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化學反應的基本特征8篇

時間:2023-08-29 09:18:24

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篇1

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(fā)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?!读x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(fā)學生學習化學的好奇心,引導學生認識物質世界的變化規(guī)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?;瘜W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(wěn)定狀態(tài);(4)物質轉化過程伴隨有能量轉化;(5)物質分子發(fā)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(lián)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(lián)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(fā)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(fā)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(fā)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(fā)”,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(yǎng)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(lián)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(fā)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(fā)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(fā)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(xù)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?;瘜W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(fā)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(tài)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(tài)轉化的影響。

2.4化學與社會發(fā)展

能量是人類生存和發(fā)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(fā)展”模塊與其他模塊充分聯(lián)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(fā)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(fā)光、發(fā)熱與原子得失電子等事實聯(lián)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(fā)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(yǎng)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(yǎng)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(fā)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(lián)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(fā)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(fā)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(zhàn)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(tài)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(jiān)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(tài)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(fā)”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(lián)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(lián)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(lián)系,同時它又蘊含著新的關系和規(guī)律,這種聯(lián)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(lián)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(jié)省能源?

在復習課的教學中燃料話題可以聯(lián)系社會與科技發(fā)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(tǒng)化歸納,需要針對大量的化學反應進行分類并分析其中規(guī)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。

篇2

認識化學反應中能量變化并不等同于化學反應中熱量的釋放與吸收?;瘜W反應中的能量變化,可以以不同的能量形式呈現,如熱、光的釋放和吸收,電能、電磁波的釋放和吸收等。許多化學反應伴隨有熱量的放出和吸收,在這些反應中,能量的變化也不一定全都以熱量的形式呈現。注意幫助學生區(qū)分吸熱反應與需要加熱引發(fā)的化學反應。認識可逆反應的正反應和逆反應在能量變化上的區(qū)別。不要求學習熱效應、燃燒熱、中和熱、焓變等概念。利用熱化學方程式進行有關化學反應中熱量的計算時,不涉及蓋斯定律的內容。教材通過“你知道嗎”欄目,讓學生交流和討論,利用日常生活中觀察到的現象認識物質能量轉化四處可見、形式多樣。在探討化學反應放熱、吸熱本質時,要使學生明確三點:1.熱量變化是化學反應中能量變化的主要表現形式;2.化學反應過程中的能量守恒;3.化學反應在發(fā)生過程中是吸熱還是放熱,決定于反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小。引導學生從能量變化的高度來學習節(jié)內容。

【學習目標】

1、認識化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因;

2、了解化學反應中熱量變化的實質;

3、通過生產生活中的實例,了解化學能和熱能的相互轉化;

【重點】

化學能與熱能之間的內在聯(lián)系以及化學能與熱能的相互轉化。

【難點】

從本質上(微觀結構角度)理解化學反應中能量的變化,從而建立起科學的能量變化觀。

【教學方法】學生自學閱讀、教師歸納

【課時安排】

第1課時

【教學過程】

〖導入〗1、化學反應按反應物和生成物的種類分可分為:化合反應、分解反應、置換反應、復分解反應

2、化學反應按是否有電子轉移可分為:氧化還原反應、非氧化還原反應

3、化學反應按是否有離子參加可分為:離子反應、非離子反應

4、化學反應按是否有熱量的放出和吸收可分為:放熱反應、吸熱反應

〖引導閱讀〗課本32頁

〖提問〗“你知道嗎?”

〖板書并講解〗一、化學反應中的熱量變化

1、化學反應的基本特征

(1)都有新物質生成,常伴隨能量變化及發(fā)光、變色、放出氣體、生成沉淀等現象發(fā)生。

(2)能量的變化通常表現為熱量的變化。

2、化學反應的本質(實質)

舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成

〖指導閱讀〗課本33頁活動與探究

3、化學反應按熱量的變化分類

(1)概念

放熱反應:有熱量放出的化學反應;

吸熱反應:吸收熱量的化學反應;

(2)分類

放熱反應:放出熱量的反應〔∑E(反應物)>∑E(生成物)〕

化學反應

吸熱反應:吸收熱量的反應〔∑E(反應物)<∑E(生成物)〕

〖補充講解〗化學反應遵循著能量守恒定律:反應物的總能量+斷鍵時吸收的總能量=生成物的總能量+成鍵時放出的能量

〖練習一〗判斷下列反應是放熱反應還是吸熱反應

C(s)+CO2(g)2CO(g)

Ba(OH)28H2O(s)+2NH4Cl(s)=BaCl2(aq)+2NH3(g)+10H2O(l)

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2

C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)

〖板書〗4、常見的放熱、吸熱反應

(1)放熱反應:a、所有燃燒反應;b、酸堿中和反應;c、金屬與酸生成氣體的反應;d、大多數的化合反應

(2)吸熱反應:

a、C(s)+CO2(g)2CO(g);

b、Ba(OH)28H2O(s)+2NH4Cl(s)=BaCl2(aq)+2NH3(g)+10H2O(l)

c、C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)

d、大多數的分解反應

〖練習〗關于吸熱反應和放熱反應,下列說法中錯誤的是(A)

A、需要加熱才能進行的化學反應一定是吸熱反應

B、化學反應中能量變化,除了熱量外,還可以是光能、電能等

C、化學反應過程中的能量變化,也服從能量守恒定律

D、反應物的總能量高于生成物的總能量時,發(fā)生放熱反應

〖指導練習〗課本33頁“問題解決”

〖總結〗化學反應伴隨能量變化是化學反應的一大特征。我們可以利用化學能與熱能及其能量的相互轉變?yōu)槿祟惖纳a、生活及科學研究服務?;瘜W在能源的開發(fā)、利用及解決日益嚴重的全球能源危機中必將起帶越來越重要的作用,同學們平時可以通過各種渠道來關心、了解這方面的進展,從而深切體會化學的實用性和創(chuàng)造性。

〖作業(yè)〗預習熱化學方程式的書寫要求;完成鞏固練習

【教后感】

①教師如何引導學生學會利用圖表和設計實驗探究化學反應中的熱量變化;

篇3

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889(2013)12B-0058-01

化學反應原理是高中化學選修模塊之一,該內容與必修模塊相銜接。它揭示了化學變化所遵循的基本原理,是化學在科學研究、工業(yè)生產、日常生活中進行應用的基礎。雖然教材中講述的關于化學反應原理的內容較為基礎,卻包含著學科中反應原理的基本特征。只有把握了這些特征,教師才能透徹理解教材,準確把握教材的深廣度,從而合理安排教學方式。準確把握這些特征,需要我們注意以下幾點。

一、化學反應原理的嚴謹性需要教師對概念有正確的理解

在化學反應原理中包含著許多概念,全面理解這些概念并辨清它與相近概念的異同,才能深入理解化學反應原理,在課堂運用時才能避免因為混淆而產生科學性錯誤。如我們只有理解和區(qū)分了“物質的穩(wěn)定性”和“物質的反應活性”的概念,才不會認為物質的不穩(wěn)定性與反應活性是一致的;只有認識了化學反應的“熱力學順序”和“動力性順序”,理解化學反應的先后只是一種為了研究的方便而進行的人為處理方法,才不會出現根據反應物的性質推斷混合物中反應的先后順序的錯誤做法;只有分辨了“電極”和“電極反應物”的概念,才不會得出“有兩種活動性不同的金屬(或一種金屬與一種能導電的非金屬)作電極”是構成原電池的條件之一的錯誤結論??梢姡處煴仨殰蚀_理解和把握相關概念,才能保證教學的嚴密性。

二、反應原理研究對象的復雜性需要教師有復雜的思維

化學反應原理研究的對象主要是化學反應過程及化學變化,而在變化中會包含很多種物質。除了研究物質的變化,教師還要探討反應過程中能量的變化,反應速率、方向、限度等問題,這些因素之間既聯(lián)系又制約。這種研究對象的復雜性,需要教師在研究和應用化學反應原理時,充分考慮各種因素的影響。如碘在淀粉中顯示的顏色,不僅受到I-濃度大小的影響,還與反應時的溫度、溶液的酸堿度、淀粉鏈的長度等有關。再如,一塊看似均勻的金屬,在化學反應中,我們可能會觀察到局部反應較為劇烈的情況,這是因為從熱力學的角度看,同種金屬單質的熱力學活動性是相同的,但其動力學活動性則不一定相同,因為金屬的動力學活動性不僅與其組成有關,還與晶體構型、晶體內部的局部結構有關。因此,在化學反應原理的教學中,教師如果一味地為了淺顯易懂,將復雜問題簡單化,勢必會產生科學性錯誤。教師應該用聯(lián)系的、發(fā)展的、運動的思想來研究化學反應原理。

三、反應原理研究內容的適用性需要教師基于真實的情景來解決問題

化學反應原理雖然屬于學科中的理論知識,但是它的研究對象和內容卻與生產、生活密切相關,其研究的動力來自于人類生產、生活的需求,一旦其研究成果轉化為實用技術,必將對社會生產力和人類的生活帶來極大的影響?;瘜W反應原理的這種應用性特點,決定了運用這類知識解決生產生活問題時,一定要基于真實的情景。但是真實的情景是很復雜的,這就需要教師在教學時將理論與實際相結合,綜合考慮多種因素的作用,還原事物的本來面目。比如在分析溫度對反應速率及化學平衡的影響時,我們必須學會具體問題具體分析,要從多方面去思考,不能單一地從某一角度去考慮。比如一些有氣體參與的在溶液中進行的反應,雖然升溫能加快反應速率,但升溫會使氣態(tài)反應物的溶解度降低,因此反應的轉化率不一定能提高;還有一些熱穩(wěn)定性差的物質,如過氧化氫、碳酸氫鹽、硝酸等,有這些物質參與的溶液中的反應,一般不能在高溫下進行。同樣,具體的反應還要注意反應發(fā)生的條件。比如在溶液中,Na跟KCl是不可能發(fā)生置換反應的,但在熔融狀態(tài)下這一反應卻可以進行;再如酸制酸的反應,我們經常講強酸制弱酸,但這一規(guī)律對氧化還原反應是不適用的。因此,教師教學時切勿將一般規(guī)律絕對化。

四、反應原理研究層次的多元性需要教師從多角度、用多種方法加以研究

物質的變化具有復雜性和關聯(lián)性,教師要揭示化學反應原理就必須從多個角度、用多種方法進行研究。通過實驗等手段獲取現象,通過現象提出假設,通過理論分析解釋假設,通過綜合研究得出結論。不僅要用理論來引導實驗,還要通過實驗來驗證理論。不僅如此,教師還要從不同層次、不同角度去研究物質發(fā)生化學變化的原因,既要從宏觀上把握其變化,還要從微觀上探究發(fā)生變化的根本原因。比如對于質量守恒定律,我們不僅可以通過化學實驗進行粗略地探究,還能從化學史的分析來進行說明,還可以從物質發(fā)生化學變化的本質特征等多角度入手加以研究。再如,對于Cl-可以加快金屬單質與酸的反應的解釋,我們可以從活化金屬說、破壞氧化膜說、與金屬離子配位說、橋連轉移電子說等多個角度研究并得出結論。通過多角度地對反應原理進行研究,可以使問題和結論愈加清晰。

篇4

初中化學 課程標準 能量觀 微粒觀

《義務教育化學課程標準(2011年版)》(以下簡稱課標)明確指出,“義務教育階段的化學教育,要激發(fā)學生學習化學的好奇心,引導學生認識物質世界的變化規(guī)律,形成化學的基本觀念……”化學能量觀是化學觀念中的核心觀念,需要經過螺旋式遞進。2012年修訂的三個版本[1-3]的化學教材在不同階段都有安排,充分體現了學習的階段性和層次性。要求教師把握好知識深廣度,既要符合學生的認識規(guī)律和心理特征,又要層層遞進,從定性到定量、事實到科學概念來認識并建立化學反應與能量之間的雙向關系,引導學生建構適應層次的能量觀[4-6]:(1)物質具有能量,不同物質或同種物質的不同狀態(tài)所具有的能量不同。(2)化學反應過程中,不僅有物質變化,而且有能量變化,伴隨化學反應的能量變化有不同的形式;化學能是能量的一種存在形式;能量是影響化學反應的重要因素,化學能與其他能量的相互轉化以化學反應為基礎和前提,能量不會創(chuàng)生和消亡,只是在轉化的過程中有能量轉化的效率問題,使能量有所損耗。(3)能源是社會發(fā)展的基礎,能源的開發(fā)和利用離不開化學。(4)微觀世界也存在著能量關系,表現為分子間、原子(離子)間、電子與原子核間的相互作用。

一、基于課標的視角,比較、分析三個版本教材能量觀的呈現方式

課標中,每個二級主題都從“標準”和“活動與探究建議”兩個維度,對化學學習內容進行了說明,還有可供選擇的情境素材。其中,在“化學變化的基本特征”二級主題中明確指出:“知道物質發(fā)生化學變化時發(fā)生著能量的變化,認識通過化學反應實現能量轉化的重要性”。筆者嘗試基于課標,分析三個版本教材能量觀呈現的基本視角(見表1)。

教材還以蠟燭燃燒為素材研究物質的性質和變化,能量觀滲透在火焰溫度的測定之中,若能在描述“發(fā)光、發(fā)熱、火焰”等具體現象的基礎上再提出更為深刻的問題――“為什么化學變化伴隨有能量轉化?”實驗就不再局限于蠟燭燃燒的具體現象和產物的檢驗上了。使學生了解該反應是持續(xù)發(fā)生的自發(fā)反應,先反應釋放的能量可引發(fā)后續(xù)反應,從而將化學的基本觀念與化學過程的方法教育有機地聯(lián)系起來[7]。

物質的化學變化包括了質的變化、量的變化與能量轉化,從能量觀的角度理解物質結構及其轉化是化學的基本視角。教學過程中,要聯(lián)系燃料的燃燒、中和反應、葡萄糖在體內氧化釋放能量、生石灰與水反應放出的熱量能“煮熟”雞蛋、化學電池等日?,F象作為情境素材,通過創(chuàng)設真實的問題情境和建構性的學習,幫助學生理解化學變化和能量變化的密切關系,培養(yǎng)學生學習化學的興趣和能力。

二、初中化學能量觀建構的基本策略

研究化學反應中的能量變化與研究化學反應合成物質同樣重要。因此,教師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(lián)系,在關注情境的選取與創(chuàng)設、問題的構思與引導、內容的組織與呈現、活動的設計與安排的交互過程中經過螺旋式遞進,使學生初步認識化學反應中有能量變化,在燃燒和燃料的學習中得以強化,了解如何應用化學變化實現能量的轉化和物質、資源的合理利用,形成和發(fā)展能量觀。

1.借助實驗表征建構能量觀

借助實驗表征,引導學生理解吸、放熱除了對溫度有影響,還會引起氣體壓強、體積、溶解度、物質狀態(tài)等的變化。在不使用溫度計的情況下,讓學生用手感知,或通過合適的實驗裝置(如圖1、2),借助實驗現象,加深學生對化學能量觀的理解。

還可以借助鐵絲、鎂條、氫氣的燃燒、干電池和充電電池等實驗探究,使學生宏觀感知、理解化學體系是一種儲能體系,化學反應伴隨有能量變化,常見形式是化學能轉化為熱能、光能、電能,且電能與化學能可以相互轉化。借助高錳酸鉀加熱制取氧氣,水的電解,觀察二氧化錳、硫酸銅溶液對過氧化氫分解反應的影響等實驗,使學生了解有些化學反應需點燃、加熱、高溫、通電、催化劑等條件,如果沒有這個條件反應就不能發(fā)生。從而有效調節(jié)和控制能量的儲存和釋放過程,促進或抑制化學反應,使化學反應向著有利的方向發(fā)展,明白反應條件對化學反應的重要作用,幫助學生建構能量觀。

2.深化對燃料和燃燒的認識,發(fā)展能量觀

教材中通過大量的事實證明:人類利用燃燒的主要目的是為了獲取能源。煤、石油和天然氣等化石燃料是當今世界上最重要的能源,資源的浪費主要表現在化石燃料的不充分燃燒上。因此,關于能源問題,一要讓學生了解燃料燃燒反應釋放能量,幫助學生研究怎樣才能使燃料完全燃燒,提高燃燒的效率;二要讓學生考慮燃燒的安全問題,學習怎樣運用化學知識防火、滅火;三要講燃料燃燒對環(huán)境的影響,怎樣減少燃料燃燒時有害氣體和煙塵的排放,減少對環(huán)境的污染;四要講燃料的選擇與清潔能源的開發(fā)利用,講化學科學為開發(fā)清潔、高效的能源能做些什么[8]。利用核心概念的文字表達方式揭示有關燃料問題的化學學科本質(如圖3):

圖3 燃料燃燒的文字表達式

設置問題組:(1)燃燒能為我們做什么?(2)選擇燃料時應綜合考慮的因素有哪些?(3)為什么有些物質可以作為燃料,有些則不能?(4)燃燒生成物為什么會對環(huán)境產生影響,有哪些對策?(5)物質在化學反應中的能量變化有什么規(guī)律?(6)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、物質的制備和選擇反應條件有什么啟示?怎樣利用化學反應中的能量?

通過問題組的解決,借助可燃物與氧氣發(fā)生的劇烈氧化反應,從化學反應熱現象認識到通過化學反應可以獲得能量,通過對燃燒概念的發(fā)展性理解,使學生了解燃燒是強化物質轉化伴隨有能量變化認識的重要內容,形成對化學反應中的能量變化初步的感性認識;通過對燃燒、緩慢氧化和爆炸發(fā)生條件的認識,初步感知可以通過改變反應發(fā)生的條件來影響化學反應。了解人類的一切活動都離不開能源,能源居于首位,能源的開發(fā)和利用離不開化學,認識化學在提高燃料的燃燒效率中的重要作用,從自我做起,節(jié)約能源,引導學生建構能量觀。

3.借助微粒觀,了解能量觀的內涵

微觀層面認識能量觀,這部分內容既基于物理學習,又與微觀世界聯(lián)系,抽象程度很高,魯教版以水為例,創(chuàng)設連續(xù)性問題情境:在水的狀態(tài)變化時水分子的能量、運動速率、間隔怎樣變化?在水天然循環(huán)的各個環(huán)節(jié)上水分子的能量如何變化?是怎樣運動的?以分子或原子不斷做無規(guī)則運動為切入點,推論出構成物質的微粒具有熱能。溶解現象并非單純的物理現象,其伴隨的能量變化涉及微粒的運動和相互間的作用力。物質溶解于水的過程中發(fā)生了兩種能量變化:溶質的分子(或離子)向水中擴散的吸收熱量過程;溶質的分子(或離子)和水分子形成水合分子(或水合離子)的放出熱量過程。溶質不同,這兩種過程吸收或放出的熱量不同,使溶液的溫度發(fā)生不同的變化。

核外電子運動也是一種能量的反映。元素得失電子的能力取決于原子中電子的能量,元素原子的最外層電子處于較高能量狀態(tài),不穩(wěn)定,原子間通過得失電子或共用電子對的方式成鍵,使體系能量降低,形成相對穩(wěn)定的結構。學生形成核外電子運動的能量思維方式,從能量的角度研究物質及其轉化的思維方法等[4]。因此,可把物質轉化過程看作是諸存在物質內部的能量(化學能)轉化為熱能、光能等釋放出來,或者是熱能、光能等轉化為物質內部能量(化學能)被儲存起來的過程。在水的電解教學中,若能從微觀視角解釋為什么水需要通電,引導學生認識分子、原子在化學變化中的行為,深入了解原子的內部結構以及原子核外電子的分布及其在化學變化中的表現,那么學生對化學反應條件對化學反應的重要作用的認識會達到更高的水平[9]。

初中學生的能量觀建構是一個不斷深化、有機聯(lián)系、螺旋式上升的結構化內容,隨著對能量觀認識的不斷豐富和發(fā)展,將從微觀表征對化學和能量關系本質加以構建,形成更合理、完整的能量觀。因此,學生能量觀的建構應該注重認識和理解的完整性,使學生對學科知識的理解更加本質化,自身的觀念更加清晰化,實施以觀念建構為本的課堂教學。

參考文獻

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[2] 王祖浩,王磊主編.全日制義務教育化學九年級上、下冊.上海:上海教育出版社,2012.

[3] 畢華林,盧巍主編.全日制義務教育化學九年級上、下冊.濟南:山東教育出版社,2012.

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[7] 魏銳,如何由實驗觀察提出科學問題――以蠟燭燃燒為例,化學教育,2012(1).

篇5

一、教材和教學對象分析

1.教材地位

化學反應限度屬于化學反應原理范疇,是化學學科最重要的原理性知識之一,也是深入認識和理解化學反應特點和進程的入門性知識,在社會生產、生活和科學研究中有廣泛應用.

2.教學對象分析

在必修1中對可逆反應已有介紹,但對于大部分的化學反應都是可逆反應,都有反應限度,學生接受還有困難.

二、教學設計

1 教學目標

(1)知識與技能

①知道可逆反應的概念,了解可逆反應的基本特征.

②知道可逆反應在一定條件下能達到平衡狀態(tài).

(2)過程與方法

①通過實驗幫助學生領悟化學反應是有一定限度的.

②利用圖形分析體會化學平衡的建立過程.

(3)情感、態(tài)度和價值觀

在分析交流中善于發(fā)現問題,敢于質疑,培養(yǎng)學生獨立思考能力及團隊合作精神.

2.教學重點

學會判斷可逆反應.

3.教學難點

(1)運用實驗探究的方式,認識可逆反應的限度問題.

(2)通過圖形分析了解可逆反應達到平衡狀態(tài)的過程.

4.教學過程

【設疑】為什么用增加高爐高度的辦法不能減少煉鐵高爐氣中CO的含量?

設計意圖:從工業(yè)生產出發(fā)創(chuàng)設情境,讓學生帶著疑問進入課堂.

【情境導入】回憶鈉與水、氯氣溶于水的反應現象,書寫反應方程式.

設計意圖:回憶舊知識建立新知識體系.

【總結】很多反應都像氯氣和水反應一樣,是有限度的.

【活動與探究】氯化鐵溶液與碘化鉀溶液的反應.

實驗1:向碘化鉀溶液中加氯化鐵溶液.

實驗2:在反應1的溶液中加入四氯化碳,振蕩、靜置.

實驗3:取2的上層清液,滴加硫氰化鉀溶液.

【設問】實物投影展示不同學習小組實驗現象的差異,為什么實驗3的顏色深淺會不同呢?

【追問1】試劑量加的多了顏色會加深,說明什么呢?

【追問2】化學反應限度是孤立的嗎?

【總結】化學反應到達限度是需要一定條件的.

設計意圖:探究活動既能鍛煉學生的動手能力,還能產生思維碰撞,激發(fā)探索熱情;設計問題引導學生深入思考、討論,達到對問題全面、深入的認識.

【板書】一、可逆反應

1.定義:在同一反應條件下,既能向正反應方向進行,又能向逆反應方向進行的化學反應.

2.可逆反應方程式的連接號:

【提問】我們學過哪些可逆反應?寫出這些反應的化學方程式.

【練習】把3 mol氫氣和1 mol氮氣置于密閉容器中反應能夠得到2 mol氨氣嗎?

【總結】3.可逆反應的特征:

(1)反應有一定限度.

(2)反應物和生成物共存.

設計意圖:回顧知識總結可逆反應,培養(yǎng)學生自學和總結的能力.設計對應練習,建構知識網絡,培養(yǎng)學生主動探索,勇于解決問題的科學精神.

【議一議】對于一個可逆反應,當反應達到最大限度時,是否就意味著反應停止了呢?

【交流與討論】

(1)反應開始時,C(反應物)和C(生成物)哪個大?v(正)和v(逆)哪個大?

(2)反應進行時,C(反應物)和C(生成物)如何變化?v(正)和v(逆)怎樣變化?

(3)反應進行到什么時候會“停止”?C(反應物)和C(生成物)如何變化?

(4)反應真的停止了嗎?

設計意圖:速率與時間的動態(tài)變化圖將抽象的知識具體化,設計問題幫助學生建構知識網絡.

【板書】二、化學平衡

1.化學平衡狀態(tài):可逆反應在一定條件下進行到一定程度,正反應速率和逆反應速率相等,反應物和生成物的濃度不再發(fā)生變化的狀態(tài).

【講述】化學平衡不是停止的,而是一個動態(tài)的平衡.

【板書】2.化學平衡的特征:

①研究對象:可逆反應

②前提條件:一定條件

③內在本質:正逆反應速率相等,但不等于零

④外在特征:各物質濃度保持不變

設計意圖:規(guī)范知識體系.

【思考】為什么用增加高爐高度的辦法不能減少煉鐵高爐氣中CO的含量?

【學生回答】高爐煉鐵是一個可逆反應,一旦達到平衡,在外界條件不變的情況下,反應體系中各物質的含量是一定的.

設計意圖:使知識得到升華,培養(yǎng)學生化學嚴謹性和歸納總結的能力.

【作業(yè)】1.請學生尋找生活中常見的存在化學反應限度的事例,下節(jié)課與同學分享.

2.如果你是一家合成氨工廠的廠長,你會考慮哪些問題呢?(結合本節(jié)所學回答)

設計意圖:設計開放性的作業(yè),鞏固本節(jié)知識,加強學生的分析能力.

三、教后反思

《化學反應限度》在必修階段的學習要求較低,能認識可逆反應有一定的限度,知道可逆反應在一定條件下能達到化學平衡狀態(tài)即可.學生學習過后常有這樣的想法――“化學反應限度有什么用?”,因此,我們采用生產中的例子,創(chuàng)設情境,引入教學,激發(fā)學生的學習興趣.通過學習,學生能夠解決“工程師設想”的問題,感受到學習的收獲.

在現行高考模式下,化學學科的學習時間被大大壓縮,化學教師更應該立足課堂,充分激發(fā)學生的學習興趣,培養(yǎng)學生的思維品質.我們把“活動與探究”設計成學生分組實驗,給學生動手的機會,學會從觀察中獲取信息,從思考中發(fā)現問題,從合作討論中獲取知識.

通過對實驗現象的分析,學生較容易得出“化學反應存在限度”這個結論.將不同的實驗現象進行對比,引導學生關注實驗過程,加深對知識的理解,激發(fā)他們學習與探究地熱情.為什么氯化鐵溶液的用量是5~6滴?兩種反應物的用量能否顛倒?進一步加深對化學反應限度的認識,這樣既培養(yǎng)了學生高層次的思維品質,又讓學生體會到了學習化學的嚴謹性.

篇6

關鍵詞: 新課標 初中化學教學 能量觀作為科學教育的重要組成部分,新的化學課程倡導從學生和社會發(fā)展的需要出發(fā),以化學的基本理念為基礎,在教學過程中,努力使每位學生都能以輕松愉快的心情學習、認識多姿多彩的化學世界。而化學能量觀作為初中化學里重要的化學學科理念,是九年級學習初學化學過程中逐步學習并且深入構建的,讓學生對認識物質世界有新的理解,有利于學生形成從能量角度探究物質及其轉化的思維方法。

一、新課程環(huán)境教學下教師的主導作用

在新課標的要求下,化學教師應在課堂教學中發(fā)揮好的主導作用,課堂教學中以學生為主體,讓學生充分發(fā)表意見,使每個學生都有發(fā)展的空間,鼓勵學生,調動學生的課堂發(fā)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(huán)境,把教材變?yōu)橹匾恼n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(fā)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(huán)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(fā)展的互動過程,從而學生的學習興趣就會被激發(fā)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?!读x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(lián)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(fā)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(lián)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(yǎng)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(fā)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(fā)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(tǒng)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(guī)律,最好聯(lián)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(yǎng)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:

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[2]趙立.大學生農業(yè)創(chuàng)業(yè)及其影響因素研究――以浙江省為例[J].浙江社會科學,2012,(4):133-143.

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【關鍵詞】化學知識;生物教學;應用;方法

生物教學與化學知識有著密不可分的聯(lián)系,生物的基本特征是新陳代謝,而新陳代謝又是一個化學反應,因此,化學知識在生物教學中是不可或缺的組成部分,我們可以適當地將化學知識和生物知識結合起來,幫助學生對各類知識進行融會貫通,從而提高學生的學習效果。

一、化學知識與生物教學的聯(lián)系

(一)生物體中有很多化學元素

在生物教學中,涉及到很多元素,這些元素與化學知識中的元素是相符的,在進行知識點的講解時,能夠將化學元素的特征引入到其中,從而幫助學生更好地掌握生物學知識。例如,在講到細胞中的碳元素時,教師可以將化學中的碳元素特征引入到教學當中,讓學生明確碳元素的存在與細胞特性的關系,也可以將其他物質中的碳元素與細胞中的碳元素含量進行對比,讓學生能夠加深對知識點的理解。

(二)生物體內有很多化學反應

很多生物現象的產生,都是化學反應的過程,例如光合作用就是葉綠素在光照的作用下與二氧化碳發(fā)生化學反應的過程;呼吸作用就是植物體內的葉綠素在光照的作用下產生的有機物與氧氣反應產生的效果,在在生物教學中引入化學知識,能夠讓學生對生物現象的反應過程進行更加深刻的了解,更好地掌握生物的各種特性。

二、化學知識在生物教學中的應用方法

(一)在生物實驗方面的應用

在生物教學當中,實驗教學是非常重要的部分,能夠讓學生在實驗過程中對教材中的知識親手進行實驗,從而更加深入地對生物知識進行掌握。在很多教學中都存在著“生化不分家”的說法,更加說明了化學知識在生物教學中的重要作用。在很多生物實驗中,都需要使用化學器材進行操作,因此酒精燈的使用方法、顯微鏡的使用方法、量杯的使用方法、漏斗的使用方法等,都成為學生進行生物實驗的必備知識。例如,在“綠葉在光下制造淀粉”的實驗中,需要利用酒精、碘酒、燒杯等對與光發(fā)生反應的葉片進行隔水加熱,從而使葉綠素溶解到酒精中,并將溶解完的黃白色葉片滴加碘液,在沖洗之后觀察葉片的變化。在這個過程中,學生對基本的化學實驗知識進行了學習,并將其應用到生物實驗,學習了碘酒、酒精燈、燒杯等,從而能夠讓學生更好地認識到葉綠素在植物中的作用,并了解綠色在光下制造淀粉的全過程。在講綠色植物的呼吸作用這節(jié)內容時,演示實驗引入了二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁,二氧化碳不支持燃燒,氧氣具有助燃性等化學知識。在講肺與外界氣體交換時,引入了人吸入氣體和呼出氣體中氧氣、二氧化碳含量的對比試驗。這也是化學知識在生物實驗教學中的應用。

(二)在生物理論教學中的應用

由于生物與化學在很多方面有類似的元素、類似的反應,因此在生物理論教學當中,一些較為抽象的問題可以適當加入化學知識,使學生能夠更快地以化學思維來思考生物教學中的問題,使一些教學難點迎刃而解。例如,在學習光合反應的過程中,教師就可以引導學生,光合作用其實就是一個氧化還原反應,在反應過程中,所有的得失電子總數相等,因此,學生就可以很簡單的掌握,如果一摩爾的葡萄糖想要完全氧化,就需要六摩爾的氧氣參與,并且如果六摩爾氧氣想要還原成為水,則需要二十四摩爾的氫離子。這就說明在有氧呼吸過程的第二階段必須有6mol水參加反應生成20mol[H],這樣才能保證電子得失的平衡。通過對化學原理的分析,學生們掌握了光合作用的反應過程,從而在遇到相似問題的時候能夠更快地進行聯(lián)想和解答。

(三)化學方程式在其中的應用

細胞中的化學反應式生命特有的一種現象,用現在觀點說是基因的選擇性表達,是有一定的生物目的,如提供能量、形成某種物質參與機體的構建等,基本上都是有機反應,且都是在常溫、常壓下進行的酶促反應。而化學反(化學角度)是一種非生命現象的過程,不具有特定的生命目的,且大多數反應條件很苛刻。因此在書寫生理反應式時要注意反應的情境,注明反應條件和目的,如以下七個反應是以能量代謝為目的:

光合作用:6CO2+12H2O ――C6H12O6+6H2O+6O2(條件葉綠體、光能)

有氧呼吸:C6H12O6+6O2+6H2O――6CO2+12H2O+能量(條件酶)

無氧呼吸:C6H12O6――2CO2+2C2H5OH+能量(條件酶)

C6H12O6――2C3H6O3+能量(條件酶)

ATP合成(ADP+Pi+能量――ATP+H2O(水可以不用寫),(條件酶)

ATP分解 ATP+H2O(水可以不用寫) ――ADP+Pi+能量(條件酶)

n(C6H10O6)(淀粉,纖維素)+nH2O――nC6H12O6 (條件酶)

以下三個反應式參與生命的物質組成:

n氨基酸――肽鏈+(n-1)H2O(條件酶)

n脫氧核苷酸――DNA+(n-2)H2O(條件DNA聚合酶)

n核糖核苷酸――RNA+(n-1)H2O(條件RNA聚合酶)

三、結語

總之,生物與化學之間有著非常密切的聯(lián)系,但是當前很多教學當中,教師將學科之間的聯(lián)系完全阻隔,僅僅對本學科的內容進行講解,不對思維進行擴散,從而影響了學生發(fā)展自己的學習能力,培養(yǎng)自己的探索精神。作為教師,我們應認識到生物與化學在學科上的交叉之處,并積極對其共同點進行融合和發(fā)揚,在生物教學中對化學知識進行滲透,從而使學生在學習過程中善于對各類只是進行運用,實現思維的發(fā)散,從而有效提高生物教學的效果,促進學生全面發(fā)展。

參考文獻:

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[3]許紅艷. 案例教學法在醫(yī)學生物化學教學中的應用和探討[J]. 中國醫(yī)藥導報,2011,(27):109-110.

篇8

關鍵詞:中考化學 信息題

中考信息題是中考命題的亮點,它涉及的信息包括初中教材全部內容和高中教材的部分內容。也可以涉及工農業(yè)生產、日常生活及社會關注度較高的與化學有關的重要事件或新聞報道等。它的特點是情景真實、新穎,起點高,落點低,對培養(yǎng)學生觀察能力、分析能力、思維能力具有重要意義?,F以沈陽市2016年中考化學試卷第17題進行分析。

原題:根據表中信息,請回答下列問題:

(1)填寫表中內容:①____________;②______________。

(2)物質可以按照一定規(guī)律發(fā)生轉化,請按要求各寫出一個對應的化學方程式

① 置換反應____________________;②復分解反應_______________________。

(3)(NH4)2SO4是農業(yè)上常用的銨態(tài)氮肥,在實驗室檢驗其為銨態(tài)氮肥的實驗操作是_________________________________。

(4)2H2S + SO2 = 3S + 2H2O,反應前后硫元素化合價發(fā)生的變化是______________。

(5)在實驗室中,可用熱的堿液除去試管內壁上附著的硫,請完成該反應的化學方程式:

__S + ___ NaOH = ___Na2SO3 + ___ ______ + __H2O

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