论比较法在化学反应与能量课堂教学的作用

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　　摘 要：比较法对化学反应与能量课堂教学有着重要意义和积极作用，从而提高教学效果和学生的参与课堂氛围中。它具有化抽象为具体、化枯燥为有趣、化理论为常识等功能;既使学生通俗易懂，又增添了课堂的乐趣，让学生更多地参与课堂的氛围中获得知识。在以后的教学中，比较法是不可缺少的一部分，它能拉近书本知识与生活的距离。
　　关键词：比较法;化学反应与能量;课堂教学
　　自新一轮课程改革在神州大地破土而出，新可标的教学理念、教材组织形式、教学结构评价方式的变化层出不穷，叹为观止。所以课程改革的目的在于使学生适应现代生活和未来发展的需要，旨在克服应试教育的弊端，全面推进素质教育，实现学生的全面发展[1]。而不是像以往的课堂教学模式为炒冷饭式的回顾和一道又一道习题的强化训练，学生对课堂的热情大大降低。有的干脆在课堂上开起了小灶，拿本参考资料自己在那里做了起来。结果是一心两用，课没好好听，题目又做得稀里糊涂[2]，这是许多学校课堂教学中常见的现象。为了走出这种尴尬境地，课堂教学过程中，我们采用了比较法运用于化学课堂教学。比较法就是对物与物之间和人与人之间的相似性或相异程度的研究与判断的方法。比较法在教育科学研究中广泛运用而且具有极高的价值。特别是在化学选修4中的第一章化学反应与能的教学中，怎样运用我们学过的知识或者是其他学科之间相类似的例子或者是生活常识进行比较，使抽象、枯燥、难懂的问题具体化[3]、有趣化、生活常识[1]化，进而使学生参与课堂的学习，提高课堂教学的效率。以下是笔者就此比较法所作的实践案例。
　　一、比较法在化学反应与能量变化教学中的作用
　　1.反应热 焓变
　　反应热和焓变概念是化学反应与能量学习的起点。反应热和焓变为热力学问题，其研究化学反应中的热量转化问题，也就是能量守恒和转化定律。我们结合物理学科中的功和能量之间的转化，来对化学反应中解释能量的变化过程以及我们用教过必修2中的知识进行比较教学。其中涉及到了旧化学键的断裂和新化学键形成过程中能量的吸收和释放过程。如表1为吸热反应和放热反应的比较[4]。
　
 表1 吸热反应和放热反应的比较^[4]

类型 比较		吸热反应	放热反应
定义		吸收热量的化学反应	放出热量的化学反应
实质	总能量关系	SE(反应物)< SE(生成物)	SE(反应物)> SE(生成物)
	总键能关系	反应物的总键能>生成物的总键能	反应物的总键能<生成物的总键能
表示方法		Q>0	Q<0

反应类型或实例	①所有的水解反应 ②所有的电离反应 ③大多数的分解反应 ④Ba(OH)2×8H2O与NH4Cl的反应	① 所有的中和反应 ② 所有的燃烧反应 ③ 大多数的化合反应 ④ 绝大多数的置换反应

　　焓[5]是体系内能加上体系的压强与体积乘积的一个物理量，无明确的物理意义。但是它具有以下性质：(1)焓是状态函数。因为U、p、V均为状态函数，它们的组合(U + pV)也必然是状态函数。体系的焓值仅与体系所处的状态有关，与通过什么的途径达到这个状态无关。所以我们引入物理学中的位移来作比较。因为位移也只与始态和终态有关，而与途径无关。从位移的引入可以使学生们对比较抽象的焓较易理解，因为使他们回想起了物理学的知识，以此为基础来弄懂焓。(2)焓具有能量的量纲，因为U和pV的量纲都是能量的量纲。提到了能量的量纲问题时，我们可以和物理学中的机械能及其守恒定律作比较。
　　2. 热化学方程式
　　热化学方程式[6]是表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式;其意义不仅表明了化学反应中的物质变化，同时也表明了化学反应中的能量变化。书写热化学方程式与普通化学方程式有所不同。所以我们在授课时引入了普通化学方程式和热化学方程式进行比较教学。对于普通化学方程式，只要求写出反应物和生成物后，根据原子的个数和元素得失的电子数守恒进行配平;而热化学方程式还要在方程式的右边注明反应热、反应时的温度与压强、各物质的聚集状态和化学计量数与反应热相对应。如表2 为热化学方程式与普通化学方程式的区别[7]。
　　表2 热化学方程式与普通化学方程式的区别[7]
　　普通化学方程式热化学方程式
　　化学计量数整数，既表示微粒个数又表示微粒的物质的量可以是整数也可以是分数，只表示微粒的物质的量
　　物质状态不要求注明必须在物质或微粒之后注明
　　DH 符号及单位无必须注明
　　意义表明化学反应中物质的变化不仅表明化学反应中物质的变化，而且表明化学反应中的能量变化
　　二、 比较法在燃烧热 能源教学中的作用
　　1.燃烧热
　　燃烧热[8]是在25℃、101 kPa时，1 mol 物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。根据燃烧热的定义在书写时应注意：(1)在25℃、101 kPa时，生成稳定的氧化物;(2)燃烧热通常是由实验测得的;(3)可燃物以1 mol作为标准进行测量;(4)计算燃烧热时，热化学方程式常以分数表示。在前面的教学中，一般可燃物的燃烧反应，只根据反应条件和反应物的量来写书该燃烧的化学方程式，完全没有考虑到可燃物的量一定要为1 mol，生成的氧化物是否为稳定的氧化物，也无需标出它的燃烧热。所以在授课的时候，我们引入了一般可燃物的燃烧反应与燃烧热比较，使学生在回想以前学过的知识基础进一步地对燃烧热有深入的理解与掌握，达到了在学习中不断地复习与学习新知识相连接，有效的提高了学生对新知识学习的兴趣。
　　2.能源
　　能源亦称能量资源或能源资源。是指可产生各种能量(如热量、电能、光能和机械能等)或可作功的物质的统称。是指能够直接取得或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源，包括煤炭、原油、天然气、煤层气、水能、核能、风能、太阳能、地热能、生物质能等一次能源和电力、热力、成品油等二次能源，以及其他新能源和可再生能源。[9]教科书从人类对能源的需求以及如何合理利用并开发新能源的角度，以资料形式介绍了能源在国民经济和社会发展中的重要地位和作用，同时结合新能源的开发通过科学视野简单介绍了最有希望的太阳能、风能和氢能，以开阔学生的眼界，加强化学与社会的联系。所以在授课时引入目前的主要能源是化石燃料时与新能源作比较，让学生认识到化石能源的形成时间之久和蕴藏量有限的一次能源，使学生认识到我们生活的地球上能源是有限，应该如何利用能源、节约能源和开发能源为目标去学习化学知识，这样使学生们更深刻地意识到了生活的不易和更好的保护我们的环境，激发学生们为了我们美丽的地球而不断地学习化学理论知识，将来为社会尽做贡献。
　　三、比较法在化学反应热的计算
　　本节的重点是理解盖斯定律，难点是盖斯定律运用于反应热的计算。因为盖斯定律[10]：不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。为了使学生更好地理解盖斯定律，教材引入了我们现实生活中的登山与盖斯定律作比较。引入登山，这样使学生们在脑海里回想起了他们以前去登山的趣事，有的同学会想到坐缆车上去，有的同学会想到爬上去，不管采取了什么样的途径，其山的高度是一定的，也就是不管采取什么方法登山，所走的位移都一样。位移的引入又使学生结合物理学的知识对盖斯定律的进一步理解，不仅达到了学科与学科之间的比较学习，也使日常生活的知识与我们所教的学科的比较学习，使得理论联系实际，贴近生活。用生活的例子与抽象的定义作比较，使抽象的定义通俗化，使得学生更容易的吸收抽象的知识。
　　三、结 论
　　比较法运用于化学反应与能量的教学中，使枯燥无味的抽象概念与我们的生活常识、各学科相联系，使得复杂的问题简单化，枯燥的理论生活化，既使学生通俗易懂，又增添了课堂的乐趣，让学生更多地参与课堂的氛围中获得知识。在以后的教学中，比较法是不可缺少的一部分，它能拉近书本知识与生活的距离。
　　参考文献：
　　[1] 刘丹, 住宇萍. 试论生活常识对中学化学课堂教学的作用 [J].四川文理学院学报, 2014, 24(2): 77 - 80.
　　[2] 吴国权. 高三复习课中提高学生参与度的思考及实践——“盐类的水解”复习课教学设计 [J]. 化学教学, 2014, 8: 28 - 30.
　　[3] 刘一兵. 论化学教学的比喻艺术 [J]. 化学教学, 2014, 7: 31- 35.
　　[4] 任志鸿, 王杨, 张洪荣, 王玉峰, 张志立, 王三永, 刘春枝. 志鸿优化系列丛书 高中优秀教案 化学 × 选修4化学反应原理 [M]. 海口: 南方出版社, 2014: 46 - 47.
　　[5] 何少华, 裴群, 金仲鸣, 冷燕平, 黄明建. 普通高中课程标准实验教科书 × (化学选修4) 化学反应原理教师教学用书(第3版) [M]. 北京: 人民教育出版社, 2007: 24.
　　[6] 王后雄. 高考完全解读 × 王后雄考案 × 化学课标本[M]. 南宁: 接力出版社, 2010: 108.
　　[7] 任志鸿, 王杨, 张洪荣, 王玉峰, 张志立, 王三永, 刘春枝. 志鸿优化系列丛书 高中优秀教案 化学 × 选修4化学反应原理 [M]. 海口: 南方出版社, 2014: 18 - 19.
　　[8] 任志鸿, 王杨, 张洪荣, 王玉峰, 张志立, 王三永, 刘春枝. 志鸿优化系列丛书 高中优秀教案 化学 × 选修4化学反应原理 [M]. 海口: 南方出版社, 2014, 24.
　　[9] 何少华, 裴群, 金仲鸣, 冷燕平, 黄明建. 普通高中课程标准实验教科书 × (化学选修4) 化学反应原理教师教学用书(第3版) [M]. 北京: 人民教育出版社, 2007: 14.
　　[10] 任志鸿, 王杨, 张洪荣, 王玉峰, 张志立, 王三永, 刘春枝. 志鸿优化系列丛书 高中优秀教案 化学 × 选修4化学反应原理 [M]. 海口: 南方出版社, 2014: 36.

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