生認識到，學習化學不是去應付考試，而是在以后的生活中有很強的實用性.不要一畢業就把所學知識全部還給了老師.
聯系新聞事件，歷史知識.培養學生形成環保意識，正確的世界觀.最近的敘利亞危機，美國干涉的理由是敘利亞大量擁有并已經對民眾使用化學武器，其中懷疑擁有大量的沙林，一種神經性毒劑，還有腐爛性毒劑――芥子氣，也是臭名昭著的一種毒氣.敘利亞使用毒氣固然不對，但美國為了自己利益在世界對其他國家內政暴力干涉，并造成更混亂的結局，更大的災難更是不對的.再看國內，最近幾年沿海的青島經常發生滸苔大規模爆發，使本來優美的海濱浴場變得面目全非，每年都要耗費大量的人力去打撈，是怎么產生的？是工農業生產以及生活排放的污水中氮磷等元素造成海水中的濃度過高.西氣東輸是造福人民的大動脈，輸送的是什么氣體？甲烷.這些氣體是如何產生的？這些氣體還存在于什么地質構造中？菲律賓越南等一些國家不斷侵擾我南海海域，就是因為海床下除了石油之外可能擁有大量的甲烷水化物――可燃冰.我國古代曾經創造了輝煌的青銅文明，為何青銅的使用要比鐵器早？因為銅的性質不活潑，越是不活潑的金屬發現和使用的越早，金銀有天然單質存在，使用也很早，反之越晚，鋁現在是很普通的材料，在拿破侖時代卻比黃金還要貴重.我國在古代科技包括化學曾領先于世界，近代卻落后了，啟發讓學生思考落后的原因.
第9篇：化學中的能量變化范文
1. 時代性 與舊教材相比，新教材內容更具備“淺、寬、新”的特點，增加了當今社會的熱點知識，跟蹤新科技、新發展，更加關注環保問題和能源問題，更具有時代性。
（1）跟蹤新科技、新發展。 新教材根據學生的好奇心和學習興趣，增加一些大自然奧秘、尖端科技成果等科技發展。舊教材中也曾經介紹了一些科學家的某些發明和發現，大部分是經典原理知識，有些是同學們早已聽說或已有所了解的。新教材除此外增加了較多最近的新科技、新成果等現代內容。通過對新科技、新發展的學習和了解，同學們不僅學到了有關化學知識，而且學習了科學家們從身邊小事發現問題，研究問題和解決問題的探索精神和科學研究的思維習慣，培養了熱愛自然、熱愛科學的品質。
（2）關注環保問題。 隨著科學技術的發展和人民生活水平的提高，將不斷產生一些新的影響環境的有害物質。我們可以通過化學知識找到破壞環境的因素，從而研究出減少破壞環境的方案，甚至杜絕污染源或變廢為寶的策略。保護環境已成為人類共同的呼聲。
（3）重視能源問題。 新教材更突出能源問題，在第一章第三節“化學反應中的能量變化”，系統講解化學反應中的能量變化規律，燃料的充分燃燒時產物對環境的影響及熱能的利用。介紹了目前世界石油、天然氣和煤炭儲量，使同學們認識到人類社會的發展與能源消費的增長是密切相關的。我們現在使用的能源主要是煤、石油、天然氣，這些化石燃燒是不可再生的，是有限的。為了更好地解決能量問題，人們也正在尋找新的能源。補充“能源的利用與人類進步”的閱讀材料，可以看到隨著科學技術、生產力的發展，能源的利用經過柴草能源時代、化石能源時展到了多能源時代，同時能源利用的進步也促進科學技術和生產力的發展。怎樣提高太陽能的利用率、開發理想的無污染能源便成為新能源開發領域中的研究熱點，同學們通過參與這些熱點問題的討論，可以激發學習化學的熱情。
2. 生活化
（1）聯系社會生產和生活實際。 生活生產處處離不開化學，聯系生產、生活學習化學，使學生身臨其境，倍感親切，用化學原理去分析解釋生活現象及生產原理，可以使學生學得輕松自然，也可激發學習興趣，可以感覺到身邊處處有化學，使學生意識到學習化學的必要性。新教材在這一方面增加了一些重要內容。
（2）增加和改變實驗內容和形式。 隨著教材內容的更新，實驗的內容和形式也有較大變化。演示實驗比舊教材更新穎、趣味化。在“鈉與水反應”的實驗中，實驗儀器的選擇改用人人熟悉的空塑料瓶，操作過程簡單，現象明顯，能有力證明鈉與水反應生成氫氣和氫氧化鈉。在做“Na2CO3、NaHCO3與HCl反應快慢比較”的實驗中，要求在試管口套有小氣球，通過氣球鼓起快慢和大小，聯系生活實際，形象直觀地說明了問題，能加深學生對知識的理解和掌握。
學生實驗既注重與初中知識的銜接，強化了實驗基本操作，也增加了日常生活中常見的趣味實驗，比如利用碘的性質的指紋檢查實驗，利用自然界中的花、果、莖、葉中的色素自制指示劑實驗等，在教學中都起到好的效果。
高中新教材發揮初中教材的優點，增加了“家庭小實驗”欄目。高中第一冊主要有“收集材料制實物標本”、“發酵粉產生CO2”、“白紙顯字”、“制分子模型”、“測定雨水的PH”等五個家庭小實驗。這些小實驗是課堂教學的延伸和鞏固，對理解相關內容大有幫助，同時利用生活中的現象與課本知識相聯系，有助于激發學生的學習興趣，有利于培養學生科學探索精神和動手操作能力。
3. 體現學科融合性
（1）與理科間的融合 。 隨著考試制度的改革，新教材更加注意與生物和物理之間的交交匯和滲透。在講述氧化—還原反應時補充了食物在人體中被消化及釀酒的實例；在NaHCO3的性質后，補充了NaHCO3是焙制糕點所用的發酵粉的主要成分之一；有講元素周期表時插有“元素在人體組織、體液中富集情況示意圖”，還有碘的化合物對人體的作用，有毒物質的中毒原理等體現了與生物學的緊密聯系。在講鈉的用途時講鉀鈉合金用于原子反應堆的導熱劑，在講述摩爾時提到千米、克、秒等物理單位，及氣體摩爾體積中相聯系的氣體狀態方程，原子結構中的原子、電子、α、β、γ三種射線等的發現，硅在電子工業中的發展起到的作用，光導纖維等，以及研究某物質性質時討論的狀態、熔沸點、導電性等方面，無不體現了化學與物理學的緊密聯系。
（2）與文科間的融合。 新教材中增添了許多閱讀材料，為了幫助理解相關化學知識離不開語文知識的指導作用；化學用語部分離不開外語知識的幫助；閱讀材料中的歷史知識使學生輕松了解化學的發展史；天氣預報和空氣質量日報及地質變遷、天體成分分析、彩頁中的“南極上空臭氧層的變化”也體現了化學與地理知識密不可分。
