化学中的能量变化精选(九篇)

前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的化学中的能量变化主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。

第1篇：化学中的能量变化范文

关键词 化学观念建构 能量观 初中化学教科书 科学探究

1 能量观的内涵

促进观念建构的教学有利于促进学生对知识的深层次地理解，更有利于学生未来的发展。《义务教育化学课程标准（2011年版）》明确了形成化学基本观念在化学教育中的重要意义，化学能量观作为重要的化学学科观念，在九年级学生初学化学期间就开始逐步建构，是认识物质世界、理解科学的关键观念，有利于学生了解从能量的角度研究物质及其转化的思维方法。《义务教育化学课程标准（2011年版）》明确指出“义务教育阶段的化学教育，要激发学生学习化学的好奇心，引导学生认识物质世界的变化规律，形成化学的基本观念……”山东师范大学毕华林教授认为：化学基本观念，是指学生通过化学学习，在深入理解化学学科特征的基础上所获得的对化学总观性的认识。化学基本观念不是具体的化学知识，也不是化学知识的简单积累，而是学生通过对所学知识的深刻理解，在化学知识基础上概括提炼出来的。当学生在多年以后逐渐地将所学的学科知识遗忘，教育所给予人们的无非是当一切学习过的东西都忘记后所剩下来的东西。那这些剩下来的东西是什么？这个时候观念建构就显得尤为重要。

能量变化是化学反应的基本特征之一，而且能量观是化学学科的核心观念，是化学学科研究要考虑的重要问题，是研究物质的理科课程的共通问题；然而现在对中学化学的教学研究中，多数偏向于微粒观、元素观、变化观等，缺乏对能量观的研究；有的研究将能量观点纳入变化观之中分析。梁永平教授对中学化学能量观提炼出以下要点：（1）物质的分子或原子具有内能；（2）核外电子按照能量高低分层运动；（3）原子之间的强烈作用使原子处于能量较低的稳定状态；（4）物质转化过程伴随有能量转化；（5）物质分子发生有效碰撞是物质转化的必要条件；（6）物质转化过程中能量是守恒的；（7）原子核内贮存有巨大的能量。梁永平教授认为能量观的建构有利于学生形成核外电子运动的能量思维方式，了解从能量的角度研究物质及其转化的思维方法等。此外梁永平教授还探讨了能量观建构的基本策略。该阐述虽然详尽，但由于能量观基于物理学习，又与微观世界联系，抽象程度比较高，所以多在高中阶段关注，初中阶段则鲜有研究和实践。

学生在九年级初次接触化学，启蒙阶段其实是建构化学基本观念的重要时期。我们在对2011年版义务教育化学课程标准、2012年修订的人教版九年级化学教科书进行文本分析、联系的基础上将与能量有关的化学学习内容进行分析、归纳，得出能量观的重要性，有利于丰富、完善初中化学教学的内容。

2 课标与教材中能量观点分模块例析

我们按照九年级化学的“科学探究”、“身边的化学物质”、“物质构成的奥秘”、“物质的化学变化”和“化学与社会发展”5个模块，分别举例对能量观进行阐述。

2.1物质的化学变化

正如上文提及，能量观往往作为变化观的一部分，能量变化是化学变化的重要特征，所以该模块是最直接体现能量观的部分，在课程标准“化学变化的基本特征”二级主题中，明确指出“知道物质发生化学变化时伴随着能量变化，认识通过化学反应实现能量转化的重要性”。人教版修订教材在第一单元课题1阐述化学变化的基本特征时，明确指出“化学变化不但生成其他物质，而且还伴随着能量的变化，这种能量变化常表现为吸热、放热、发光等”，点明了这种能量变化可以作为判断化学变化的重要特征，并且化学反应中能量变化存在多样性。

课程标准在本模块里提供了3则与能量相关的学习情境素材。

[例1]生石灰和水反应放出的热量能煮熟鸡蛋

该素材在人教版修订教材中，被安排在第七单元课题2“燃料的合理利用与开发”，作为学生认识“化学反应中的能量变化”的导人实验，学生通过实验的体验有利于消除迷思概念：只有通过燃烧才能获得能量吗。该课题借此明确点明物质变化过程中伴随的能量变化是化学的重要研究对象，体现利用化学反应释放能量的燃料对于人类社会的重要意义。

人教版原教材曾经应用镁条与盐酸的化学反应作为例证，但与如今的实验相比，与学生的生活经验距离太远。生石灰取材于食品干燥剂方便易得，与水的化学反应既是生活中制备澄清石灰水的实验方法，又作为九年级化学中获得碱的重要途径；既是历史典故背后的化学道理，又是生活中即热饭盒的运作原理，也可以作为误服干燥剂带来的伤害解释之一。

[例2]葡萄糖在体内释放能量

作为对人体最重要的化学反应之一，该案例最早出现在生物教材中。但是此时初中生在物理中还没有学习到能量的概念，所以难以深入体会。在人教版化学教材“氧气”课题中，动植物的呼吸作为典型的缓慢氧化之一，并指出放热是氧化反应的特征之一，但是在缓慢氧化中并不容易被察觉。在“人类的重要营养物质”课题中，明确给出葡萄糖在酶的催化作用下缓慢氧化的化学方程式，并指出放出能量的作用是供机体活动和维持恒定体温的需要。并且用1g葡萄糖释放的能量数值、糖类提供能量占据人体所需的百分比等数据强化该反应释放能量的意义所在。

由于该模块是化学的学习基础，且与实际问题联系紧密，所以人教版九年级化学教材将以上2则案例分散在“燃料及其应用”、“化学与生活”2个单元中。

[例3]干电池和充电电池

电池与化学主要是高中化学课程内的重要学习内容，但义务教育课程标准一直给出这样的建议，尤其在“活动与探究建议”中列出“观察铜锌原电池实验”。人教版教材没有安排该实验和详细知识介绍，只在“金属资源保护”中介绍了废旧电池的污染。其实该素材能充分体现化学能与电能之间的转化，而且学习物理教材中的水果电池已经对化学能转化为电能有初步了解，所以九年级化学教学已经具备了介绍化学电池的基础，沪教版教材在第九章“化学与社会发展”中，针对“能源的综合利用”，并结合生活、科技中几种不同类型的电池、化学能转化为电能的铜锌原电池实验，引导学生了解化学能转化为电能的化学反应形式；电能转化为化学能在九年级化学教材中的典型案例就是电解水，但教材的重点落在微观解释，也没有对其他电解反应过多阐述。

2.2身边的化学物质

物质转化过程中伴随有化学能与热能、光能等的相互转化，这种认识不是通过告知的方式形成的，而需要在化学变化现象的不断积累中得到强化。在建立化学变化概念的时候，不仅要注意到有新物质生成的关键特征，也要注意到所伴随的热能、光能等现象。所以化学物质的反应事实是九年级化学教学内容中学习、体验能量变化的重要载体。具体事实的学习是化学能量观形成和发展的基础，没有一定的事实积累，很难形成一定的化学能量观。

[例1]氧化反应

氧化反应是九年级化学最重要的一类放热反应，课标要求“知道氧气能跟许多物质发生化学反应”，在教材中体现为非金属单质、金属单质、一氧化碳以及以甲烷、乙醇为代表的诸多有机物与氧气的反应。氧化反应的能量释放通过实验现象多有呈现，例如铁丝燃烧时的熔化与火星四射都是能量释放的效果；又如红磷燃烧测定空气中氧气含量时大量放热，如果不冷却就继续实验，会导致实验误差；碳单质、氢气、酒精、甲烷和一氧化碳等物质在氧气中燃烧放热更加是它们成为燃料的先决条件。化学反应中的能量还可以通过光能形式释放，例如镁条、硫黄等物质燃烧中的发光现象。

[例2]溶解中的能量变化

溶解不是单纯的物理变化，其中伴随的能量变化其实也涉及到微粒的运动与作用力，当然九年级教材只要求从温度表征层面了解即可。课标里在“水与常见的溶液”二级标准中提出的活动与探究建议有“实验比较氯化钠、硝酸铵和氢氧化钠3种物质在水中溶解时的吸热和放热现象”，人教版教材也有具体的实验探究活动与该建议配套，不仅要求观察溶解过程中的现象，还要求记录溶解前后的液体温度具体数值并加以比较，来了解溶解吸放热的情况——这是一种半定量的实验思维去建构能量观的教材呈现方式。另外，人教版教材在“浓硫酸的腐蚀性”部分，强化突出浓硫酸稀释实验，并提示通过触觉感知、现象分析等途径了解这一典型的溶解放热现象，以此点明稀释要点。

2.3物质构成的奥秘

微观世界同样伴随着种种能量变化，虽然九年级尚未涉及化学键与分子间作用力的问题，但是核外电子运动本身就是一种能量的反映，核外电子按照能量高低分层运动，这在人教版“物质构成的奥秘”单元中有明确描述。

而分子和原子本身就具有能量，温度越高，原子和分子的运动就越剧烈，物质具有的热能就越大。人教版教材中利用品红在热水中扩散加快的案例进行了例证。

课程标准要求认识物质的三态及其转化——虽然相关知识在物理中已经涉及，但是九年级化学需要学生了解温度对物质微粒运动和间距的影响，从而深入理解其对物质三态转化的影响。

2.4化学与社会发展

能量是人类生存和发展基本三要素之一，人类研究能量的最终目的是更好地获取和应用。所以“化学与社会发展”模块与其他模块充分联系，有利于在知识在社会和生活的应用中建构能量观。

[例1]燃烧和燃料

燃烧作为氧化反应的重要表现形式，也是最重要的放热反应之一。笔者认为教学中不应只拘泥于“认识燃烧、缓慢氧化和爆炸发生的条件，了解防火灭火、防范爆炸的措施”，还需要了解那些加热释放氧气的化学物质如高锰酸钾、氯酸钾、硝酸钾和双氧水等同样会体现助燃的效果，所以在药品存放、使用安全方面需要注意——这一点在事实水平上能强化学生对燃烧的理解，也能完善学生的实验安全意识。当学生在日后的深入学习中对于原子结构有了一定的理解性认识，就可以在氧化还原水平上认识燃烧现象，从而将发光、发热与原子得失电子等事实联系起来。虽然在九年级化学教学内容中无须从微观层面诠释燃烧和氧化反应，但是在能量观建构中不断发展对燃烧现象的理解，也是强化物质转化伴随有能量变化认识的重要举措。

基于燃烧反应，一些热值高、来源广的可燃物，成为对人类至关重要的燃料。在九年级化学学习过程中，学生如何“认识燃料完全燃烧的重要性”？人教版教材以碳的不完全燃烧为例，指出不完全燃烧导致的燃料燃烧利用率降低，既浪费资源又污染空气；还从燃烧三要素角度提出燃料充分燃烧的2种方法。

[例2]为人类提供能量的营养物质

课程标准中要求知道一些对生命活动具有重要意义的有机物，其中最主要是供能物质，除了葡萄糖为代表的糖类，还有蛋白质和油脂。人教版教材对这些营养物质的供能数据和对人体一日的需求满足百分比做出定量描述，见表1。

2.5科学探究

人教版教材里，科学探究模块的要求除了在第一单元有独立的设置，大部分内容通常渗透在各个课题的教学中。

温度是分子平均动能的外在表征，在“走进化学世界”单元里，能量观渗透在蜡烛和酒精灯火焰的温度测定之中。而作为最常见的反应条件之一的加热，则是一种为反应体系提供能量的方法。

3 九年级化学教学中能量观建构的建议

通过文本分析，我们发现能量的观点渗透在九年级化学各个模块，且不能通过孤立的知识呈现出来，往往需要不同模块的联系和支撑。例如，课程标准里“物质的化学变化”模块提供的2则情境素材（生石灰与水的反应、葡萄糖的供能反应），在教材中分别出现在“燃料及其利用”、“化学与生活”2个单元中，体现与“化学与社会发展”模块的综合。笔者结合在江苏书人教育集团面向化学特长生的教学实践，谈一谈在九年级化学教学中建构能量观的建议。

3.1吸热还是放热

判断一个化学反应吸热还是放热，逐步建构能量观的最简单方法就是请学生去感受实验中的温度变化。生石灰与水反应，让学生用手触摸试管，温度的变化给予学生最直接的体验，而且请同学在不同时间段感受温度逐步升高的趋势；锌粒与稀硫酸反应制备氢气，别只局限于实验原理和装置，也让学生摸摸试管——也是烫的；酸碱中和时，不要局限于指示剂的变色这种明显的现象，也让学生触摸试管——热的。几次摸试管就可以引发学生对化学反应的热量从哪里来的疑问和思考，通过温度变化的体验潜移默化地建构化学能量观。

观念建构教学的问题还应有一定开放性和挑战性，使学生能从多个角度、多个方面进行思考，不同能力水平的学生可以得到层次、范围不同的结论。

例如，在九年级的化学教学中有很多放热反应的典型案例，但是人教版教材对吸热反应只提及一句话：炭和二氧化碳的反应是吸热反应。学生没有感性认识，理解起来比较困难，建议在这里补充另一个吸热反应的实验：氢氧化钡固体和氯化铵固体在烧杯中研磨，实验前，在烧杯底部放一片硬塑料片，在硬塑料片上滴2滴水，再将固体混合物研磨，过一会儿硬塑料片就和烧杯粘在一起。

由这个补充实验想到：判断一个变化（无论是物理变化还是化学变化）吸热还是放热，是否只有各种教辅书上提及的温度计的方法？以浓硫酸溶于水放热为例，我们可以引导学生思考放热除了对温度有影响，还会引起气体压强、空间体积、物质溶解度、物质状态等的变化。结合学生的思维我们得出如下几种可能的角度：①温度的变化，除了使用温度计外，用手去触摸感受最直接但是无法定量比较，基于目前化学实验教学的现代化，还可以向学生介绍数字化实验在监测温度变化中的应用——温度传感器可以即时反映温度的改变趋势和变化幅度，是作为研究化学反应能量变化的重要手段；②气压的变化，我们可以采用如图1的实验装置，由于溶解放热会引起气体压强增大，所以通过观察液面a、b的变化进行判断；③可以通过一个体积可变但压强恒定的容器（例如带活塞的气缸），观察活塞的运动，了解体积的变化；④如图2所示，将烧杯置于涂有石蜡的木块上，再将浓硫酸和水混合，通过观察石蜡状态的变化，判断反应是放热还是吸热；⑤如图3所示，将浓硫酸和水混合后的试管放在盛有饱和澄清石灰水的烧杯中，观察固体的析出情况。

通过实验表征观察、分析能量变化，是重要的化学学科方法，也是建构能量观的重要途径。

3.2拓展对燃料的认识

九年级化学的“化石燃料的利用”、“能源的利用与开发”教学常常陷入科普化怪圈，如何让这部分内容化学味道浓厚一些？例如以下这些问题就不拘泥于一般的考试题目，但引导学生对化学学科问题深入思考，能充分调动学生思维和积极性：

（1）燃烧能为我们做什么？

（2）是不是所有可燃物都可以充当燃料？充当燃料必须具备怎样的特征？

（3）联系国内现状，如何综合分析国内大众使用三大化石燃料的利弊？

（4）给出煤气、液化石油气、天然气的价格和热值，从定量的角度分析家庭使用哪种气体燃料最经济？

如果与其他单元联系，则可以有更有意义的问题衍生出来。观念建构的问题本身应该潜在地体现与学习者原有知识经验的联系，同时它又蕴含着新的关系和规律，这种联系不只是针对问题的表面特征，更主要的是针对问题中的深层关系和结构，即在观念层面上有联系。例如与科学探究模块中加热这一操作融合，可以提问：

（1）实验室里有多少种加热的手段为化学反应提供条件？

（2）如何在实验中节省能源？

在复习课的教学中燃料话题可以联系社会与科技发展，既有利于强化能量观，也体现考试的热点。例如秸秆的不完全燃烧造成了烟霾的污染，而充分利用秸秆，是改变条件促使其充分燃烧呢？还是将秸秆转化为其他可燃气体来完成生物质能一化学能一热能的转变呢？

3.3放热反应与反应类型

中考化学复习需要知识的系统化归纳，需要针对大量的化学反应进行分类并分析其中规律。从能量变化角度分类是一种体现能量观建构的新颖角度。在“物质的化学变化”模块复习中，可以提问：四大基本反应类型中各有哪些放热反应的典型实例？再举出2例不属于四大基本反应类型的放热反应。

第2篇：化学中的能量变化范文

【摘 要】为加强高素质人才的培养，以适应不断变化的外部环境，我国一直都在对教育教学进行革新，而新课标改革便是我国教育的一件大事。随之而来的便是教学手段的与时俱进。本章就新课标改革大背景下的高中化学教学新策略进行探讨，以抒己见。

关键词 新课标改革；高中化学；教学策略

高中对学生来说是一个十分关键的学习阶段，这时的学生接受能力和理解能力以及运用能力都需要在原先基础上有一个质的飞跃。而新课改前提下的高中化学教学更要做到这一点，即在重视化学基础知识和技能教学的同时更要培养学生社会主题和知识的应用，加强其与社会实际的联系。除此之外，教师还要注重学生学习逻辑的培养和创新能力的塑造，旨在为国家培养实用创新型人才。在这种新环境下，教师就要改变传统的教学模式，而学生也要改变以往僵化的学习模式，通过师生互动来适应课改，提高学习效率。所以，本章就对如何实现化学教学策略的转向提出几点建议。

1.教师树立先进的教学理念

教师教学理念的落后与先进直接会对学生学习的好坏造成影响。我国教育部门正是意识到了这一点，才将师生观的转变作为新课改理念的核心。所以，为了顺应改革的潮流，教师的教学手段也要实现转向，改变以往陈旧落后的教学观念，从而树立民主科学平等的教学理念，以便为培养学生的创新思维和创新能力服务。而教师教学的新理念不仅体现在其教学思想上，还体现在教学方法的革新上，以下面教学内容为例。案例1.《化学反应中的能量变化》教学

本章的教学目标是让学生了解吸热反应、放热反应的相关概念和能量变化（吸热、放热）的本质原因并最终能够灵活运用。而传统的教学模式便是教师满堂灌，一股脑地将相关理论抛给学生，让学生熟记概念然后根据相关概念答题，这就造成很多学生对概念的理解只停留在表面，做题时也是死记死套，长此以往，学生的思维就僵化了，这也是为什么很多学生只会做题不会解释其原因的一个重要原因了。为了扭转这一教学现状，教师在教学时就应该有所改进。

这章的教学内容与初三的质量守恒定律有相通之处，所以，高一的学生对此并不陌生，而教师就可以抓住这一机会，充分调动学生的思考能力，让学生思考本节和原先所学有什么联系又有什么不同，这样一来，学生的学习思维就不仅仅局限于本章了。在学生提出自己答案之后，教师就可以根据学生理解的差异有针对性地进行讲解，而不是主观臆断了。同时，教师除了培养学生积极主动思考能力之外，更要注意学生的学以致用。而为了有效地考察学生灵活性，教师在选择练习题时也要有所侧重，不要专挑老套、俗烂的题型给学生练习，而要注重新题型的培训，加强学生学习迁移能力的训练，这也是新课标改革的主要目标之一。如下题：

1840年盖斯根据一系列实验事实得出规律，他提出“若是一个反应可以分几步进行，则各步反应的反应热总和与这个反应一次发生时的反应热相同”，参照它回答：现已知道热化学方程式：

C（固、金刚石）＋O2（气）＝CO2（气）＋395.41kJ

C（固、石墨）＋O2（气）＝CO2（气）＋393.51kJ

则金刚石转化为石墨时的热化学方程式为：C（固、金刚石）＝C（固、石墨）＋1.90kJ；由热化学方程式看来更稳定的碳的同素异形体是（碳）

显然，这道题是意在考察学生对能量变化本质原因的掌握，但它与传统的题型存在很大的差别，那就是它在考察能量变化本质原因的同时考察了碳的性质，这就使得学生将初中的化学知识和高中所学有机地结合在一起，有利于学生学习体系的形成。而传统的题型则没有这一优势。如：已知在25、101Kpa下，1gC8H18（辛烷）燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40KJ热量。则表示上述反应的热化学方程式正确的是(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

这便是传统题型的设定，这种题型只单单就学生目前所学的知识进行巩固，对能量变化本质原因的考察过于僵硬，缺乏灵活性，不能很好地体现新课标的改革要求。所以，教师在平常教学中就应该多注意新型题型的出现并及时反馈给学生，让学生的学习思维不断更新，这样才能真正促进学生的智力发展。

2.学生养成良好的自学习惯

授之以鱼不如授之以渔。这就告诫教师在教学活动中要将培养学生的自主学习能力放在首位，通过多种教学方法鼓励学生自主学习，让他们养成独自发现问题、分析问题、解决问题的习惯。因为学生才是学习的真正主体，新课改的目的也是要加强学生学习的自主性，所以，学生应该做到减少对教师的依赖，养成独立思考的习惯。只有这样，学生才能从本质上弄懂知识结构并且使自己的学习能力得到提升。

案例2.高中化学内容的归类

为了让学生能够有清晰的知识结构，形成完整的知识框架，教师应该引导学生对高中整本教材的学习章节进行一个整体的分析，而这个分析的具体过程是由学生单独或是通过讨论的形式来完成的，教师在此只是一个引导者。而我们知道，高中化学课程内容虽然在不同模块之间，但它们内部都有着千丝万缕的联系。只要我们对它稍加研究就不难发现，高中化学是以物质结论理论和物质变化理论两大部分组成，而之前的《化学反应中的能量变化》则是联接初高中化学的纽带，这样一来，庞大的化学体系就被分成了三部分。然后，我们再对每个部分的子部分进行分类总结，结果发现原子结构、元素周期律、化学键、分子结构、晶体结构都属于物质结论理论，而氧化还原反应、离子反应、化学反应速率和化学平衡、化学反应和能量变化、化学反应规律、有机化学反应的类型等恰恰是属于后一理论体系，如此一分，整个化学框架就清晰可见了。如果学生能养成这样的自学和思考能力，自主学习、自主探究，那么化学的学习就变得轻而易举了。

所以，为了适应新课标改革，实现高效灵活的教学模式，切实培养高素质人才，眼下的高中化学教学应该从教师和学生双维度进行改变，实现教师新教、学生自学的互动教学，从而真正地做到优化教学效果，为我国教育注入活水。

参考文献

[1]谭建辉.在高中化学教学中渗透新课改理念.学术研究,2013(1)

第3篇：化学中的能量变化范文

关键词：有效情境；主动参与；策略

文章编号：1008-0546（2014）04-0035-03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

一、问题提出的背景

建构主义理论认为，知识不是被动接受的，而是认知主体积极自我建构的。主动参与是指学生在课堂学习中表现出强烈的主体意识和自我意识，包括主动参与和主动学习。主动参与的行为应该是参与者基于原本的生活经验和学习基础主动发起的、自愿的、平等互助的行为。在教学中，教师是学习的主导，学生是学习的主体，学生在教师引导和同伴互助下，主动地建构关于现实知识的过程，并达成相关课程的学习目标。

以往的高中化学教学，特别是关于化学概念的教学多采用“注入式”，把学生当成一个被动的接受者，往往忽视学生已有的认知和体验，导致学生认识上的矛盾冲突无法解决，更不能使这种矛盾冲突为学生学习新的化学概念服务。在化学教学中，教师应该创设有效的课堂学习情境，推进学生积极主动地参与化学课堂，全面提高学生的化学学科素养，使化学课堂散发生命活力。笔者在江苏省教育学会化学教学专业委员会2013年学术年会的观摩课上对促进学生主动参与化学课堂的策略做了一些尝试，下面以苏教版“化学反应的方向与限度”第1课时为例进行探讨。

二、促进学生主动参与学习的化学课堂教学策略

1. 从已知到未知，创设情境让学生“心动”

知识总是在一定的情境下产生和发展的。教学应该以学生已有的概念为起点，通过主动学习解决认知矛盾，建构更科学的概念。学生的生活体验和能力是逐步增强的，学生头脑中的化学概念的形成也是由模糊到清晰，由片面到全面的渐进过程。

教学片断Ⅰ：感知“方向”

[教师]人类追求客观真理和知识的过程是曲折的、分阶段的。我们高一时做过碳酸钠与碳酸氢钠分别与盐酸反应的反应。

[演示实验]在两个锥形瓶中分别放入等体积、等浓度的盐酸，在红色气球中放一药匙的碳酸钠固体，在黄色气球中放一药匙的碳酸氢钠固体，观察反应现象。

[学生]描述实验现象：黄色气球体积更大，锥形瓶中的反应更剧烈。

[教师]在化学反应中我们会很自然关注物质的变化，实际上伴随着物质变化的还有什么变化？

[学生]能量变化。

说明：碳酸钠、碳酸氢钠分别与盐酸的反应学生是熟悉的，但是没有从能量方面考虑过这两个焓变不同的化学反应为什么都可以自发进行，教学中创设这个情境，很好地引出能量判据，并引发矛盾，从而引出熵变判据。教学中运用这些已知的知识，引导学生得出相关判据，突出“熵”的概念的形成。

2. 大胆猜想、小心求证，让学生“脑动手动”

科学史上很多进步都与大胆假设密不可分，学会合理假设是学生科学探究的重要组成部分，通过培养学生合理猜想和假设的能力，可以培养学生的学科素养，发展学生对科学活动的预见性。化学是一门实验科学，化学概念的建立与化学规律的发现必须以事实为依据，实验事实是求证猜想的最佳途径，实验和科学探究密不可分。

教学片断Ⅱ：

[教师]你以前关注过这两个反应的能量变化吗？（没有）那今天我们就来特别关注一下其中的能量变化。在做实验之前请你先预测一下反应结果。为什么？

[学生]有可能是放热的，但是放热不一样多。因为这两个反应都可以自发进行。

[教师]我们先来做定性实验。

[学生实验]取两支洁净干燥的小试管，向其中分别加入适量的碳酸钠和碳酸氢钠固体（约1/2药匙），再用胶头滴管分别向其中加入两滴管3mol/L的盐酸。

[学生]碳酸氢钠固体与盐酸反应是吸热的，碳酸钠固体与盐酸反应好像是放热的。

[教师]每个人的感觉有可能不一样，让我们用数据来说话。

[学生定量实验]用灵敏数字温度计先测定盐酸的温度，再测定反应后液体的温度。

[学生2]碳酸钠固体与盐酸反应温度明显升高，碳酸氢钠固体与盐酸反应温度明显降低。

说明：让学生猜想时要注意引导学生说出猜想的理由，防止学生猜想的随意性。在化学概念的教学中，用实验作为载体，借助直观的实验现象来阐述抽象的科学知识。从猜想到求证时引发的矛盾更能激起学生的求知欲和主动参与化学课堂的激情。

3. 概念因需而生，让学生“情动”

科学史上，每个概念都是因需而生、浑然天成的产物，不仅合情合理，甚至很有人情味。从克劳修斯、玻尔兹曼到吉布斯，“熵”概念的提出、发展和广泛应用都有其巨大的学科价值、社会价值。但是很多时候教师仅仅简单介绍化学史，略显生硬。笔者尝试将化学史融入到学生的学习过程中，让学生和化学家一起发现问题，并且为了解决实际问题，必须要引入新的物理量，让学生深切感受到概念并不是枯燥的，是有其自己强大的生命力的。

教学片断Ⅲ：理解 “方向”

[思考1]为什么碳酸钠与盐酸的反应能够自发进行？

[学生]能量有从高能量到低能量变化的趋势。能量降低是使得化学反应能够自发进行的因素。

[教师]能量趋于降低是判断化学反应方向的唯一判据吗？有没有什么反应可以说明问题？

[思考2]为什么碳酸氢钠与盐酸在室温下也能自发进行？

（矛盾冲突）除了能量肯定还有其他因素在制约化学反应的方向，是什么呢？

[教师]回顾我们上课前看的一段视频，我们发现火柴散落后会自发变得怎么样？

（说明：上课前用视频引出化学反应方向的课题，视频是笔者自己拍摄的，并且在后期用会声会影软件制作时间轴倒转效果。分别表现了火柴散落出去，再重新按原路径回到火柴盒中； 烧杯中的水泼出去，再回到烧杯中。）

[学生]乱！

[教师]所以混乱度应该也是使得过程和反应自发的因素之一。那么如何定量的描述一个体系的混乱度呢？这时我们需要一个新的物理量。

[化学史]160多年前科学家就做了非常多的探索。

（1）1855年德国科学家克劳修斯首次提出entropy（熵）的概念，这是表示封闭体系杂乱程度的一个量，entropy（熵）是希腊语“变化”的意思。

（2）1877年，奥地利科学家玻尔兹曼用下面的关系式来表示系统无序性的大小：S=klnΩ，这就是玻尔兹曼熵公式，被后人称为影响世界的十个公式之一。

（3）这个概念传到中国是1923年，德国物理学家普朗克来南京第四中山大学讲学，我国著名的物理学家胡刚复教授担任翻译，将entropy翻译为“熵”，从此为浩瀚的汉文字库中增加了一个新字。

[讲解]衡量体系混乱度的物理量叫做熵，符号：S，单位：J·mol-1·K-1

反应前后体系熵的变化叫做熵变。

ΔS>0 （熵增）：表示体系混乱度增大。

ΔS

[教师]现在你能解释为什么碳酸氢钠与盐酸在室温下也能自发进行吗？

[学生]在碳酸氢钠与盐酸的反应过程中，从反应的整体过程看，反应是吸热的，但是熵值是增大的，这是反应得以自发进行的主要原因。

[教师]对于NH4Cl（s）= NH3（g）+ HCl（g）；NH3（g）+ HCl（g）=NH4Cl （s）这两个反应能否自发进行？

[学生]不知道，因为能量判据和熵变判据矛盾。

[引导]能否从实验事实的角度进行解释？

[学生]第一个反应高温下可以自发进行，第二个反应低温下可以自发进行。

[继续引导]对你有什么启示？如何判断反应的自发性？

[学生]判断反应的自发性要结合能量判据和熵变判据，有时候还要考虑温度。

[化学史]1878年，美国著名科学家吉布斯经过大量研究表明：在温度、压强一定的条件下，化学反应自发进行方向的判据是ΔG = ΔH - TΔS

ΔG =ΔH - TΔS < 0 反应能自发进行。

ΔG =ΔH - TΔS > 0 反应不能自发进行 。

说明：熵的概念学习和理解过程贯穿从高中化学学习到高等教育的始终，在建构“熵”的概念时，将学生遇到的问题与化学史有机结合起来，让学生感悟科学探究的曲折和艰辛，体会到某些规律的获得是一代又一代人努力的结果，激发学生追求科学、勇于创新的情感，培养学生成为事物规律的发现者而不是守卫者。

4. 渗透生命教育，让学生“感动”

生命教育，是直面生命和人的生死问题的教育；生命教育，就是对学生的生命活动进行关怀，让学习的过程成为一种享受生命的过程。化学课堂上有很多时机可以渗透生命教育，让学生在学习化学的过程中，学会尊重生命，学会积极的生存，感受生命的美好、理解生命的意义。

教学片断Ⅳ：

[教师]熵给了我们一个化学的观点，更给了我们一个看世界的眼光。最后给大家介绍一本书：薛定谔写的《生命是什么》，它不仅是一本书，更是一个化学事件，是一个伟大的科学家第一次从熵和热力学角度解释了生命。人为什么最终不可避免要面对死亡？人的一生从整体上看就可以认为是一个不断熵增的过程，但即使死亡不可避免，我们仍然会努力地活着、幸福地活着！

总之，学生主动参与学习的化学课堂是需要教师有全新的教学理念，课上让学生“心动、脑动、手动、情动”，最后升华为“感动”，最大限度地促进学生主动参与课堂的各个环节，使化学课堂焕发新的活力。教育是什么？爱因斯坦的回答是“把所学的东西都忘了，剩下的就是教育。”知识是容易教授的，技能是容易训练的，但学科精神、人文涵养的培养是需要用时、用心、用情的。

第4篇：化学中的能量变化范文

一、建构主义学习理论

建构主义学习理论认为学习不是由教师把知识简单地传递给学生，而是由学生自己建构知识的过程。学生不是简单被动地接收信息，而是在一定的情境即社会文化背景下，借助其他人(包括教师和学习伙伴)的帮助，主动地建构知识的意义，这种建构是无法由他人来代替的。学习过程同时包含两方面的建构：一方面是对新信息的意义的建构，同时又包含对原有经验的改造和重组。因此建构主义学习理论认为“情境”“协作”“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素或四大属性。

二、建构主义学习理论在化学教学中的应用

化学作为一门学科，在教学中凸显出以下特点：教学以观察和实验为基础；教学以形成化学概念和掌握知识结构为核心。根据建构主义学习理论，这就要求教师作为意义建构的帮助者，引导学生主动发现问题、分析问题、解决问题，在实验中主动构建化学概念和化学规律。

(一)变革化学教学方法

以建构主义学习理论为指导，化学教师应该转变教学方法。例如，让学生围绕某个学习主题进行学习，让学生建立一个相关的概念框架；选定某个典型的真实事件或真实问题，围绕该问题展开进一步学习，让学生形成一定的知识框架；或设定一定的情境，让学生在这种情境中主动发现问题，掌握知识，形成知识体系。

(二)重视已有知识的作用

学生在日常生活中，对一些事物或者现象都有一定的感性认识，形成了一定的经验性看法。虽然这些看法并不一定合理，甚至有的可能是错误的，但大多数经验知识是有一定生活基础的，而不是随意得出的。根据建构主义学习理论，教师在教学之前应重视学生已有知识的作用，让将要学习的知识与学生已有的知识实现对接，从而有利于学生知识的建构。为了激活学生已有知识，笔者在教学时首先提出当今世界上使用最广的能源是哪种能源，身边最为常见的能源是什么样的能源等这样的问题。接着让学生亲自实验：点燃酒精、煤油、汽油等液体燃料，感觉火焰的温度；向盛有锌粒的试管中加入稀硫酸，感觉反应的热效应等。再让学生小组讨论，通过学生在生活中经历的各种能量变化的例子，引导学生对“化学反应中的能量变化”这一知识的意义建构，得出“化学反应释放出的能量是当今世界上最重要的能源”“化学反应中的能量变化，主要集中在热量问题上”的结论。

(三)重视创设学习情境

建构主义学习理论认为，学是在一定的社会文化背景下进行的，总是在一定的情境中实现的。因此教师必须重视创设良好的学习环境，帮助学生实现意义建构。化学作为一门与生活密切相关的学科，化学的现象和规律都在生活中反复出现。因此高中化学学习，就要根据生活实际创设有丰富资源的学习环境，包含许多不同情境的应用实例和有关的信息资料，从而使学生根据自己的兴趣、爱好去主动发现、主动探索。教师在化学教学活动中应运用生动具体的事实或问题，营造良好的学习情境。例如，《元素周期表》的教学，为创设理解元素周期律的教学环境，首先提出思考题：如何利用元素周期表判断元素金属性与非金属性的强弱?怎样通过实验归纳得出规律?激发学生的求知欲。这样的问题仅仅是为了激发学生的学习兴趣，在教学中教师要让学生自己动手实验，亲自观察实验现象，做好实验记录，引导学生边观察、边思考、边发现问题和解决问题。教师要引导学生根据实验记录加以分析、归纳和总结，如有条件还可以运用多媒体作动态演示，帮助学生从中得出同周期元素与同主族元素的结构、位置与金属性、非金属性变化的关系的结论。这样就在一定的学习情境中实现了对元素周期表相关知识的构建。

(四)重视互动学习方式

第5篇：化学中的能量变化范文

    一、一维纵坐标

    【例1】取等质量(a g)的胆矾两份,把其中一份溶入水中形成b g溶液,测知溶解时吸收Q1 kJ的热量,把另一份胆矾加热,脱去结晶水,冷却后溶入水中也形成b g溶液,溶解时释放Q2 kJ的热量。

    (1)胆矾溶解热为 kJ/mol;

    (2)无水硫酸铜溶解热为 kJ/mol;

    (3)由以上数据可知,胆矾脱水热为 kJ/mol,是 热过程。

    解析:根据题意,绘出能量变化示意图,其中:E1表示a g胆矾晶体中无水硫酸铜的能量;E2表示b g硫酸铜溶液的能量;E3表示a g胆矾晶体的能量。

    答案:(1)250 Q1/a;(2)250 Q2/a;(3)250 (Q1+Q2)/a,吸。

    拓展:在解答某一类能量变化题时,若能充分利用“一维纵坐标”,可以使许多有关“能量”高低等之类的问题变得形象、直观和简明扼要,以达到“拨开云雾见晴天”之功效。

    对于借助数轴来强化化学上有关数和点的知识的理解和记忆,相关资料介绍得也较多,总结起来多集中反映在:溶解性的分类、铁合金的分类、分散系的分类、溶液酸碱性与pH的关系、沉淀的生成、溶解与pH的关系、反应物的化学计量数与产物之间的关系等,本文不再赘述。

    二、二维等边三角形坐标系

    【例2】在一定温度下,向NaCl饱和溶液中加入KCl后,NaCl的溶解度要降低。当KCl加到一定数量后,会得到同时饱和的NaCl和KCl溶液。在KCl的饱和溶液中加入NaCl,KCl的溶解度也要降低,最后也得到同时为KCl和NaCl所饱和的溶液。这种溶解度变化的关系,可以从等边三角形坐标表示的图形中反映出来。等边三角形坐标可以表示出三种物质的任何质量百分组成。三角形顶点A、B、C分别代表三种纯物质。三条边线表示任何两种物质混合物的百分组成。三角形内各点表示三种物质混合物的百分组成。例如图中的p点表示:A20%,B10%,C70%。

    在一次实验中,分析五个饱和溶液的组成,得到如下结果(以质量百分率表示):

    请在等边三角形坐标图上标出上表中各点的位置,再将各点连成曲线。连结AF和BF。

    回答下列问题:

    (1)D、E两点分别表示什么?

    (2)F点表示什么?

    (3)DF和EF曲线分别表示什么?

    (4)如果NaCl、KCl、H2O三种物质混合物的百分组成在CDEF区域内,则该混合物处于什么状态?

    (5)如果混合物的百分组成在ADF区域内,则该混合物处于什么状态?如果混合物的百分组成在BEF区域内,则该混合物处于什么状态?

    解析:关键是读懂试题信息:三角形内任一点都代表三组分体系,如过p点所引的平行于各边的“平行线”(取到各边的相应线段)的长度之和应等于三角形任一边之长(100%),因此,p点的组成可由这些平行线在各边上所截距离来表示,按照逆时针方向A、B、C的体积分数分别为20%,10%,70%。

    答案:(1)D、E两点分别表示NaCl的饱和溶液、KCl的饱和溶液;

    (2)F点表示NaCl、KCl同时饱和的溶液;

    (3)DF曲线分别表示饱和NaCl的溶解度曲线,EF曲线表示饱和KCl的溶解度曲线;

    (4)CDEF区域内的混合物则表示NaCl、KCl都为不饱和的溶液;

    (5)ADF区域内的混合物则表示含KCl固体的饱和NaCl溶液;而BEF区域内的混合物则表示含NaCl固体的饱和KCl溶液。

    拓展:平面等边三角形坐标系特别适用于表示三组分体系中局部与整体的结构比例。三组分体系在化学、地质、土壤等领域尤为多见,常见的三组分体系如例2的二盐一水体系、部分互溶的液体体系甚至合金体系等,都可用平面正三角形坐标图来表示各组分的组成,若进一步按比例组合进行种类划分,则可变成具有若干特点(如等含量规则、等比例规则及直线规则等)的分类图,有兴趣的读者可参看文献[1]。

    相比等边三角形坐标系,平面直角坐标系在化学中的运用更为广泛,本文不再赘述。

    三、空间直角坐标系

    空间直角坐标系在结构化学中常用来表示原子坐标。通常用向量xa+yb+zc中的x,y,z组成的三数组来表达晶胞中原子的位置,称为原子坐标。

    【例3】某一立方晶系晶体,晶胞的顶点位置全为A占据,面心为B占据,体心为C占据。

    (1)写出此晶体的化学式;

    (2)写出A,B,C的分数坐标。

    解析:当原子处于晶胞顶点,每个晶胞平均有8×1/8=1个原子;当原子处于面心,每个晶胞平均有6×1/2=3个原子;当原子处于棱心,每个晶胞平均有12×1/4=3个原子;而处于体心的则有一个算一个。所以此晶体的化学式为AB3C。

    建立如图所示坐标系(其中:A、B、C分别用■球、■球、■球表示):

    则位于晶胞原点(顶角)的原子的坐标为(0,0,0);位于晶胞体心的原子的坐标为(1/2,1/2,1/2);位于ab面心的原子坐标为(1/2,1/2,0);位于ac面心的原子坐标为(1/2,0,1/2);而位于bc面心的原子坐标为(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:利用原子坐标可判断相关晶胞类型。如:晶胞内的任一原子作体心平移[原子坐标+(1/2,1/2,1/2)]能得到与它完全相同的原子则为体心晶胞;晶胞中的原子能发生如下平移中的一种:+1/2,1/2,0或+0,1/2,1/2或+1/2,0,1/2,则为底心晶胞,分别称为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标上+1/2,1/2,0;0,1/2,1/2;1/2,0,1/2的平移而得到周围环境完全相同的原子则为面心晶胞。

    此外,在两点间的关系用夹角和距离很容易表示时,极坐标系便显得尤为有用;而对于原子中的电子在核外的球形对称场中运动的描述,将直角坐标转换为球极坐标更为方便,如球坐标系下的薛定谔方程等。关于这些坐标系在化学中的运用主要是基于量子力学模型的化学知识。

第6篇：化学中的能量变化范文

关键词：能量守恒；高中物理；教学方法

一、能量守恒的教学

在教材中能量的内容主要包含力学机械能以及分子能量、电磁场能量等.对于这些内容，学生都不会陌生，但是真正让他们讲出原因来却很困难.这就需要教师引导学生了解能量体系，研究其能量的能量值与能量变化，比如，对能量值的计算有基本公式；磁场能量却没有公式可循，这就需要教师进行详细的讲解，让学生归纳能量变化时对应力的情况，通过这样的对比归纳，学生就能理解：能量的转化度就是功.只有让学生脑中形成一个概念，解决问题才会方便.同时，也可以通过做实验来发现变力并作出解答.教师也应该着重强调，能量变化与功是相辅相成的，只有牢牢的记住能量与功的关系，才能熟练的应用其原理.

在学习电能变化与分子能变化时，教材中没有写出计算公式，学生对这两种能量的理解较浅，很难掌握理解.针对这一现象，可以利用对比的方式理清分子力做功与分子是能变化之间的关系等.比如，重力做功与重力势能变化之间的关系就是重力是能减小多少就是重力做多少正功，重力势能增加多少就是重力做了多少负功.即 .同样，分子势能的变化也是分子力做功的变化，由于二者之间的两只相等，所以也体现出功与能之间的关系.也可以可指导学生在思考时从机械能守恒条件入手.如，一个能量系统去掉重力还有其他力在做功，那机械能是怎么样变化的？这样学生就可以通过推理来算出能量不守恒的定论，其他力做多少正功都是与机械能成正比的.也就是说正功增加机械能增加，付功增加机械能减少.这样的题目也体现了功和能之间的关系.这是物理学中比较常见的解题方法，学生只要懂得利用这样的方法就能够较好的理解能量守恒定律.

二、不容忽视的能量守恒定律

能量守恒是较为常见的规律之一，是针对各种守恒与能量转化的.正是因为这条意义过于简单，所以学生往往忽视了能量守恒的存在.其具体变现为，有时候学生错误应用，有时候学生忘记应用.学生在应用中不能够分析出对能量损失.比如，在物体的碰撞过程中损失的机械能.磁场震荡中辐射的损失等.对于错误应用，我发现这与教师在教学中的引导有着莫大的关系，导致学生经常无电阻无摩擦损耗作为能量守恒的解决条件.比如，在电磁场的教学中，重点是分析震荡中的能量转化，却不能忽视电磁辐射的能量损失.有些教师就是忽视的辐射损失，导致学生错误应用能量守恒.所以，在实际教学中，教师应高重视教材的知识点以及教材的连贯性以及内在联系，让学生能够全面的分析和了解物理现象中出现的能量守恒问题.

在高考中，能量守恒考题主要分多体和单体问题，单体的机械能守恒在高考中基本不会出现，都是以多体能量守恒为主，主要开叉在多个物体组成的能量系统中出现的能量守恒问题.这类的习题我们要从整体意识入手，将多个物体化零为整组成一个能量系统，这样机械能量守恒定律才适合这个系统，也就是：组成系统的各个物体之间只有动能和势能之间的转化，没有机械能与其他形式的能量之间的转化时，则系统的机械能守恒.

从上面可以看出，高中能量守恒定律是有章可循的，只要将问题按照模型进行分类，向学生灌输模型概念，并且找出每种模型的规律就会找到对应的解题方法和技巧.比如，解决滑槽模型类的问题，就是认清物体运动的过程，找到运动过程中的最低点以及最高点时速度相同的条件，这样就可以轻松解决问题.同样动量守恒也可以建模，如典型的碰撞模型滑块 模型，这种模型之间索然没有本质上的区别，但是也要想学生讲明，动量守恒的过程与条件.在这个过程中，首先要开发学生的思考，让学生脑中出现一个完整清晰的物理情景.随后阐述总物理过程并分成若干个子过程，这样学生的思维就会变得活跃，能量守恒问题也就迎刃而解.

综上所述，高中物理最重要的内容之一就是能量定律，但是有的能量有计算公式，有的能量没有，这就导致多数学生不懂得灵活的运用这个定律，教师只有通过精炼精讲的方式带领学生自主探究，逐步的发展学生思维能力与观察能力，在没有先进的试验器材时可以采用常规试验器材，只有学生经历了试验过程才能够更好的理解能量守恒定律.因此，有效提高学生的探究能力就能提高学生学习物理的兴趣，这也是将物理教学的有效性提高了.

参考文献：

[1]徐高本.机械能守恒显神通（高一、高二、高三）[J]. 数理天地（高中版）， 2004，（12） .

[2]肖立.例析三类系统机械能守恒习题[J]. 数理化学习（高中版），2007（9）.

第7篇：化学中的能量变化范文

关键词: 物理教学 类比 KPK

类比是物理学中常用的一种教学和学习方法,把已经熟知的事物(类比对象)类比为未知的事物(研究对象),然后根据两个对象之间存在着某种相类似的关系,利用逻辑推理的思考形式,从已知对象具有的某种性质推出未知对象具有相应的性质。奥苏贝尔强调,新的学习必须能与已有的认知结构中的旧经验取得关联,才是“有意义的学习”。他提出的比较性先行组织者就是运用类比的方法将新概念与认知结构中现存的旧概念作联接,以获得新知识。这种通过学生已有的旧经验来同化,调整新知识的学习方式,正好符合建构主义的基本主张。

物理学史上利用类比的方法对物理学作出杰出贡献的例子很多,比如1767年普利斯特列以非凡的洞察力领悟到电力可能与万有引力相似,都符合反比平方定律,这一点在1784年被库伦通过扭秤实验所验证;日本物理学家汤川秀树把核力和电磁力进行类比,认为电子间的相互作用是通过交换某种媒介粒子而间接地发生,从而提出核力的介子理论。在物理教学中,类比方法也是学习和科研的一种行之有效的重要手段。教师可把声波与光波、电磁振荡与简谐振动等进行类比,将已知的知识经过经验迁移,运用到未知的知识中,把它们联系起来从而发现新规律,推出新知识。

德国卡尔斯鲁厄物理课程(简称KPK)是一套全新的思维结构和教学方法的物理教材,此课程的特色之一就是采用了大量的类比方法重构了学生来自生活世界的概念。其中的类比方法按认知层次大致可以分为两类。

一、形式特征的类比

形式特征的类比主要在比较来源和目标两者的表面特征的相似性,从形式上建立一一对应关系,属于较低层次的认知。在KPK中把实物型量类比为实物,我们可以像处理实物(比如水、空气等)一样来处理这些量。这些实物型量包括质量、能量、电荷量、动量、角动量、熵等,它们都可以被想象为一种物质或液体。能量可以从一个物体传递到另一个物体上,在形式上具有流动性,因此我们就可以把能量看成流体来研究。

1.语言描述方面,我们可以说电荷量从A流到B或者说电荷量离开A到达B。例如,图1中电动机正在给电容器右边的极板做功,电场中左边极板的势能在增加。如果用实物型特性可以描述此过程为:“能量通过绳子和右边电容器极板流进电容器的电场。”图2中人拉绳子,使小车动量发生变化。我们可以说:“动量通过绳子流进小车。”像这样的日常生活中的语言对于没有学过物理的学生来说都是非常熟悉的,也便于理解。

2.概念表述方面,KPK依据已知概念形成的思维路径,构建了新的概念。例如生活中我们通常将能够完成液体或气体从低压处传输到高压处的工具叫做“泵”。在电学中,电源在能使电量从低电势流到高电势,就像水泵一样使水从低压处流动高压处,因此在KPK中电源叫做电泵。类似的,在力学和热学中把这样的泵叫做动量泵,角动量泵和热泵。在化学反应中叫做反应泵。再比如,表1通过形式上的转换把动量流和水流之间进行类比。

二、结构性特征上的类比

结构性特征的类比是根据来源于目标所潜存的属性特征或功能等相似性,进行关系的对应,属于高层次的认知。KPK物理课程是以实物型量为中心概念,用实物型量流来构建整个课程。“流”的思想贯穿着整套教材。

根据吉布斯基本方程式:dE=TdS+φdQ+vdp+μdn+…在数学结构上的变换得到能量在各分支学科的传递方程:P=TI+φI+vF+μI+…称之为能流方程。其中TI表示热能;φI表示电能;vF表示机械功;μI表示化学能。能量变化的形态取决于能量变化不为零的那一项,如果TI是唯一不为零的项,那么能量就以热的形式变化,这样方程就可以简化为:P=y・I。根据这种结构特征上的相似性,我们不但很容易看出物理学各分支学科的类比关系,而且把化学、信息学与近代物理的部分都统一在一个结构之中。任何一个物理过程都是能量流动的过程,而能量的流动总伴随着一个或一个以上的实物型量的流动。这些物理规律和结构重复出现在各个学科之中学生只需要学习一次,如要掌握可以较大程度地提高学习和教学的效率。

通过这种结构上的类比,便得到了简单而有效的能量传递的图像,如图3在KPK中把这种图叫做能流图,其中能量收发器是指在物理过程中可以提供或接收能量的装置。例如图4就是发动机工作的能流图。任何一个物理过程都可以通过类似的能流图来表示,从而在学生的头脑中把物理过程加以形象化。

类比方法符合人们的认识事物的规律,不仅可以把新的知识纳入到原有的知识中去,把抽象的概念变形象,变难为易,而且可以在学习知识的过程中举一反三、触类旁通。当然这种类比方法不能过度地使用,类比教学也是有限制的,在这里就不作具体说明。KPK通过大量的类比方法增加了学科之间的联系,进一步完善了物理学的知识体系,同时学生的知识迁移能力也得到了增强。这种课程的设计思想可以对我国的物理教材起到很好的启示作用,从而推动我国的物理教材的改革。

参考文献:

[1]蔡铁权,姜旭英,胡玫.概念转变的科学教学[M].北京:教育科学出版社,2009,(3):282-288.

[2]F.Herrmannand,G.Job著.陈敏华译.德国卡尔斯鲁厄物理课程――中学物理(1、2、3)[M].上海:上海教育出版社,2007,(9).

[3]陈敏华.德国卡尔斯鲁厄物理课程的结构和特色[J].物理教学,2007,(11).

第8篇：化学中的能量变化范文

不同学科知识间的联系对比，比如苏教版化学必修一第一单元学习的是物质的分类方法，此时就可以引导学生思考，其他学科中有没有学过分类这个知识呢？比如生物学中有没有分类呢？学生经过思考，有的，生物分为植物和动物，动物又分为脊椎动物和无脊椎动物，脊椎动物还可以再细分.语文中的分类也很常见，可以将词分为名词、动词、形容词、数词、量词等.数学中可以将数分为正数、负数，整数、分数等.看来一切学科都要涉及到分类这个知识，这也是认识世界的最基本的方法.在讲化学反应与能量变化的时候，可以联系物理中的知识，自然界多数的反应都是向着能量减小的方向进行的，即生成物的能量小于反应物的能量，铁在空气中很容易变成铁锈，而铁锈却不可能在自然条件下变成铁.物理中有类似的现象，一个小球从山坡上滚落，最后到静止，它自身的能量降低了，损失的能量变成了其他能量，而小球不会自动的从低处向高处运动.在讲元素周期律的时候，讲到元素金属性和非金属性的递变规律的时候，讲到铝元素，其氢氧化物显两性，既可以和酸反应，又可以和碱反应.学生就不好理解了.金属和非金属实际上没有绝对的界限，同一周期的元素随着原子序数的递增，金属性减弱，非金属性增强，中间肯定会出现既表现出金属性，又表现出金属性的元素.而类似的如生物中的两栖动物既有鱼类的特征又有爬行动物的特征，物理中导体和绝缘体中也有过渡的材料――半导体.

学科内新旧知识的联系与对比，苏教版化学教材其中一个编写思路就是对于一个知识不是一次完成，而是循序渐进的.很多在必修内容中学过的知识点，在选修中还要学习，在初中学过的，高中还要学习，当然知识的难度加大了，知识面更宽了.比如甲烷、乙醇、乙酸、葡萄糖等，在初中化学中只是简单地介绍化学式，一些化学性质和反应，而高中教材就要从分子结构官能团的角度去分析为什么这些物质具有相应的性质，在高中学习这些知识的时候，回忆一下初中的知识，让学生感到不陌生，而乐于接受.将新旧知识中很类似的、容易混淆的内容进行对比，找出他们的本质区别，相同之处，有助于记忆和理解.原电池和电解池是能量转化方式相反的装置，就要让学生有一个整体的认识.从构成上来看，有什么相同和不同之处？氧化反应发生在原电池的哪一极，电解池的哪一极？它们分别是进行能量转化的？再如同位素、同素异形体、同分异构体、同系物，要放在一起好好研究一番.

联系生活，一切知识来自于生活.要培养学生关注生活，热爱生活的品质.在讲常见化学肥料的使用和性质时，对于农村的同学，可以说是有利的，教师就可以引导学生思考使用化肥和保存的时注意的几个问题，为什么化肥要放在干燥阴凉处？为什么碳酸氢铵化肥打开袋子就会闻到刺鼻的气味？因为铵盐受热易分解，碳酸氢盐也容易分解.城镇的学生联系学校周围的工厂，比如我们学校附近有一家水泥厂，为什么水泥厂建在山坡下？原料中要用到石灰石，附近山上的石头正好是石灰石.我国的水泥产量在世界首位，知道这个能增强学生的自豪感.又要让学生意识到水泥是高耗能高污染而附加值很低的产业，我们要发展节能环保材料.联系我们的衣食住行，这些还会激发学生的学习兴趣，我们的衣服一般是由哪些材料制成的？化纤、棉麻和丝毛.对比一下它们各有何优缺点？怎样简单地区分化纤与棉织物和羊毛织物？可以用摩擦生电和灼烧闻气味.糖尿病人生活饮食应该注意不能吃哪些食品？不能吃淀粉含量很高的.为什么酒是陈的香？酒精长时间氧化生成了具有香味的酯类.要让学生认识到，学习化学不是去应付考试，而是在以后的生活中有很强的实用性.不要一毕业就把所学知识全部还给了老师.

联系新闻事件，历史知识.培养学生形成环保意识，正确的世界观.最近的叙利亚危机，美国干涉的理由是叙利亚大量拥有并已经对民众使用化学武器，其中怀疑拥有大量的沙林，一种神经性毒剂，还有腐烂性毒剂――芥子气，也是臭名昭著的一种毒气.叙利亚使用毒气固然不对，但美国为了自己利益在世界对其他国家内政暴力干涉，并造成更混乱的结局，更大的灾难更是不对的.再看国内，最近几年沿海的青岛经常发生浒苔大规模爆发，使本来优美的海滨浴场变得面目全非，每年都要耗费大量的人力去打捞，是怎么产生的？是工农业生产以及生活排放的污水中氮磷等元素造成海水中的浓度过高.西气东输是造福人民的大动脉，输送的是什么气体？甲烷.这些气体是如何产生的？这些气体还存在于什么地质构造中？菲律宾越南等一些国家不断侵扰我南海海域，就是因为海床下除了石油之外可能拥有大量的甲烷水化物――可燃冰.我国古代曾经创造了辉煌的青铜文明，为何青铜的使用要比铁器早？因为铜的性质不活泼，越是不活泼的金属发现和使用的越早，金银有天然单质存在，使用也很早，反之越晚，铝现在是很普通的材料，在拿破仑时代却比黄金还要贵重.我国在古代科技包括化学曾领先于世界，近代却落后了，启发让学生思考落后的原因.

第9篇：化学中的能量变化范文

1. 时代性 与旧教材相比，新教材内容更具备“浅、宽、新”的特点，增加了当今社会的热点知识，跟踪新科技、新发展，更加关注环保问题和能源问题，更具有时代性。

（1）跟踪新科技、新发展。 新教材根据学生的好奇心和学习兴趣，增加一些大自然奥秘、尖端科技成果等科技发展。旧教材中也曾经介绍了一些科学家的某些发明和发现，大部分是经典原理知识，有些是同学们早已听说或已有所了解的。新教材除此外增加了较多最近的新科技、新成果等现代内容。通过对新科技、新发展的学习和了解，同学们不仅学到了有关化学知识，而且学习了科学家们从身边小事发现问题，研究问题和解决问题的探索精神和科学研究的思维习惯，培养了热爱自然、热爱科学的品质。

（2）关注环保问题。 随着科学技术的发展和人民生活水平的提高，将不断产生一些新的影响环境的有害物质。我们可以通过化学知识找到破坏环境的因素，从而研究出减少破坏环境的方案，甚至杜绝污染源或变废为宝的策略。保护环境已成为人类共同的呼声。

（3）重视能源问题。 新教材更突出能源问题，在第一章第三节“化学反应中的能量变化”，系统讲解化学反应中的能量变化规律，燃料的充分燃烧时产物对环境的影响及热能的利用。介绍了目前世界石油、天然气和煤炭储量，使同学们认识到人类社会的发展与能源消费的增长是密切相关的。我们现在使用的能源主要是煤、石油、天然气，这些化石燃烧是不可再生的，是有限的。为了更好地解决能量问题，人们也正在寻找新的能源。补充“能源的利用与人类进步”的阅读材料，可以看到随着科学技术、生产力的发展，能源的利用经过柴草能源时代、化石能源时展到了多能源时代，同时能源利用的进步也促进科学技术和生产力的发展。怎样提高太阳能的利用率、开发理想的无污染能源便成为新能源开发领域中的研究热点，同学们通过参与这些热点问题的讨论，可以激发学习化学的热情。

2. 生活化

（1）联系社会生产和生活实际。 生活生产处处离不开化学，联系生产、生活学习化学，使学生身临其境，倍感亲切，用化学原理去分析解释生活现象及生产原理，可以使学生学得轻松自然，也可激发学习兴趣，可以感觉到身边处处有化学，使学生意识到学习化学的必要性。新教材在这一方面增加了一些重要内容。

（2）增加和改变实验内容和形式。 随着教材内容的更新，实验的内容和形式也有较大变化。演示实验比旧教材更新颖、趣味化。在“钠与水反应”的实验中，实验仪器的选择改用人人熟悉的空塑料瓶，操作过程简单，现象明显，能有力证明钠与水反应生成氢气和氢氧化钠。在做“Na2CO3、NaHCO3与HCl反应快慢比较”的实验中，要求在试管口套有小气球，通过气球鼓起快慢和大小，联系生活实际，形象直观地说明了问题，能加深学生对知识的理解和掌握。

学生实验既注重与初中知识的衔接，强化了实验基本操作，也增加了日常生活中常见的趣味实验，比如利用碘的性质的指纹检查实验，利用自然界中的花、果、茎、叶中的色素自制指示剂实验等，在教学中都起到好的效果。

高中新教材发挥初中教材的优点，增加了“家庭小实验”栏目。高中第一册主要有“收集材料制实物标本”、“发酵粉产生CO2”、“白纸显字”、“制分子模型”、“测定雨水的PH”等五个家庭小实验。这些小实验是课堂教学的延伸和巩固，对理解相关内容大有帮助，同时利用生活中的现象与课本知识相联系，有助于激发学生的学习兴趣，有利于培养学生科学探索精神和动手操作能力。

3. 体现学科融合性

（1）与理科间的融合 。 随着考试制度的改革，新教材更加注意与生物和物理之间的交交汇和渗透。在讲述氧化—还原反应时补充了食物在人体中被消化及酿酒的实例；在NaHCO3的性质后，补充了NaHCO3是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一；有讲元素周期表时插有“元素在人体组织、体液中富集情况示意图”，还有碘的化合物对人体的作用，有毒物质的中毒原理等体现了与生物学的紧密联系。在讲钠的用途时讲钾钠合金用于原子反应堆的导热剂，在讲述摩尔时提到千米、克、秒等物理单位，及气体摩尔体积中相联系的气体状态方程，原子结构中的原子、电子、α、β、γ三种射线等的发现，硅在电子工业中的发展起到的作用，光导纤维等，以及研究某物质性质时讨论的状态、熔沸点、导电性等方面，无不体现了化学与物理学的紧密联系。

（2）与文科间的融合。 新教材中增添了许多阅读材料，为了帮助理解相关化学知识离不开语文知识的指导作用；化学用语部分离不开外语知识的帮助；阅读材料中的历史知识使学生轻松了解化学的发展史；天气预报和空气质量日报及地质变迁、天体成分分析、彩页中的“南极上空臭氧层的变化”也体现了化学与地理知识密不可分。