時間：2023-06-14 09:36:06
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【關鍵詞】新課標能量變化研究性教學
新編高中教材第一冊第一章第3節是“化學反應中的能量變化”，本節內容雖然沒有重要的化學基本概念和原理，但是對于化學反應中能量變化觀點的確立，對于學生學習化學是十分重要的。本節有關理論的教學要求并不高，但重視對學生進行能量觀點的教育，使學生了解物質發生化學反應的同時，伴隨著能量的變化。而人類所需能量的絕大部分是由化學反應產生的。因此，研究化學反應中的能量變化是十分重要的，進而對學生進行節約能源，保護環境等意識的教育。學生僅僅了解書本知識是不夠的。若仍像以往一樣，僅僅泛泛的講授，學生收獲不大。如果作為研究課來學習，它卻是培養學生發散思維能力和自學能力的好內容，因為它對于培養學生利用所學知識，分析，解答實際問題的能力，是再好不過的教材。正是基于這種想法，我們開展了研究性學習的嘗試。
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。
2. 化學反應中的能量變化的研究性教學
【關鍵詞】 缺血性心臟病； 內皮祖細胞； 數 量; 功 能
慢性心力衰竭為多發病，發病率還在上升。缺血性心臟病(ischemic heart disease,IHD)是慢性心力衰竭的主要原因，早期重運重建顯著降低早期死亡率，但不能修復壞死的心肌。內皮祖細胞(endothelial progenitor cells, EPCs)移植治療IHD, 不僅可以再生血管,而且可以再生心肌, 使人們看到了治療IHD的新希望［1］。我們觀察了IHD患者外周血中EPCs數量及功能的變化。
1 資料與方法
1.1 臨床資料：IHD組23例，男13例、女10例，年齡(66.5±7.4)歲，均有胸痛，冠脈造影證實至少一支冠脈狹窄>5O% ，其中單支病變7例，2支病變7例，3支病變9例。另選23例作為對照組，男12例、女11例，年齡(66.1±8.4)歲，入選者均有胸痛病史，冠脈造影未見狹窄性病變。兩組性別、年齡、吸煙、血脂、糖尿病等臨床資料無統計學差異。
1.2 EPCs的分離、培養和鑒定：采用密度梯度離心法從患者外周靜脈血中分離單個核細胞并在包被有HFN 的24孔培養板中培養。EBM-2培養基培養4d，換培養液繼續培養至d7，分析貼壁細胞。貼壁細胞用DiLDL(2．4 ug／ml)在37℃溫育1 h。然后用2％多聚甲醛固定10min。再用FITC-UEA-I(10ug／ml)溫育1 h。雙染色陽性者為正在分化的EPCs，2～3個觀察者每孔隨機選取3個200倍視野計數EPCs。流式細胞儀分析：取100 ul外周血用PE標記的CD34抗體避光溫育15 min，同型抗體做陰性對照，分析100 000個細胞。
1.3 粘附能力檢測：用0．1%胰蛋白酶消化、收集EPCs，懸浮于500ul EBM-2培養基中計數。然后將同等數目的EPCs接種在包被有人HFN的24孔培養板，37℃下培養30 min，計數貼壁細胞。
1.4 EPCs遷移能力檢測：用0．1% 胰蛋白酶消化、收集EPCs，懸浮在500ul EBM-2培養基，計數。將500ul EBM-2培養液加入改良的Boyden小室的下室，2×104 EPCs懸浮在50ul EBM-2培養基注入上室。37℃ 培養24 h，刮去濾膜上面未移動的細胞，用甲醇固定，Giemsa染色，隨機選擇3個顯微鏡視野，計數遷移到底層的細胞。
1.5 體外血管生成能力檢測:在200倍倒置顯微鏡下觀察小血管生成情況,隨機選擇10個視野計數。細胞拉長變形，長度為寬度的4倍以上即可被認為形成小血管。
1.6 統計學方法：數據以均數±標準差表示，組間比較采用配對t檢驗，P<0.05被認為有統計學差異。
2 結果
2．1 兩組EPCs數量比較：以流式細胞儀計數CD34+細胞所占比例作為外周血中EPCs數量，IHD組比對照組顯著降低(0．033±0．006 vs 0．039±0．007 )% ，P<0．05。倒置熒光顯微鏡下計數雙染色陽性者，即正在分化的EPCs數量，IHD組為(159±37)個／視野，對照組為(239±48)個／視野，兩組比較有顯著差異(P<0．05)。
2．2 兩組EPCs功能比較：兩組EPCs粘附、遷移、血管生成細胞比較，發現IHD組比對照組EPCs功能顯著降低，見表1。
表1 兩組EPCs粘附、遷移、血管生成細胞比較（略）
與對照組比較，P<0．05
3 討論
最近研究發現存在于外周血中的內皮祖細胞可能參與出生后的血管新生和損傷血管的再內皮化過程，對內皮修復、維持血管穩定有利的生物學功能具有重要作用。一些研究發現在組織缺血、血管損傷、心血管危險因素、嚴重燒傷等病理性刺激及藥物作用下循環EPCs數量可發生變化［2］。
本研究發現，IHD患者外周血中EPCs數量明顯低于對照組，其粘附能力、遷移能力和體外生成血管能力也明顯受損。 此外，我們觀察到隨著冠狀動脈病變程度的加重，EPCs水平逐漸降低，提示IHD的發生及冠狀動脈病變程度可能與循環EPCs數量減少有關。EPCs數量減少及功能損傷可能導致IHD患者冠狀動脈自身修復能力降低與缺血心肌新生血管減少。本研究也發現，有高血壓、糖尿病、吸煙、冠心病家族史、血脂異常等綜合危險因素的患者循環EPCs水平較對照組降低，而吸煙與循環EPCs數量減少相關性最密切。冠心病危險分數與循環EPCs水平呈負相關，這與文獻報道一致。冠心病危險因素使循環EPCs數量減少的原因目前尚不清楚，可能與其促進EPCs凋亡、干擾調節EPCs分化動員的信號通路有關。
內皮祖細胞移植治療IHD, 不僅可以再生血管,而且可以再生心肌, 使人們看到了治療IHD的新希望。通過不斷探討IHD患者內皮功能及內皮祖細胞數量與功能的改變，可以為冠心病的細胞及分子水平的治療提供新途徑［3，4］。
【參考文獻】
［1］ Assmus B., Honold J., Sch?chinger V.,et al. Transcoronary Transplantation of Progenitor Cells after Myocardial Infarction［J］. N Engl Med， 2006，355:1222-1232.
［2］ 崔斌,黃嵐,宋耀明，等.冠心病患者循環內皮祖細胞與相關危險因素及冠狀動脈病變的關系［J］.中華心血管病雜志，2005，33:785-788.
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。
一、挖掘知識聯系
挖掘各知識點之間的內在聯系，把零散的知識歸納成知識網，使知識結構化和系統化，有助于把握各知識點之間的聯系.本章的知識網如圖1所示.
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：
ΔH 4=（ΔH 1×3-ΔH 2-ΔH 3×2）/6=7.3 kJ?mol-1
關鍵詞：課堂教學 創意 創新 精彩
任何一堂課，如果沒有創意，而是照本宣科，那一定是平平淡淡、枯燥乏味的課堂，老師平鋪直敘，學生昏昏欲睡，其教學效果肯定是不會很好的。如果一個教師在教學中有所創意，甚至是有很好的創意，那么他的課堂會變得生動，充滿活力，充滿生機，學生就會學得有趣味，有收獲。課堂創意的優劣直接決定著課堂教學效果。、如何創新課堂教學，如何創設課堂情景，如何整合教學資源，這是仁者見仁，智者見智的問題。只要教師做到用心而為，有意而為，必將突破常規，構思出高質量的教學設計，收到良好的教學效果。以下我以《化學能與熱能》的常規課教學為例來談一談自己的認識和做法，借此拋磚引玉，不當之處，望同行指正。
人教版高中化學必修二第二章第一節《化學能與熱能》，這個內容雖然總體上難度不大，但對于初次從能量角度來認識化學反應的高一學生而言，還是有些認知障礙的，因為這是研究化學現象的一個新的視角。要想把課上出點新意來，打造高效課堂，教師就要立足基本教學內容，調整教學布局，創設教學主線，設置教學情境，從而引發學生積極的思考和有效的參與。具體如下：
第一個創意：通過信息整合展示引入新課。本章是《化學反應與能量》，為了把學生的關注點集中到“能量”上來，可引導學生看看本章的“章圖”都有些什么？（注：有燃料電池，海上油井臺，燃氣灶，煉鋼爐等），這些都與能量有關。然后提出人類的“衣、食、住、行、醫、研、學”與“能源、材料、信息”的交叉關系（打出一張PPT，讓學生觀看、思考、連線，并談談連線的理由。之后教師把話題收到“能量”上來，打出另一張PPT：“中國的兩個第一”，內容為我國是世界上第一能源消費大國和第一能源生產大國（2011年6月《世界能源統計》公布，中國的能源消費量占全球的20.3%，超過了美國19%的比重，成為世界上最大的能源消費國，到2012年底，我國已成為世界第一能源生產大國。引起學生關注能源。注：此處學生參與度很高）。
第二個創意：整合演示實驗，可在上述內容完成后，演示三個實驗，播放一個視頻：一是紙片燃燒，二是鋁與鹽酸反應（讓學生摸試管外壁，插入溫度計看溫度變化），三是鹽酸與NaOH溶液反應，（讓學生看溫度計溫度變化）。一個視頻是“自熱米飯”的發熱原理（生石灰與水反應放熱）。這幾個實驗操作簡便，現象明顯，目的在于讓學生切身感受化學反應的能量變化，引發學生思考：這些熱量從何而來？與化學反應有何關系？（注：Ba（OH）2?8H2O與NH4Cl反應的演示實驗，費時較長，不在此做，安排在后面做，這樣分散安排更好）。
第三個創意：要求學生閱讀P32“一“的內容，領會“能量變化與化學變化”的關系。打出PPT：學生思考兩個問題：以H22H，吸熱436KJ/mol，2HH2，放熱436KJ/mol為例來理解斷鍵與成鍵的能量變化關系；并從H-H鍵能、Cl-Cl鍵能、H-Cl鍵能數據估算一下H2+Cl2=2HCl是放熱還是吸熱？吸多少或放多少？（此步設計目的在于讓學生從微觀角度認識熱量變化與化學健的關系，達成微觀認識。這是本節課的難點，學生要通過合作交流完成，其間，教師要予以引導、點化、補充，以突破這一教學難點，同時此創意還在于引導學生關注課本，精讀文段，從中領會實質，以培養學生讀書習慣）。
第四個創意：通過金剛石、石墨分別燃燒生成CO2時的熱量變化作一個能量坐標圖，展現出能量變化的直觀效果。由此，至少可得到四個方面的信息：（1）、總結出能量守恒定律，（2）、化學能可轉化為熱能，（3）、相同物質的量時，石墨比金剛石能量低，故石墨比金剛石穩定（強調：物質穩定性的能量標準是能量越低越穩定），（4）、石墨轉化為金剛石，要吸收熱量，這說明熱能也可以轉化為化學能（對照課本開頭的“學與問”，石灰石要經過高溫燃燒才能變成生石灰，高溫條件提供的熱量在石灰石的反應中起什么作用？此問在此得到了回答，前呼后應。此創意是為了引領學生從“宏觀”角度認識化學反應與熱能關系）。
第五個創意：創設本節課教學主線：由反應放熱引發學生思考，熱量從何而來？到熱量與反應物、生成物鍵能有關（微觀角度）到熱量與反應物、生成物總能量有關（宏觀角度）到能量守恒定律（化學能轉為熱能，熱能轉化為化學能）。以期達到從微觀和宏觀兩個角度認識“化學能與熱能的關系”的教學目的。到此，基本結束新課。
教學反思：這樣的創意旨在上好每一節常規課。通過這樣的教學創意，可促進“三維目標”的有效達成，在第一個創意中，引入的“兩個第一”的信息是教材中沒有的新信息，這樣的時政信息對豐富課堂教學內容和引發學生學習興趣，引領學生關注社會關注能源的思想意識，有很好的作用。第二個創意中的三個實驗，操作簡便，現象明顯，引人思考，一個視頻的播放更能引發學生的興趣。第三個創意是為了突破本節教學難點而設計的教學環節（微觀角度），其中有閱讀、思考、計算，需要學生自主學習、合作探究和師生互動才能有效完成。第四個創意是通過具體物質（如金剛石與石墨）的變化及能量變化，從宏觀角度感受化學能與熱能的關系。第五個創意是理清本節課的教學主線，貫串本節主干知識，利于整體把控教學進程，有效完成教學任務。
【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)
關鍵詞：學科核心素養 課堂轉型 教材分析
修訂中的高中化學課程標準提出了“宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知、實驗探究與創新意識、科學精神與社會責任”等五個維度構成的化學學科核心素養，將原來的三維目標有機整合并提升至更上位的學科哲學層面，凸顯了化學學科在育人方面的教育價值[1]。然而，如何將其有效地轉化為教師具體的課堂教學行為，將化學學科核心素養落實到課堂教學層面，是高中化學教師當前最為關注并困惑的問題。筆者認為，化學學科核心素養并非要求教師們對課堂教學目標另起爐灶，而是要整合三維目標，核心是對教學文本中知識載體的教育價值的認識提升和有效的教學設計（轉化）。
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.
[3] 陳樹杰.學會求知學會做事學會擔當―我的“核心素養”觀[J].福建基礎教育研究，2016（2）.
本部分教材內容由三大知識塊構成，即有氧呼吸、無氧呼吸和細胞呼吸的意義，按照教學層次要求，均要求“理解”。在教材構成上，除以文字描述為主外，還有一圖一表，圖表都簡明扼要闡明了教材的重點內容，在本內容中有三個重要的名詞概念，細胞呼吸代替了原教材中的生物呼吸，強調了細胞是生物體的結構和功能單位。
二、教學目標
1．知識與技能
（1）識記細胞呼吸的概念和類型
（2）理解有氧呼吸的概念、總反應式、過程和圖解，各階段區別和聯系
（3）掌握有氧呼吸物質和能量變化
2．過程與方法
在本內容的課堂教學中，突出圖解與表格相結合，讓學生學會用圖表結合的方法來描述生物體中的生命現象，嘗試概念的推導式、探索式教學，學會理解和分析概念的方法。
3．情感態度與價值觀
通過有氧呼吸三個階段的比較，，進一步理解發生在細胞內的這些生物化學反應，是生命物質運動的高級形式，也是生命物質的特殊性所在。同時更是發生在生物體細胞內的有規律的化學變化，正確運用發展的、運動的觀點來認識生命的存在。
三、學情分析
學生在學習本節時，由于有機化學還沒有學到，因此，在書寫化學式時，有點難度，所以在請學生去黑板書寫時，教師應先寫出。當然，在集體活動方面，本節體現得不是很多，這要根據內容來看。再者，高中學生，在活動開展方面，應根據他們的具體特點來開展。
四、教學重點和難點
1．教學重點：細胞的有氧呼吸過程及原理
2．教學難點：細胞的有氧呼吸過程
五、教學方法
閱讀、觀察、討論、講述等
六、教學準備
多媒體課件
七、教學過程
課題引入
投影：學校運動會百米賽跑場面
師：賽跑過程中要消耗什么？
生：能量。
師：生物體生命活動的主要能源物質是什么？生物體各項生命活動所需能量的直接來源是什么？
生：糖類、ATP。
師：有機物中穩定的化學能是通過什么生理活動轉換成ATP中活躍化學能的？
生：細胞呼吸。（從而引入課題《細胞呼吸》）
師：投影細胞呼吸（投影并板書）
細胞呼吸：有機物在細胞內經過一系列的氧化分解，生成CO2或其他產物，釋放出能量并生成ATP的過程。
師：細胞呼吸是否需要氧？生物在有氧和無氧條件下是否都能進行細胞呼吸？
生：都能。（從而引出細胞呼吸的類型，投影并板書）
細胞呼吸的類型：包括有氧呼吸和無氧呼吸
師：首先我們來討論有氧呼吸，請同學們仔細閱讀71頁圖4-25細胞呼吸，討論下列問題：
1．呼吸作用的中間產物丙酮酸在哪個階段生成，在哪個階段利用？產生的場所在哪兒？
2．［H］在哪個階段生成，在哪個階段被利用？
3．水既是有氧呼吸的反應物又是生成物，水在哪個階段生成，在哪個階段利用？
4．有氧呼吸要吸收O2，放出CO2，O2在哪個階段被消耗利用？CO2在哪個階段生成釋放的？
5．ATP在哪個階段生成，哪個階段產生ATP最多？
（生回答）
師：投影（有氧呼吸的過程）并板書。
師：第一階段，葡萄糖進入細胞，在細胞質基質中，葡萄糖在酶的催化下分解成丙酮酸和少量［H］，并釋放少量能量。
師：第二階段，在線粒體基質中，丙酮酸與水徹底分解成CO2和[H]，并釋放少量能量。
師：第三階段，第一、二階段產生的［H］與O2結合形成水，并釋放大量能量。
請三個小組代表分別到講臺寫出有氧呼吸第一、二、三階段的場所和反應式。（搶答）
投影表格，啟發各組同學總結，歸納出有氧呼吸的總反應式并追蹤C、H、O的來龍去脈。
1．總反應式：（略）
2．C、H、O的來龍去脈：教師演示C的，學生完成其他。
注意：
（1）區分有氧呼吸的場所和主要場所
（2）不同階段催化反應的酶不同
師：根據有氧呼吸的過程，請同學們總結細胞有氧呼吸的概念
師：有氧呼吸的場所在哪里？
投影相應圖片及答案，并注意區分場所和重要場所。
師：根據有氧呼吸的過程，請同學們從物質變化和能量變化方面分析的實質。
那么，釋放的能量去哪里了？
師：能量的產生與去向：投影分析（學生計算）
師：小結有氧呼吸
本節課我們共同學習了生物體的又一種新陳代謝過程——細胞呼吸。首先，我們明確了細胞呼吸的概念，其次，重點講述了有氧呼吸的概念、條件、場所、過程、物質變化、能量變化等知識。細胞呼吸在無氧條件下能進行嗎？下節課我們繼續討論。
作業：請同學完成光合作用與細胞呼吸的區別與聯系。
隨堂練習：投影顯示
