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化学反应原理精选(九篇)

化学反应原理

第1篇:化学反应原理范文

关键词:化学反应;实验教学;动手能力

一、“化学反应原理”的教学概况

(一)“化学反应原理”模块

化学反应原理是高中化学开设的六个选修模块之一,授课对象是对化学反应有浓厚兴趣的同学。通过该模块的实验教学研究,可以让学生了解各种化学反应现象及原理,加深对化学物质本质变化的了解,可以利用化学反应创造新物质,推动社会的进步发展。

“化学反应原理”模块理论性较强,学生理解起来也存在一定的困难。因此在该模块教学的时候,教师除了向学生传授书本基础知识,还需要通过实验的方式让学生更加直观的了解各种化学反应,加深学生对化学反应原理的印象。

(二)化学的实验教学

化学实验教学指的是在某个固定情境中,为了实现本节课的化学教学目标,教师开展的实验教学活动。化学是门抽象性较强的学科,如果仅仅通过文字内容讲解,学生很难体会其中的原理,因此需要通过实验加以辅助。学生通过观察和参与实验,在加深对书本知识认识的同时,还可以提高动手创新的能力,是培养学生全方位素质的重要途径。

二、“化学反应原理”教学现状

(一)学生对化学实验的兴趣情况

通过笔者对某校高中生的调查统计发现,有80.6%的学生对“化学反应原理”章节的实验教学比较感兴趣。在对这80.6%学生的深入调查中发现,不同学生对化学实验的兴趣点也存在不同。绝大多数学生兴趣停留在动手实验和感官体会上,对于化学实验所揭示的原理却很少关注。在对19.4%不感兴趣学生的调查中发现,这部分学生之所以对实验不感兴趣,是因为他们认为实验趣味性不强,有的学生害怕实验中有各种危险隐患,还有的学生是因为不想写实验报告。这些因素的存在,都导致学生对化学实验失去了兴趣。

(二)学生参与化学实验教学的情况

在实践教学中,教师通常采用的实验教学方式是教师演示和学生动手操作两种,也有部分老师会利用动画演示来替代动手操作过程。在调查中发现,87.29%的学生认为老师有动手演示的必要,只有这样学生才会更加直观感受到化学反应变化情况。同时也有部分学生希望通过教师演示,了解实验的步骤、操作方式等。

对学生实验能力调查发现,绝大多数学生都认为自己动手能力与观测力比较强,但是对方案设计、结果总结、原理探索等能力则很弱。这也要求教师在化学实验中,多注意培养学生方案设计的能力,还需要培养学生善于总结经验的好习惯。

(三)教师在开展化学实验教学中的困境

在“化学反应原理”模块的教学中,绝大多数教师都可以感受到该模块实验比例越来越低,造成这种情况的原因也是多种多样的。

在对教师调查结果中显示,有60%的教师认为学校实验室所配备的设备基本可以支撑“化学反应原理”模块的教学;20%教师所在的学校配备了专职的实验管理员,但是仍然有许多学校的实验员是兼职。从化学实验次数来看,很多学校每周化学实验的次数在1次之下。

从化学实验内容来看,“原电池工作原理”“溶液酸碱性测试”“化学反应速率”这三个板块的教学经常采用实验教学方式,其它板块比如“热效应”“金属腐蚀”等都是以多媒体动画取代手工实验。

三、“化学反应原理”教学对策

(一)培养学生正确的实验方法

在“化学反应原理”教学模块中,通过实验的方式是最佳教学途径。笔者以“压强对化学平衡产生的影响”为例,设计教学方案。

教师在这个板块的教学中,可以通过几个比较明显的化学现象,来向学生解释化学平衡的概念。在实验教学时,除了利用多媒体技术来使化学结果放大化,还可以通过传感器来精确化结果,让学生直观感受到各种要素的变化。

教师先在传感器中装入NO2和N2O4的气体,并且将该注射器与传感器相连接,在电脑上显示出传感器数据的变化情况。教师让学生自己动手推动注射器,观察压强与现象变化之间的关系,并且绘制曲线图。学生通过直观感受,发现当气体被压缩到一半的时候,因为容器中NO2浓度加大,颜色变深。

(二)开发学生的实验能力

教师也可以让学生通过动手实验,巩固已知的理论知识。笔者以“化学反应速率”教学来解释该方法的运用“化学反应速率”教学板块,教师通过实验研究不同要素对化学反应速度产生的影响。

在课前预习阶段,学生可以通过查阅资料的方法了解生活中的化学反应,判断哪些要素会影响到化学反应速率。

在课堂教学阶段,教师可以提问学生:哪些化学反应需要加速?哪些则需要减速?学生会回答:希望在冰箱里的食物可以保存的更久?铁制品希望腐蚀速度慢些等等。教师可以进一步提问:如何控制化学反应速率,才能更好为人们生活服务呢?

在实验阶段中,教师设置锌片和铜片与盐酸反应速率对比;物体在纯氧和空气中燃烧剧烈程度对比等实验,来得出会影响反应速率的要素。在活塞保持一段时间不动之后,注射器当中的气体颜色会越来越前,这说明了化学反应平衡出现了变化。同样,在减压气体体积逐渐提高之后,注射器中颜色也会越来越浅,这是因为NO2气体浓度越来越小,而后颜色的变深意味着平衡再次发生移动。

四、结束语

综上所述,在“化学反应原理”章节的教学过程中,必须依据教材中的内容,结合高中学生的认知能力以及化学学科的特征,注重在理论教学中融入实际经验。除此以外,在教学中教师还应当注重学生创新意识的培养,提高学生动手操作能力,培养出适合新时展的人才。

参考文献:

第2篇:化学反应原理范文

《化学反应原理》实验教学形式优化处理化学是一门以实验为基础的学科,课堂教学中总以实验为辅助手段帮助学生掌握化学事实,认识化学原理,获得化学知识和实验技能,同时力图通过实验培养学生的观察能力、创新能力以及科学探究能力。化学实验承载着如此重要的教学、教育功能,使笔者常常思考课堂中的化学实验教学应该采用怎样的表现形式?化学实验教学形式是否与教学内容协调?两者是否相得益彰,达到了最佳的教学效果?

虽然我们已经认识到实验在整个教学过程中的重要作用,认识到合适的实验教学形式能保证化学实验的功能和价值得以充分发挥和体现,但实际的化学课堂教学中却常常缺乏对实验和教学内容关系的分析和理性思考,实验教学形式的选择和运用呈现出很大的随意性。

一、问题产生的原因

1.教材方面

苏教版化学教材的实验设置体现为“活动与探究”和“观察与思考”两个栏目,教材没有严格区分学生实验和教师实验。有关新课程的培训在教材的编写理念和各栏目功能的说明中指出,教材中实验型的“观察与思考”栏目相当于原教材中的演示实验,而实验型的“活动与探究”则相当于学生实验。教材如此编写,其本意是有利于教师在教学中根据学校的实验条件、学生的实际水平和教学的具体情境进行灵活处理,然而由于两个栏目在功能上存在混淆、实验设计上存在一些结构性问题,导致按照教材提供的实验形式进行教学实际难以达到良好的教学效果。首先,“观察与思考”栏目中的实验,除了一小部分由于侧重实验操作的示范性、学生观察能力的培养,更适合采用演示实验的教学形式之外,大部分实验完全可以采用随堂实验的形式。其次,“活动与探究”与学生实验不可等同视之。活动探究以掌握探究方法、培养探究能力为目的,包含问题提出、方案设计、交流讨论等环节,实验只是探究过程中的一个环节,而且探究活动以问题解决为教学主线;而学生实验重在巩固所学的知识,培养学实验技能,以实验操作为主要教学内容。

2.教师方面

教师的年龄、个性、知识水平、专业能力等个体因素制约、影响了教师对实验教学形式的选择。一方面,由于受传统教学模式的影响以及对实验功能认识的局限性,一些教师自己讲实验、画实验,要求学生听实验、背实验,根本谈不上实验教学形式的选择和优化;另一方面,受到新课程倡导科学探究的激励,一些教师没有对教学内容作合理分析,将所有实验“一刀切”均改为探究性的实验教学,造成教学效果差强人意、教学时间拖延的状况。

3.评价方面

随着新课程的开展与推进,教学评价的角度逐渐从“怎么教”转变为“怎么学”,着重关注师生互动对话、自主合作探究等新的学习方式的使用以及学生活动充分与否。这样的评价体系之下,课堂教学中实验活动确实得以充分开展,学生独立操作实验机会大大提高,然而在实验教学“学什么”与“怎么学”,即实验教学内容与形式是否协调的问题上,却很少有人作理性的思考和辨析。

二、优化处理实验教学形式的具体方法

优化处理实验教学形式的操作流程为:第一,将《化学反应原理》中出现的实验按照“观察与思考”――演示实验,“活动与探究”――学生实验的对应关系进行分类;第二,结合学生实际和教学实际,按照演示实验、学生实验、随堂实验、家庭实验四种类型,校准优化列表中的实验教学形式;第三,借助个案研究,通过课例比较,对比同一实验采用不同教学形式后的效果,不断调整,选择最优的实验教学形式。

1.整理《化学反应原理》教材中的实验,将其分类,初步确定实验的教学形式

2.结合学生实际和教学实际,按照演示实验、学生实验、随堂实验、家庭实验四种类型,优化校准列表中的实验教学形式

实际教学中,根据四类实验教学类型的特点,根据学生的认知水平和教师的实践经验,优化校准实验教学的具体形式。

(1)演示实验

演示实验是由教师在课堂上结合教学内容进行的实验。它不仅能紧扣课堂教学环节,启迪学生的思维,促进学生对知识的理解和掌握,而且能充分发挥教师在实验教学中的示范作用,培养学生对实验操作的精确性和规范化的认识。

有效的演示实验教学,应当具有以下特征:①所用时间恰当,实验成功率高;②实验现象明显,最大限度地满足学生的感知需要;③渗透实验思想和实验方法的培养。

例如,用重铬酸钾研究浓度变化对化学平衡的影响、用氯化钴研究温度变化对化学平衡的影响的实验,原本可以作为随堂实验,学生边学边做边思考。然而考虑到重铬酸钾、氯化钴均为重金属盐,毒性较大,如果作为学生实验,试剂用量大,实验废液处理存在较大困难,所以将这两个实验改为演示实验,既不影响实验现象观察又减少了实验污染。

(2)学生实验

学生实验是指学生分组实验,即在教师指导下,学生利用一定的仪器设备和材料亲自动手,独立操作的实验。它着重培养学生实验操作、数据分析、归纳总结能力,同时又是培养实事求是、严肃认真的科学态度的一种途径。

有效的学生实验教学具有的主要特征是:学生最大程度地参与实验,并在知识与技能、过程与方法和情感态度与价值观方面有不同程度的收获。

酸碱中和滴定操作是学生在高中阶段必须掌握的实验技能,该实验在教师演示的基础上必然需要同时开设学生实验。同时通过对实验数据的处理和误差分析,引导学生会发现实验中存在的问题,并思考和解决这些问题。又如有气体生成的化学反应,反应速率的测定一般有两种方式,一是测定一定时间内产生气体的体积,一是测定生成一定体积的气体所需要的时间。将测定盐酸与CaCO3反应速率这一实验确定为学生实验,可以让学生掌握这种定量实验的方法并学习用图表形式处理实验数据。

(3)随堂实验

随堂实验就是边讲边实验,随着教学过程的展开,学生在教师的组织引导下通过分组实验清楚观察到实验现象,了解、认识化学事实或者通过实验亲自发现问题、获得结论。随堂实验这一形式可以与新课程倡导的探究实验相结合,既可以让学生体验探究新知的经历和获得新知的感受,又可以培养学生的科学探究方法及科学素养。

例如,“原电池工作原理”的教学,可以通过在教师引导下的一系列原电池随堂实验而展开学生的认识过程:实验①:用铜、锌电极与硫酸铜溶液组成原电池,请学生正确判定电极;实验②:请学生设计用铁与氯化铜溶液组成原电池;实验③组成有盐桥的铜、锌原电池,观察能量变化。经过对原电池实验的探究、观察和分析,使学生理解掌握原电池的工作原理,并在积极的情感体验中获得知识和科学方法。

(4)家庭实验

因为化学实验具有生动、直观,有趣的特点,所以学生往往不满足于课堂上“观察”实验和有限地做实验,他们更有兴趣自己操作、探究。因此,适当开展一些家庭小实验,可以调动学生学习的积极性,并培养他们的创造性。但是家庭实验必须没有危险性,并教育学生主动避免危险。

例如,“铁的电化学腐蚀”实验,由于实验的进行需要一定时间,很难改为随堂实验,教学中往往被教师处理为演示实验。该实验所需试剂都是家庭中常见物品,而且没有危险性。为弥补课堂上演示实验可观察性较弱的缺陷,可以另将该实验作为家庭实验布置给学生。教师引导学生沿着实验目的――用品――步骤――现象的思路设计实验方案、实施实验,并在完成实验后组织学生进行交流。

3.借助个案研究,通过课例比较,对比同一实验采用不同教学形式后的效果,不断调整,选择最优的实验教学形式

比较是认识事物、评价事物、鉴别事物的重要方法,因此对于特定的化学实验究竟采取哪一种实验教学形式,还是需要通过比较的方法,借助课例对比研究,体验同一实验采用不同教学形式后的教学效果,从而不断调整优化,选择合适的实验教学形式。

一次参加市化学教研活动,两位教师都以《金属的腐蚀与防护》进行教学。该单元中有一个“活动与探究”―铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀,现以此为例比较采用的实验教学形式是否适合。

【课例1】

在讲解金属腐蚀的概念、种类以及化学腐蚀、电化学腐蚀的概念后,教师将学生分成四人一组,进行铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀的实验。学生按照教师的引导,分别用稀醋酸、氯化钠溶液润湿试管,然后在两支试管中加入铁粉、炭粉混合物,最后组装仪器。由于铁的腐蚀需要一定的时间,在仪器组装完成后,教师要求学生将两组仪器放置于试管架上,然后进行析氢腐蚀、吸氧腐蚀电极反应及电极式的书写教学。十分钟后,教师指导学生观察两组仪器中的实验现象,通过实验现象验证两种腐蚀过程中两电极发生的化学变化。

【课例2】

教师首先复习了原电池的构成条件,然后教师将铁粉、炭粉混合物与稀醋酸、氯化钠溶液润湿的试管组装完成,请学生判断是否可以构成原电池。待学生发表完看法,认为在稀醋酸中可以构成原电池后,教师请学生写出电极反应式和总反应方程式,紧接着教师引出了金属腐蚀的概念、种类以及化学腐蚀、电化学腐蚀的概念。这时教师将两组仪器在教室中进行展示,引导学生通过实验现象验证稀醋酸试管中的电极反应,并思考、总结氯化钠溶液润湿的试管中可能发生的反应,随后进行吸氧腐蚀的教学。

本实验操作简单,无危险,无污染,现象明显,符合学生动手实验的条件。教材上对该实验的教学形式所给的建议也是“活动与探究”,即学生实验。

课例1采用了随堂实验的教学形式,看起来整个过程中学生亲自动手组装仪器,比较清楚地观察到实验现象,最大程度地参与了实验,课堂气氛也比较活跃。然而由于该实验自身存在一个无法克服的问题――完成实验需要的时间较长,因此在组装仪器之后,教师只能继续进行析氢腐蚀、吸氧腐蚀的知识教学,然后才指导学生通过观察实验现象验证析氢腐蚀、吸氧腐蚀的存在与区别,硬生生地将一个探究性实验变成了验证性实验,极大地削弱了该实验的引导教育功能。另外,课堂上,学生由于好奇心,在教学过程中不断地观察、摆弄放在试管架上的仪器,注意力分散,影响了课堂气氛和教学效果。

课例2没有采用教材的建议,使用了演示实验这一实验教学形式。虽然这样的改变降低了学生在化学实验中的参与度,但其优势在于一方面通过复习巩固,巧妙地在开始上课不久就引入了实验,为教学的连贯与流畅赢得了时间;另一方面,根据教学实践经验,学生对稀醋酸条件下的析氢腐蚀认知度很高,但对于氯化钠溶液条件下的吸氧腐蚀的知识掌握则明显存在困难。而该课例一开始就对在氯化钠溶液条件下能否发生原电池反应设疑,激发学生思维,随后通过实验现象让学生发现、理解吸氧腐蚀的存在以及发生的化学反应。即便采用演示实验,课例2也极大地激发了学生的学习兴趣,使学生体验到科学研究的乐趣。

通过这两个课例的比较可以看到,化学实验采用的教学形式没有优劣之分,关键是教学形式要符合实验的内容、特点,并为整节课的教学服务。通过对鲜活生动的课堂实践进行理性思考――“课例比较”,可以不断修正调整,最终得到与实验教学相适合的最优的教学形式。

三、关于优化实验教学形式的思考

优化实验教学形式既要适合教学内容、契合实验特点,又要同时要符合学生的实际。同时也要能激发了学生学习的兴趣,增强了探索、创新的动机,培养学生的观察和思维能力。在本校开展的科技周《制作原电池》比赛中,学生们自己查找资料、设计装置,最后不仅在比赛中获得了优秀的成绩,还体验到自主学习的乐趣。然而优化实验教学形式的实践过程中遇到一些问题,需要在今后不断思考、实践和总结。

1.实验采取哪一种教学形式,存在两种或多种可能性

实验教学所采用的教学形式虽然要立足课程标准、适合教学内容和实验内容、切合学生的实际,然而在具体教学实践中,经过优化处理后,同一个实验仍然存在多种教学形式。例如,《化学反应原理》中的实验“不同催化剂对过氧化氢分解速率的影响”,同时也是《实验化学》中的一个对比研究性实验。如果将两本教材的教学进行统筹考虑,可以在《化学反应原理》的教学中将该实验作为演示实验,同时安排学生实验,使学生既能获取感性认识,了解不同催化剂对反应速率的影响,又能掌握对比性实验方案的设计。

2.实验教学形式的优化处理要建立在整个高中化学教学的基础上

本文是以《化学反应原理》教材为研究对象,探索实验教学形式的优化处理。然而高中化学教材中知识的学习是呈螺旋型上升的,不同的教材中会出现相同或类似的实验,因此可以将这些实验通过研究对比,分别采用不同的实验教学形式,多方法、多角度地加以呈现。

3.探究式教学中实验教学形式的选择有待进一步研究

探究式教学是进行科学教育的有效途径,也是一种重要的教学方式,其本质是要使学生的学习基于他们的直接经验并发展他们好奇求知的天性,其目的是帮助学生学习科学知识、掌握科学方法以及真正理解科学的本质。实验是科学探究的基本方式,是探究式教学的重要环节和内容,目前探究式教学中的实验教学基本都采用随堂实验的形式。随堂实验是探究式教学中实验教学形式的唯一选择吗?其余三种实验教学形式与探究式教学具有怎样的关系?本文主要研究在一般教学方法中实验教学形式的优化处理,而探究式教学是以问题和科学活动过程为基础的,可以融合多种学习及教学方式。因此探究式教学中实验教学形式的优化处理还需进一步摸索和研究。

参考文献:

\[1\]刘知新.化学教学论.高等教育出版社.2004,6.

第3篇:化学反应原理范文

多媒体教学优点突出,如可实现多种信息融合,提供更加直观的授课界面,节约板书时间,增大授课容量等。但其缺点也较明显,图片的播放速度较快,多数内容一晃即过,大量重要知识点不能给学生留下深刻印象,及其不利于学生对重要知识的掌握。为使多媒体教学达到最好的效果,就要扬长避短,充分发挥其优点,同传统教学的长处无缝对接,提高课堂效率。

2教师在多媒体教学中的定位

教师应在认真钻研教材的基础上,查阅最新化工反应文献,了解学科发展的最新动态,并对教材的内容进行甄别处理,合理安排授课内容,做到详略得当,重点突出,迎合化工人才市场的需要,培养出合格的一线操作工人。在多媒体授课过程中,学生是教学活动的主体,其学习模式也从灌注式转变成自助学习模式。这就要求教师使用新的授课方式的过程中,精心组织课堂教学,调动学生的主动性,实现教师自身从教学中心位置到学生学习督导的转变。教师的工作重心也从课堂向课外延伸,把课堂教学内容和课外知识充分融合到一起,转变课堂职责,从灌输知识变换成激励、指导、咨询及建议为主。

3教师在多媒体教学中应具备的能力要求

多媒体教学是已经是当今教学手段的主流趋势,这就对教师的自身素质提出了更高的要求,教师要迎合“有效课堂”的需要,迅速的提高自己的综合能力,符合新的教学形式的要求。首先,教师要充分利用多媒体的先进性,重新规划和设计《化工反应原理与设备》多媒体教学内容。对不同的授课对象,因材施教,对学生学习过程中出现的小问题提供更加合适的解决方案,针对不同的学生,实现个性化教学,使其在在课堂学习中逐渐培养自己的综合能力。其次,教师要胜任自己的新角色,启迪教学。这就要求教师熟练掌握多媒体编辑技术,按照授课对象组织多媒体素材,构思教学内容,设计考核内容,突出教师个性化教学。当然了,教师必须具备扎实的理论基础,这样,才能在制作多媒体课件时使授课内容更加丰富,知识点才能做到无缝连接,授课层次才能更加清晰,明确,做到选取的课堂内容更加适时、适当,展示形式才能灵活多变。再者,教师还应使课堂教学增添趣味性。积极改进教学方法,研究新型的教学艺术,如直观演示、动手操作、竞赛参与等,把本课程教学做的更扎实、更有效。最后,一套完整多媒体课件的制作要求制作者有更加坚实的多媒体制作能力,把各种制作技巧巧妙的连接在一起,使得教学目标更加明确,突出重难点,更好地体现教学策略,真正的提高授课对象的能力。

4结束语

第4篇:化学反应原理范文

关键词:化学反应原理;经典热力学;学科性认识

文章编号:1008-0546(2012)03-0002-02 中图分类号:G632.41 文献标识码:B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2012.03.001

《普通高中化学课程标准(实验)》增加了许多大学普通化学的基本概念和应用的内容,其中《化学反应原理》模块增加了大量的经典热力学的内容。有关该内容的教学,教师颇感困惑的是如何把握和控制知识要求的深广度。通过教师培训的交流与研讨发现,这一困惑的根源,很大程度上在于教师自身对热力学的基本概念的认识模糊,甚至存在认识错误,这导致了教师在教学目标的把握和对热力学抽象概念的通俗简练的教学表达上,少讲讲不透,多讲又讲不清的局面。本文试图对《化学反应原理》模块中若干热力问题进行探讨,以期为中学化学教师的教学提供参考。

一、课程标准为什么要引入焓的概念

高中化学课程标准为何要引入焓的概念,是化学反应热的教学中困扰广大教师的一个问题。之所以产生困惑,是因为学生已有“热量”这一前概念,即体系间由于温差导致的能量转化所传递的能量:Q= C・m・ΔT。而反应热是热量的一种,为何在课程标准中要引入焓变ΔH来表示?ΔH与Q有何不同?

焓是经典热力学体系中的一个能量参数,表达式为:H=U+pV。其物理意义是指体系所具有的内能和压力势能之和。因此,在恒温和恒压条件下若进行能量交换(此时V≠0,pV项有意义),它就代表体系具有的全部热能;如果是在恒温和恒容条件下(此时pV=0),那么体系具有的全部热能就是体系的内能U。可见,焓作为热能是体系状态的一种性质。就像机械能是运动状态的一个性质参数一样。当体系的状态确定后,状态性质就是确定的。正因为如此,经典热力学在研究体系变化前后两个状态之间的能量变化时,可以通过两个状态之间的热能差得到,而无需考虑体系变化经过了什么过程。因此,经典热力学研究和得到的结论,都建立在对状态性质的应用上。如果不是状态性质,自然不符合经典热力学结论的条件。

焓H是体系状态的性质,焓变ΔH也自然是状态的性质。但热量Q却不是,它是过程中由于温差传递的热量值,必须伴随过程变化才具有。热量与焓变虽然数值上可能相同,但概念之间却有差别,物理意义完全不同。就像势能差可以转化于做功,但有势能差并不代表一定有做功。此外,热能传递过程的条件不同,热量表示也不一样:在恒温恒压条件下Q =ΔH;而在恒温恒容条件下,热量就表现为内能差Q=ΔU。

因此,引入焓变ΔH来表示特定条件下的反应热,而不用Q,规范了经典热力学概念的严谨性,为教材后续的盖斯定律等热力学理论的推导奠定了基础。因此,教师在教学中必须注意厘清以下概念间的区别:

①焓变是反应热,但不能说反应热就是焓变。只有当恒温恒压条件下的反应热才叫做焓变Qp=ΔH。比如,鲁科版“资料在线”和苏教版“活动与探究”都引用了弹式量热计测定物质燃烧热的拓展知识,有教师想当然地认为该实验结果就是ΔH。其实,它是在恒温恒容条件下测定的,只是恒容燃烧反应的反应热QC= ΔU,要得到ΔH还需要经过换算而获得的:ΔH = ΔU +p外V = QC +ΔnRT。

②反应的热量Q是实际伴随反应以热形式体现的能量值,而焓变则仅仅表示两个状态之间的热能差值。焓变可以转化成热量,但并不代表它一定是热量。盖斯定律的推导正是基于此。在反应设计上可以抛开反应是否会真实发生的考虑,仅仅强调变化状态之间的逻辑合理性即可。由此可见,盖斯定律显然不能用过程函数Q来推导,这是新教材引入焓的概念在教材设计上的科学性考虑。

二、如何理解熵与混乱度的关系

经典热力学在热机效率的研究中发现,体系在过程中吸收或放出的热量与其温度的熵dS=(称作热温熵),也是体系状态的一个性质。课程标准本身对熵的概念并未作要求,但是,大多数教材在化学反应方向判断的教学内容中,都对其物理意义进行了简单描述,即熵是表示体系混乱度的一个物理量。然而,如何理解体系“混乱度”的热力学意义以及“混乱度越大,体系就越稳定”的热力学思想,许多教师存在较大的曲解,以致在教学中常出现想当然地套用宏观社会现象加以解释的现象,比如“就像一个社会总是乱象纷争、合久必分,分久必合一样,这就是混乱度越大,体系越稳定”等错误的解释。

其实,热力学所指的混乱度,是一个统计学意义上的概念,需要通过将微观分子的行为与宏观热力学性质联系起来理解。以一个孤立容器中的理想气体的自由膨胀为例,若将容器划分为相等的A―B两部分,容器中有四个不同的理想气体分子,则气体分子在容器中自由膨胀后可能会呈现何种分布状态?从统计学来看,共有24个即16种微观的可能,但宏观的表现却只有五种即 4|0、3|1、2|2、 1|3、0|4的分布状态,分别对应的概率是1、4、6、4、1。其中4|0或0|4分布的概率最低,而2|2分布的概率为6最高。它说明,我们看到的每一个体系宏观状态其实都包含有不同个微观的分子分布行为。放大到有n个总分子数和总能量的一个孤立系统,在其出现的每一个微观状态的几率都相等的统计学考虑下,某个宏观状态所包含的微观状态数目越多,这种宏观状态出现的几率就越大。经典热力学将这种宏观状态所包含的微观状态数,称为热力学几率,即热力学所谓的“混乱度”,也就是熵S的物理意义。

因此,“混乱度越大,体系就越稳定”的经典热力学思想,是指若一个孤立体系在变化过程中有多种不同的宏观热力学状态表现时,则包含微观状态数越多的宏观状态,即混乱度越大的,其出现并保持这种宏观状态的可能性也越大,也就是相对越稳定的状态。某种体系状态的熵越大,说明该状态包含的微观状态数越多,分布越无序、越混乱,这种状态的热力学表现就越稳定(热力学稳定)。

由此可见,对熵是“混乱度的表示”的理解和教学,一定要把握好熵的物理意义本质,牢牢抓住“状态出现的几率大小”这一主线。它与社会学领域的“混乱”概念不能混为一谈,否则,可能出现原则性和科学性的错误。

三、如何理解经典热力学的“自发过程”

所谓自发反应是指,“在一定条件下无需外界帮助就能自动进行的反应”。有些教师提出,“对反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)来讲,常温下是非自发的,但通过加热能够实现反应自发进行,岂不是借助外界帮助而实现自发反应吗?”由此可见,厘清“反应条件”和“外界帮助”概念之间的区别,是教师正确开展相关知识教学的基础。所谓反应条件,是反应发生所需要的体系环境,如温度、压力等。而所谓外界帮助,则是推动反应进行的非环境因素,比如通电等。条件改变将改变一个反应体系的起始状态的性质,而外界帮助则改变了反应自身行为,并未改变其状态。反应中的加温,只是在不断地改变反应的条件,使反应体系的状态不断改变,当温度达到某一点,即自发变化所需要的体系状态要求时,对反应而言此时的条件是确定的,体系状态不需其他帮助就能自发将反应(或变化过程)进行下去。因此,改变温度,仅仅是为创造一个适合反应自发进行的体系状态的助力,并未改变反应自身行为。

在化学反应自发方向的理解上,也有教师提出“对可逆反应来说,正反应是自发的,则逆反应肯定是非自发的,为何还有可逆反应发生?”这类疑问,反映出部分教师对经典热力学的“自发过程”在理解和认识上的误区。热力学所谓的“反应自发方向”,仅仅是对某一状态可能的变化方向趋势做出判断,而非对一个物质及其反应性质的认定。例如,在恒温恒容条件下,N2O4和NO2之间可发生N2O4(g)2NO2(g)的可逆转化,这是物质的固有性质。而热力学对该反应自发方向的判断,仅仅针对如果存在一种N2O4或NO2混合的反应体系状态,该状态是稳定保持、还是会朝哪个方向进一步反应转化,通过两两状态之间的ΔH和ΔS可以得到的结论。因此,理解并开展热力学知识教学时,必须把握好学科研究的特点,即热力学是紧紧围绕体系状态对其可能发生变化的规律做出阐释。

通过上述问题也引出一些教学的思考,即在敞开体系中的化学反应方向判断的教学中,是否该引入吉布斯自由能的数学表达式ΔH-T×ΔS作为综合的判据。基于课程标准要求,苏教版教材未做引入,是从学生认知角度考虑,简化地以焓变减小和熵增因素加以判断。然而,其弊端在上述问题中体现,即无法全面解释反应推动力的问题,会使学生和教师从反应方向判断的问题上形成对化学的片面定性。引之则更全面并清晰地表达出反应自发方向的真正推动力。当ΔH-T×ΔS<0时,正向反应的推动力大,反应正向进行;当ΔH-T×ΔS=0时,反应没有推动力,因此正、逆反应达到平衡;当ΔH-T×ΔS>0时,反应就朝逆方向进行。并且平衡时只要微观状态下的ΔH-T×ΔS稍有变化,反应就有推动力,平衡就将打破而产生移动。由此,可逆反应有关反应方向和平衡移动的原理困惑就迎刃而解了。

参考文献

[1] 教育部.普通高中化学新课程标准(实验)[S].北京:人民教育出版社,2003

[2] 王晶.普通高中课程标准实验教科书・化学[M].北京:人民教育出版社,2005

[3] 王磊.普通高中课程标准实验教科书・化学[M].济南:山东科技出版社,2005

第5篇:化学反应原理范文

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2014.11.027

化学反应原理是人类在大量研究化学反应本质的基础上,总结得到的关于化学反应的一般规律,是深刻理解化学反应和规律的基础。我国新课程改革将有关中学阶段的化学反应原理内容,集中编排在《化学反应原理》选修模块中。该模块是为对化学反应原理感兴趣的学生开设的,通过学习,学生可以了解化学反应原理在生产、生活和科学研究中的应用。但由于化学反应原理知识有着复杂性、关联性、多样性和交错性的特点,学生在学习时存在很大的障碍。而许多教学一线的教师,面对《化学反应原理》部分的教学时,也常常出现“教师自认为已经讲的很清楚而学生反复出错”的情况。为此,笔者采用问卷调查、观察等方法,在四月下旬对无锡市青山中学,姜堰中学以及南京市六合中学进行探查,并分析高二和高三两个不同年级学生对化学反应原理模块教学行为的认识,多角度研究了高中化学反应原理的教学方式,为今后根据学生的差异选择恰当的教学方式以促进学生在原理部分的学习提供依据。

一、探查的设计与实施

本研究的问卷调查从教学中常见的教学方式和学生期望的教学方式两个角度切入,分为五个部分:一、调查了学生的基本信息;二、通过表格式的选择,探查了学生对教材中内容的分散、整合的观点,同时也了解了学生对学习内容的增加和删减的建议,总共17题;三、通过选择的形式对学生最推崇的教学行为进行了探查,总共4小题;四、通过表格形式的选择,对学习活动进行了探查,总共12小题;五、通过表格形式的选择,对化学反应原理模块中的各种教学活动进行了探查,总共14小题。本研究所有探查数据均采用SPSS 17.0进行统计处理。

本调查采取随机整群抽样的方法,研究的对象为无锡市、姜堰市以及南京市三所四星级中学的453名学生。之所以选择四星级学校,是因为这类学校选修化学的学生相对较多。本调查针对不同年级学生的认知能力的差别,对上述学校的高二和高三年级学生进行探查。考虑到调查对象应具有一定的化学反应原理模块基础,而高二年级正进行着高中化学反应原理模块的教学,因此在四月下旬进行探查的实施。

二、探查的结果分析

1. 灵活地将学习内容进行分散和整合能促进学生认知发展

教学内容分散和整合的意图,即根据学生的学习需求和认知规律,突破现有教材中的呈现顺序,进行重新组合的过程。问卷中涉及到原电池、电解质、影响化学平衡的因素、平衡常数、金属腐蚀这四个知识点,原有教材中是分散编排的,问其是否可以整合编排。另外涉及到化学平衡移动、pH的计算、勒夏特列原理这三个知识点,原有教材是整合编排的,问其是否可以分散编排。对学生关于学习内容的分散和整合意见的频数进行了统计,统计结果见表2

从数据中可以看出,在高一时已经学习了“原电池”的相关概念,在“化学反应原理”这本书里,又专门讲解“原电池”,88.7%的学生认为这样分散讲解有必要,并认为前面出现的知识是基础,后面出现的知识是前面的深化。11.3%的学生认为整合讲解比较能够促进自己的理解。此外,对于“化学平衡移动”、“pH的计算”和“勒夏特列原理”的讲授顺序,大部分学生赞同对这些内容进行分散讲解。而对于“电解质”、“影响化学平衡因素”、“平衡常数”和“金属腐蚀”的讲授顺序,大部分学生赞同对这些内容进行整合讲解。笔者认为,教学内容需进行灵活地整合和分散,并没有统一的标准,因为教育对象是有差异的。

笔者通过对江苏省特级教师的教学观摩,发现特级教师能够灵活地对化学教学内容进行分散与整合。例如徐宾老师在进行“难溶电解质的溶解平衡”教学时,不但通过实验的方法帮助学生建立了沉淀溶解平衡的概念,而且灵活地将MgCO3Mg(OH)2、Ca(OH)2CaCO3、AgCl溶于氨水、Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液、AgClAgIAg2S、锅炉水垢用Na2CO3溶液预处理等内容加以整合,最后引导学生用平衡移动的观念解决沉淀的生成、溶解和转化问题。

2. 适当拓展增加学习内容能促进学生认知发展

布鲁姆曾说过,“学什么是比怎样学更为重要的问题”。笔者通过下列问卷调查题探查了学生关于学习内容拓展的看法。

化学反应原理部分的学习,你认为最需要增加的是( )

A. 实验 B. 应用实例 C.典型例题

D. 教师精彩讲解 E.拓展延伸

统计结果见表3。

从数据可以看出,对于“化学反应原理”的学习,38.6%的学生认为需要增加实验,28.5%的学生认为需要增加应用实例,18.1%的学生认为需要增加典型例题,8.4%的学生认为需要增加拓展延伸,6.4%的学生认为需要增加教师精彩的讲解。在此基础上,笔者进一步对学生关于“沉淀溶解平衡”拓展看法的频数进行了统计,统计结果见表4。

第6篇:化学反应原理范文

关键词:节能减排;全氧高炉;数学模型;炉料;数值模拟

The synergistic principle of Energy/mass transfer and high temperature thermochemical reaction under full oxygen blast furnace condition

Abstract:At present,traditional blast furnace with coke as main energy has been almost perfect in production efficiency and energy utilization, and it is difficult to realize the more energy saving and emission reduction by its technical progress in the traditional blast furnace. Oxygen blast furnace (OBF), as a new iron-making process, has the outstanding advantages in carbon saving and low CO2 emission.Due to the operations of pure oxygen instead of the hot blast and recycling most of the top gas after CO2 removal, the content of CO and H2 in OBF increases significantly, which may also lead to the metallurgical performances of burden change. In order to promote the industrial application of OBF iron-making process, the systematic study of OBF ironmaking process was carried out. A comprehensive mathematical model of OBF was established. Many preliminary designs of OBF were simulated with the comprehensive mathematical model. The comprehensive evaluation of several different OBF process and traditional blast furnace has been made respectively. Through the evaluation, the most suitable process of OBF was identified. In order to analyze the low temperature reduction degradation behavior characteristics under the OBF atmosphere, low temperature reduction degradation experiments of ores have been carried on in different atmospheres which are based on the OBF mathematical model. The softening-melting properties of burden at different reducing atmospheres on the softening-melting properties of burden in OBF atmosphere were studied by using the facility of high temperature reduction-molten experiment. Using the programmed reducing and softening-melting experiment apparatuses, the reduction, softening and melting behaviors of sinter, pellet and mixture of both have been examined by simulating the conditions in traditional BF and typical OBF. It is preliminary founded the formation rule of cohesive zone under the OBF condition. The reduction behaviors of pellet in the atmospheres of H2, CO and mixture of both were studied by using the self-regulating reduction experiment apparatus of single particle. The reduction model of pellet, which was applicable to the research of the kinetic of non-isothermal reduction of pellet at the atmosphere of one or more gases of CO, CO2, H2, H2O and N2, was built based on the grain model and unreacted core model with three interfaces. The OBF internal operation conditions are studied by using the mathematical model.

第7篇:化学反应原理范文

关键词:氧化还原反应;HPS教学模式

中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2016)17-002-01

一、教材分析

氧化还原反应是高一人教版《必修1》第二章第三节内容。本节内容包括两部分内容:对氧化还原反应特征及本质的理解;对氧化剂、还原剂、被氧化、被还原等概念的理解。本节内容不仅是贯穿整个高中化学的重要基本概念、基本理论,同时也与初中化学有着紧密的联系。在今后元素化合物知识学习过程中,对物质氧化性、还原性及其强弱的判断是重难点之一,因此本节课的内容将成为高中学习非常重要的基础。

二、教学目标

1、知识与技能

从得氧、失氧,化合价升降,电子得失三个角度认识氧化还原反应;初步了解被氧化、被还原、氧化剂、还原剂等概念;理解化学反应不同的反应类型划分标准。

2、过程与方法

从宏观到微观角度建构氧化还原反应概念;通过对氧化还原反应中对立统一的认识发思维能力。

3、情感态度与价值观

通过对氧化还原反应的学习与研究,感知事物的现象与本质的关系;用发展的眼光、科学的态度学习化学;发展学习化学的兴趣,乐于探究物质变化的奥秘,体验科学探究的艰辛和喜悦。

三、教学过程

整个教学过程中以化学史中氧化还原概念发展为主线,通过简要地展示概念的发展历程帮助学生建构概念。设计教学程序如下图所示:

1、复习、回顾

请同学回忆初中学习过的氧化反应及该反应的概念。

【设计意图】

初中学习的氧化反应多为燃烧反应,通过回顾初中知识明确燃烧是一种氧化反应,为后面对氧化还原反应的认识奠定基础。

2、初识氧化还原反应

讲述历史[2]:1774年,拉瓦锡受到普利斯特里发现氧气的启发,从磷、锡、铅密闭燃烧实验中总结出燃烧氧化说:燃烧过程需要有氧参与。同时,他定义出物质得氧即为氧化,物质失氧即为还原,还提出氧化还原的统一性。在讲述完历史后引导学生对熟悉的氧化反应、还原反应进行分析,理解二者的辩证关系。

【设计意图】

从失氧、得氧角度认识氧化还原反应,通过化学史将氧化反应、还原反应统一起来,明确二者的辩证关系。

3、再认氧化还原反应

展示:磷与氯气反应生成两种化合物的反应。引导学生观察实验现象,拓展燃烧的概念。讲述历史[2]:1810年戴维将磷放入氯气中燃烧,得到两种磷的化合物,据此戴维指出物质与氯气发生反应也是氧化反应,从此氧化还原反应向广义扩展。

【设计意图】

由化学史引出氧化还原反应的较为广义的定义。

4、深化对氧化还原反应的认识

讲述历史[2]:19世纪末随着化合价概念的确立,人们看到化学反应中凡被氧化者化合价都升高,被还原者化合价都降低;而且化合价的两种变化总是在一个反应中相伴出现,明确氧化与还原是统一过程的两个方面。引导学生对刚才分析的反应再次分析,得出氧化还原反应的特征。

【设计意图】

由化学史发展,引导学生对氧化还原反应进行深入思考,从化合价角度认识氧化还原反应。

5、从微观角度认识氧化还原反应

通过氯化钠形成过程,引导学生分析:化合价改变与电子得失的关系;并从电子得失角度对上述氧化还原反应进行分析。演示实验:铜锌原电池实验。引导学生从化合价变化角度分析得出锌与硫酸的反应是一个氧化还原反应,装置中电流计的指针发生偏转的原因是因为在回路中有电流存在,进而证实在氧化还原反应中有电子的转移。

【设计意图】

理解氧化还原反应的实质是电子的得失,进一步通过演示实验氧化还原反应中存在电子转移。

6、深化、总结

从得氧失氧、化合价升降、电子得失三个角度对氧化还原反应进行总结,在认识到氧化还原反应的特征及本质后,引导学生分析氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系。

【设计意图】

通过对氧化还原反应的总结,进一步明确氧化还原反应的本质,进而得出氧化还原反应与四种基本反应类型有不同的分类标准,并在此基础上理解氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系。

参考文献:

第8篇:化学反应原理范文

【关键词】内容体系 教材 高中化学

【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2013)16-0124-02

高中化学必修一、二教材(以下简称教材)在初中教材内容的基础上,更全面更深入地向学生介绍化学基础知识和基础技能。教材给人的第一印象,好像是杂乱无章、无序可循的。但在使用过程中,只要用心感悟、仔细体会,就会发现还是有一定内容体系可遵循的。

教材从具体内容上看,可以分为三部分:(1)无机化学基础,向学生介绍物质的构成、分类、性质、用途,物质间的反应、化学反应类型、化学反应原理、化学反应中能量变化、化学反应速率和限度;(2)有机化学基础,向学生介绍常见有机物、有机物的性质、简单有机反应、有机物与生活;(3)化学实验,向学生介绍化学实验安全、常见仪器的使用、基本实验技能。

教材从知识类型上看,可以分两大块:(1)元素化合物知识,向学生介绍原子的构成、物质的形成、元素周期表及元素周期律、主族元素及其化合物、副族和Ⅷ族代表元素及其化合物、常见有机物;(2)化学原理和理论,向学生简单介绍化学反应的原理、类型、速率,化学平衡、化学反应与能量转化、化学与生活。

我把新老教材进行对比并结合近十年的教学体会,从具体知识的承载对象:物质、化学反应、化学实验三个角度来阐述我对教材内容体系的一点感悟。

一 从所研究的物质角度来看教材的内容体系

物质是客观存在,作为化学研究的主要对象之一,教材对物质的介绍主要是从以下四个方面展开的:

1.原子的构成

教材内容在承接初中内容的基础上,引入玻尔原子模型。原子是由原子核和核外电子构成,原子核是由质子和中子构成。学生通过学习可以认识到构成不同原子的电子、质子、中子本身是完全相同的,不同原子的结构不同是由于构成这些原子的电子、质子、中子的数目不同。教材中引入了核素和同位素的概念,与初中所学元素的概念相比较、融合,就可以使学生明白:不同元素的原子的核内质子(或核外电子)的数目不同而已;相同元素的原子虽然核内质子(或核外电子)的数目完全相同,但原子核内的中子数目可以不同,一种元素可能会有多种原子。学生就能理解周期表中一百多种元素对应着几百种原子的事实。

教材中还引入了核外电子排布。在掌握了原子的构成后,学生通过核外电子排布的学习可以加深对原子构成的认识,可以清楚感受到随着核内质子数和核外电子数的增多,电子层数和最外层电子数的规律性变化,为学习元素周期表和元素周期律打下基础。

2.物质的形成

把原子介绍清楚之后,顺理成章地向学生介绍物质的形成。自然界中存在的宏观物质就是由原子通过各种方式形成的,教材中引入了化学键、分子间作用力、氢键。物质的形成要结合原子的最外层电子数和元素的种类进行考虑。已达稳定结构的原子,一个原子就是一个分子,分子之间通过分子间作用力结合成宏观物质(如稀有气体)。未达稳定结构的原子,由其原子种类和最外层电子数决定其结合方式。一般情况下,金属原子和非金属原子之间以离子键(也有特例)结合成宏观物质;非金属原子之间以共价键结合成分子(分子通过分子间作用力结合成宏观物质),或原子团(原子团以离子间或共价键结合成宏观物质),或宏观物质;金属原子之间以金属键结合成金属或合金。

教材中物质形成部分内容介绍得较浅,但作为中学阶段已可以解释生活中常见物质的形成原理,而且这一部分知识的介绍对学生理解化学反应原理和物质性质非常重要。

3.物质分类

教材中物质分类部分仅限于常见物质的分类,物质的分类与构成原子、化学键、物质种类多少等因素有关。教材上只介绍了交叉分类法和树状分类法。

从生活实例入手根据组成物质的种类多少,把常见物质分为混合物和纯净物。为了介绍清楚混合物,教材引入了分散系的概念,把混合物分为浊液、溶液、胶体。浊液和溶液初中已学过,这里重点介绍胶体的概念、性质、制备等。为帮助学生认识清楚纯净物,根据形成物质的元素种类把纯净物分为单质和化合物。化合物的分类是高中的重点,从电离角度分为电解质和非电解质,从化学键角度分为离子化合物和共价化合物,从性质上分为酸、碱、盐、氧化物等,从得失电子角度分为氧化剂和还原剂。

4.物质的性质

必修一中介绍了钠、镁、铝、硅、氮、硫、氯、铁、铜等元素的单质和化合物的性质。初学时觉得这一部分知识有些凌乱,但当把元素周期表和元素周期律学习过后,就会发现前面所学是在帮助学生建立必要的感性认识和后续学习的第一手材料。通过元素周期律的学习,学生可以掌握同周期和同主族元素性质的相似性及递变性。前面所学习的是每一主族、副族和第Ⅷ族的代表元素,然后利用同周期和同主族元素性质的相似性和递变性就可以将前面所学的元素化合物知识推而广之到其他元素及化合物。这样,学生就会对周期表中所有元素及其化合物的性质都有一定程度的认识。如氧气具有氧化性,可作氧化剂,根据周期律氟气、氯气具有更强的氧化性,可作强氧化剂;氢氧化钠是强碱,则氢氧化钾、氢氧化铷、氢氧化铯也是强碱,且碱性依次增强。

5.物质的用途

当学生掌握了物质的形成、物质的分类、物质的性质之后,就能联想到它的用途。教材中物质的用途都是伴随着物质的性质和结构的介绍而展开的。重在向学生传递结构决定性质,性质决定用途这一学科思想。如金属钠原子半径较大,最外层上只有一个电子,这样的结构特点决定其原子易失电子,单质具有较强的还原性,所以金属钠一般做还原剂。

二 从化学反应角度来看教材内容体系

化学反应作为物质结构性质的体现,物质用途的依据,化工生产的原理,是中学化学的重中之重。教材对化学反应的介绍主要包含以下四部分:

1.化学反应原理

化学反应是原子重新排列组合的过程,那原子是如何实现重新排组合的呢?化学键理论认为任何化学反应都是旧键断裂和新键生成的过程。旧键断裂需要吸收能量,新键生成放出能量。用化学键的断裂和生成可以解释化学反应进行的过程,但没有解释清楚吸收和放出能量时旧键是怎样断裂,新键是怎样生成的。无法从根本上解释化学反应过程,于是教材引入了分子碰撞理论,微粒间通过碰撞实现了化学键的断裂和生成。

本人认为教材对于化学反应原理的介绍,分子碰撞理论是关键,以分子碰撞理论结合化学键理论才可以较好地解释化学反应的原理。

2.化学反应类型

教材始终是以离子反应和氧化还原反应这两大反应类型为主线来介绍化学反应的。离子反应在初中学习的基础上进行了较为系统的学习,概括出了离子反应发生的条件、离子反应的本质,要求学生掌握离子反应的实质,离子方程式的书写等。氧化还原反应也是对初中所学的氧化反应和还原反应的整合、拓展、引申。向学生介绍氧化还原反应的特征和实质,使学生能从一个新的角度来看待化学反应,去理解物质的性质和用途,去解释一些生活中的化学现象。

教材中为什么要重点介绍离子反应和氧化还原反应?本人的看法是为了培养学生的逻辑思维能力,培养学生进行实验设计、实验探究的能力,培养学生的哲学素养。

3.化学反应中的能量变化

人类研究化学的目的是为了利用化学反应所产生的物质和放出的能量,改善和提高人类的生活质量,促进社会发展。教材中已用大篇幅介绍了化学反应中的物质变化,能量变化一直没有系统介绍过,教材中引入了化学反应与能量在应用的基础上介绍了化学反应中的能量变化,同时也是对前面所学知识的拓展。

教材向学生介绍了能量守恒定律、化学能与热能、化学能与电能。能量守恒定律的介绍一方面使学生的知识体系更加完善,有利于学生对化学的认识实现质的飞跃;另一方面有利于和物理、生物等学科实现交叉。

化学能与热能的介绍可以帮助学生理解生活中常见的放热反应和吸热反应的原理,帮助学生实现对化学键相关知识的复习和提升,帮助学生理解反应条件和反应原理。化学能与电能向学生介绍了常见电池和发电厂的工作原理,使学生学会原电池的设计,这也是对氧化还原反应的拓展和提升。

4.化学反应速率和反应限度

这部分内容是把化学反应和化工生产进行对接,让学生了解如何把一个化学反应转化为化工生产过程,使其产生效益。教材在化学反应速率中主要向学生介绍化学反应速率的量化办法和影响化学反应速率的因素,引导学生考虑如何控制反应进行的快慢。化学反应限度以可逆反应为例向学生介绍了化工生产中影响产率和反应物转化率的因素,介绍了化学平衡原理使学生对化学平衡状态及影响因素有所了解。

三 从化学实验角度来看教材内容的联系

第9篇:化学反应原理范文

关键词:教学模式 氧化还原反应 教学设计

1 引言

在中学阶段的基本概念、基本理论体系中,氧化还原反应及相关知识有重要的地位,是高中化学教学的重点和难点。理解氧化还原反应的概念是学好化学的基础,无论是课改前的教材(旧)(人民教育出版社出版)还是课改后的教材(新)(人民教育出版社出版),都安排了很大的篇幅予以介绍。本文从分析新旧教材的编排设计出发,得出行之有效的教学设计。

2 新旧教材编排分析

在课改前的教材中,《氧化还原反应》这部分内容被安排在高一化学第一章的第一节,并且安排了三个课时。其中氧化还原反应的概念的教学就单独安排了一节;在课改后的教材中,《氧化还原反应》被安排在第二章第三节。放在第一章强调了氧化还原知识在化学知识体系中的基础性地位,体现了知识的逻辑顺序;放在第二章,则体现了氧化还原知识的工具性、实用性。其次,在内容设计上,课改前后的教材也有所不同。在旧教材中,通过复习初中学习过的四种基本反应类型(化合反应、分解反应、复分解反应、置换反应)引入,再给出一个不属于以上四种反应类型的反应,让同学们判断这个反应属何种反应,以此诱发学生的学习欲望,然后再从初中学习的狭隘的氧化还原反应的概念入手引发认知冲突,为实现氧化还原反应概念的转变作准备。引出新概念后,为体现新概念的有效性,再用新概念去分析一些化学反应是否为氧化还原反应。

在新教材中,直接从初中教材中截取三个重要的实验方程式(①铜片部分氧化成氧化铜;②氧化铜被还原成亮红的铜;③铁丝在硫酸铜溶液中的反应)引入,再给出几个熟知的氧化还原反应和非氧化还原反应(标注有各元素的化合价),其中有一部分反应有元素化合价改变,而另一部分没有。这样教师就可以引导学生从化合价变化与否的角度出发,直接得出氧化还原反应的概念。

3 新旧教材概念教学模型分析

在旧版教材编排设计中,教学核心就是实现氧化还原概念的转变。概念的转变是以波斯纳的概念转变模型为理论依据的。根据概念转变模型,概念要发生顺应需要满足四个条件:①对现有的概念不满。②新概念的可理解性。③新概念的合理性。④新概念的有效性。旧教材的编排设计完全满足上述条件。正是有概念转变理论的支持,在概念教学中,概念转变模型才被广泛运用,但是在氧化还原反应概念的教学中,这种策略的教学效果却不理想。首先,对于氧化还原反应这部分内容的教学,规定是三个课时教完,可实际上,大多数教师用了一个多星期。其次,很多教师反映,学生在学完这部分内容后的相当时间内,氧化还原反应的概念还是模糊的。诚然,波斯纳的概念转变模型是有效的,但是基于概念转变模型的教学模式被标准化、唯一化、条件化了。教师一看到概念教学,就想到了概念转变模式,即便没有概念的转化,也要人为的创造概念转化的条件。不难看出,旧版教材的设计,完全是为了实现概念转化创造条件。所以,旧版教材的设计是低效的,甚至是起负面作用的。教师用了太多篇幅讲了与氧化还原反应概念无关的知识,这些无用信息会加重学生的认知负担。干扰了新知识的学习。所以学生对氧化还原反应概念的理解是模糊不清的。

新教材的编写就体现了另外的概念教学模型:概念学习的范例理论和概念的形成理论。首先提供氧化还原反应的典型范例,再抽象出氧化还原反应的关键特征,然后得出氧化还原反应的概念,最后实现概念的强化。概念的获得,实质就是要理解一类事物共同的关键属性。氧化还原反应这个概念的关键属性就是化合价的变化。只要我们强调这个关键属性,就可容易把握什么是氧化还原反应。无关特征越多,学习就越困难。和课改前的教材相比,现行教材删了很多无关信息,但核心知识没减少。新教材从提供氧化还原反应的典型范例入手,直接从典型范例中提取氧化还原反应的关键特征,从而得出氧化还原反应的概念。这样做删繁就简,有利于学生建立清晰准确的概念。

4 基于新教材的教学设计简述

氧化还原现象是日常生活中常见的现象,首先提供这种现象的图片,让学生进入准备状态,然后教师引导学生提取出这些现象的化学反应方程式,提供氧化还原反应的范例(初中学习的氧化还原反应概念和新的氧化还原概念没有根本的冲突,初中学习的氧化还原反应在新的氧化还原反应概念框架内还是氧化还原反应,而不会变成非氧化还原反应,这样就无需否定以前学习的氧化还原反应的概念,也就没有必要刻意去实现概念的转化)。因此,教师根据学生熟知的氧化还原反应范例,再引导学生归纳它们的关键特征,即有化合价的改变,就可得出氧化还原反应的概念。再给出新概念的正例和反例,使概念更加清晰、明确。

5 基于新课改教学模型的氧化还原反应概念教学课堂实录

【PPT】展示三张图片:①铜片部分氧化成氧化铜;②氧化铜被还原成亮红的铜;③铁丝在硫酸铜溶液中的反应。

【教师】同学们,写出上面图片中发生的化学反应的方程式。

【学生】观察、思考并在草稿纸上书写。【多媒体展示结果并板书】

【教师】请同学们标一下上面两个反应里各个元素的化合价,观察前后有无变化。

【学生】标出各元素化合价。

【教师】上面几个反应都有什么共同的特征吗?

【学生】有,它们中都有元素化合价发生了改变。

【教师】我们知道第一和第二个反应分别是氧化反应和还原反应,有化合价发生改变,第三个反应也有化合价改变。我们就推而广之,把所有的有化合价发生改变的反应都统称为氧化还原反应。

【教师】【多媒体展示】同学们,观察下面两个化学反应(各元素化合价在反应前后有没有发生改变)各个元素的化合价,观察前后有无变化。

【学生】没有。

【教师】对。像这类化学反应前后没有元素化合价改变的反应就统称为非氧化还原反应。

【板书】

在反应过程中有元素化合价变化的反应叫做氧化还原反应。

在反应过程中没有元素化合价变化的反应叫做非氧化还原反应。

根据上述的判断方法,判断下列反应是否为氧化还原反应。

【PPT随堂练习】

【教师】运用交叉分类法对下列化学反应分类

【多媒体展示】

【学生活动】思考判断,运用交叉分类法绘制氧化还原反应与基本反应类型的关系图

【课堂小结】(1)在反应过程中有元素化合价变化的反应叫做氧化还原反应。(判断依据)在反应过程中没有元素化合价变化的反应叫做非氧化还原反应。(2)氧化还原反应与基本反应类型的关系。

6 结论

这种教学设计,没有过多的纠缠初中的氧化还原概念知识,而是淡化那些不合时宜的概念,减少无关信息的干扰,以初中学习的氧化还原反应作为高中氧化还原反应的典型范例,直接引导学生用归纳的方法得出全新的氧化还原概念,避免了新旧概念的冲突,保持了新旧概念的前后一致性,学生只要记住初中学习过的几个氧化还原反应的典型范例,通过对比,就可以很容易判断其他反应是不是氧化还原反应。在此基础上,将氧化还原反应与四种基本反应类型有机联系起来,加以对比分析,找出其规律,列成图表,便于同学们复习,提高解题能力加深对初中有关化学知识的理解,又能将初、高中化学相关知识衔接起来,所以这种处理是简洁、有效的。

参考文献: