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介紹燃料充分燃燒的條件，培養(yǎng)學生節(jié)約能源和保護環(huán)境意識；
通過學習和查閱資料，使學生了解我國及世界能源儲備和開發(fā)；
通過布置研究性課題，進一步認識化學與生產(chǎn)、科學研究及生活的緊密聯(lián)系。
能力目標，全國公務員共同天地
通過對化學反應中的能量變化的學習，培養(yǎng)學生綜合運用知識發(fā)現(xiàn)問題及解決問題的能力，提高自學能力和創(chuàng)新能力。
情感目標
在人類對能源的需求量越來越大的現(xiàn)在，開發(fā)利用新能源具有重要的意義，借此培養(yǎng)學生學會知識的遷移、擴展是很難得的。注意科學開發(fā)與保護環(huán)境的關系。
教學建議
教材分析
本節(jié)是第一章第三節(jié)《化學反應中的能量變化》。可以講是高中化學理論聯(lián)系實際的開篇，它起著連接初高中化學的紐帶作用。本節(jié)教學介紹的理論主要用于聯(lián)系實際，分別從氧化還原反應、離子反應和能量變化等不同反應類型、不同反應過程及實質加以聯(lián)系和理解，使學生在感性認識中對知識深化和總結，同時提高自身的綜合能力。
教法建議
以探究學習為主。教師是組織者、學習上的服務者、探究學習的引導者和問題的提出者。建議教材安排的兩個演示實驗改為課上的分組實驗，內(nèi)容不多，準備方便。這樣做既能充分體現(xiàn)以學生為主體和調(diào)動學生探究學習的積極性，又能培養(yǎng)學生的實際操作技能。教師不能用化學課件代替化學實驗，學生親身實驗所得實驗現(xiàn)象最具說服力。教學思路：影像遠古人用火引入課題化學反應中的能量變化學生實驗驗證和探討理論依據(jù)確定吸熱反應和放熱反應的概念討論燃料充分燃燒的條件和保護環(huán)境能源的展望和人類的進步布置研究學習和自學內(nèi)容。
教學設計方案
課題：化學反應中的能量變化
教學重點：化學反應中的能量變化，吸熱反應和放熱反應。
教學難點：化學反應中的能量變化的觀點的建立。能量的“儲存”和“釋放”。
教學過程：
[引入新課]影像：《遠古人用火》01/07
[過渡]北京猿人遺址中發(fā)現(xiàn)用火后的炭層，表明人類使用能源的歷史已非常久遠。
[板書]化學反應中的能量變化
一、化學反應中的能量變化
[過渡]化學反應中能量是怎樣變化的？
[學生分組實驗]請學生注意①操作方法；②仔細觀察實驗現(xiàn)象；③總結實驗結論；④寫出化學方程式。
（1）反應產(chǎn)生大量氣泡，同時試管溫度升高，說明反應過程中有熱量放出?；瘜W反應方程式：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2
（2）混合攪拌后，玻璃片和小燒杯粘在一起，說明該反應吸收了大量的熱，使水溫降低結成冰?；瘜W反應方程式：Ba(OH)2•8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O
[結論]
放熱反應：化學上把有能量放出的化學反應叫做放熱反應。
如CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)
吸熱反應：化學上把吸收熱量的化學反應叫做吸熱反應。
如C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
[討論]現(xiàn)代人怎樣利用化學反應？
結論：現(xiàn)代人利用化學反應主要是①利用化學反應中釋放出的能量；②利用化學反應制取或合成新物質。
[板書]二、燃料燃燒的條件和環(huán)境保護
[學生分組討論]（1）燃料充分燃燒條件？（2）大量使用化石燃料的缺點？
[結論]
（1）使燃料充分燃燒需要考慮兩點：①燃燒時要有足夠多的空氣；②燃料與空氣要有足夠大的接觸面。
空氣不足：①浪費資源；②產(chǎn)生大量一氧化碳污染空氣，危害人體健康。
空氣過量：過量空氣會帶走部分熱量，浪費能源。
增大接觸面：改變?nèi)剂系臓顟B(tài)。如固體燃料粉碎、將液體燃料以霧狀噴出、固體燃料液化等。
（2）大量使用化石燃料：①能引起溫室效應；②會造成化石燃料蘊藏量的枯竭；③煤燃燒排放二氧化硫，導致酸雨；④煤燃燒會產(chǎn)生大量的煙塵。
[板書]三、現(xiàn)代能源結構和新能源展望
[討論]現(xiàn)代人怎樣利用化學反應中釋放出的能量？
結論：人類所需要能量，絕大部分是通過化學反應產(chǎn)生。主要是煤、石油和天然氣等化石燃料或它們的制品燃燒所產(chǎn)生的。
[講述]現(xiàn)代能源結構。
1999年我國化石燃料和水電能源的消耗結構:
能源
煤
石油
天然氣
水電
比例
76.2%
16.6%
2.1%
5.1%
[講述]我國化石燃料與世界主要國家或地區(qū)對比。 石油儲量/1×1010t
天然氣儲量/1×1010m3
煤炭/1×1010t
北美
5.6
8.4
262.9
西歐
3.4
6.1
99.3
日本
1.0
前蘇聯(lián)
8.3
42.5
241.0
中東
54
24.2
中國
2.4
0.8
99.0
[討論]我國能源結構的缺點和新能源展望（環(huán)保、防止能源危機）。學生發(fā)表自己的想法。
[結論]得出以下結構。
[閱讀]能源與人類進步。
請學生閱讀教材22——23頁。
[本節(jié)課的總結和評價]——根據(jù)實際完成的情況和教學效果而定。
[尾聲]《太陽能》05/34
新編高中教材第一冊第一章第3節(jié)是“化學反應中的能量變化”，本節(jié)內(nèi)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(jié)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(fā)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(chǎn)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(jié)約能源，保護環(huán)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(yǎng)學生發(fā)散思維能力和自學能力的好內(nèi)容，因為它對于培養(yǎng)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(yǎng)學生發(fā)散思維能力和自學能力，培養(yǎng)學生利用所學知識，分析，解答實際問題的能力。
2. 情感態(tài)度與價值觀：
對學生進行節(jié)約能源，保護環(huán)境的教育；通過化學實驗激發(fā)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(yǎng)學生的創(chuàng)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(yǎng)，人文素養(yǎng)的和諧發(fā)展。
2. 注重知識的產(chǎn)生和發(fā)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(jīng)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(jīng)驗，重視知識的產(chǎn)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(fā)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(xiàn)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(fā)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(fā)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。
一、設計思想
化學課堂教學中應遵循“從生活走進化學，從化學走向社會”的思路，教師在教學中要注意聯(lián)系實際，幫助學生拓寬視野，開闊思路。因此，本節(jié)課從生活實際引入，激發(fā)學生學習的興趣，使學生初步了解化學反應與能量之間的關系；然后從分類的角度出發(fā)，讓學生從每一種反應類型中選做實驗，使學生把握化學反應中質量守恒定律和能量守恒定律。進而讓學生從實驗現(xiàn)象、宏觀、微觀等角度認識反應放熱和吸熱的原因?；诨瘜W服務于生活的理念，本節(jié)課采用暖寶寶引入新課又以它結束新課，同時展示了化學能的應用，讓知識學以致用，使學生體驗到用化學知識解決生活中實際問題的成就感，能給學生一種積極向上、健康樂觀的學習情感。
二、教學目標
⑴知識與技能：了解化學鍵的斷裂、形成與化學反應中能量變化的關系；通過實例和實驗了解化學能與熱能的轉化；了解溫度傳感器的使用。
⑵過程與方法：通過實驗探究，使學生體驗科學探究的過程；同時，利用分類、類比等思想豐富學生對化學反應及其能量變化的認識角度。通過數(shù)據(jù)采集器實時采集并處理實驗數(shù)據(jù)，讓學生觀察到溫度隨著化學反應進行的變化情況。
⑶情感、態(tài)度與價值觀：體會能量轉化在生活生產(chǎn)、社會進步中的重要地位；通過關注化學能源，使學生感受到化學學科的價值與魅力。
三、教學過程
[引入]播放視頻――暖寶寶廣告之廣告語“溫暖體貼長達12小時，溫暖只要一片?！?/p>
（發(fā)給每個實驗小組暖寶寶使學生體驗熱量變化，學生異常興奮，迫不及待想體驗）
設計意圖：從生活中走進化學，拉近學科知識與生活的距離；小組體驗，拉近了教師與學生之間的距離。
[提出問題]為什么撕開包裝后，暖寶寶就變暖了呢？
（學生討論，提醒學生認真閱讀暖寶寶包裝上的說明書）
[小組匯報]撕開包裝后，鐵粉與空氣中的氧氣發(fā)生反應，放出能量。
設計意圖：引導學生解決問題從已有知識開始，使學生產(chǎn)生進一步學習的需求。
[提出問題]是不是所有的化學反應都伴隨著能量的變化呢？
（大部分學生持肯定回答，少部分學生則相反）
[教師引導]實驗是檢驗真理的唯一標準，但由于時間、藥品、儀器等方面的限制，我們不可能將所有的化學反應逐一進行實驗。
[交流討論]如何設計可行的實驗方案呢？
[小組匯報]可將化學反應進行分類，根據(jù)化學反應類型，每一類型的反應選做一個或幾個實驗。
設計意圖：學生自由討論歸納出結論，增強了學生合作意識和交流能力，并能從分類的角度對知識進行整理和歸納，有利于學生學科思維的培養(yǎng)。
[實驗探究]（根據(jù)化學反應類型，每一類型的反應選做一個或幾個實驗，并填寫好實驗報告）
實驗報告
提供的藥品和儀器：鋁條、6mol/L鹽酸、NaHCO3固體、2mol/LNaOH溶液、NH4Cl固體、Ba（OH）2?8H2O晶體、蒸餾水、試管、導管若干、溫度計、燒杯、玻璃片、砂紙等。
實驗目的：
小組成員：
選擇的分類方式：
按照所選的分類方式你們小組計劃做哪些實驗？（可不填滿也可補充）并按要求填寫下表。
（學生設計實驗和自由討論，并提醒學生可以參閱教材實驗；教師巡視各組學生操作，對一些不當?shù)膶嶒灢僮鬟M行糾正。）
[匯報交流]通過實驗，我們得出的結論是：有的化學反應放熱，有的化學反應吸熱。如金屬與酸反應，酸堿中和反應是放熱反應；Ba（OH）2?8H2O晶體與NH4Cl固體反應是吸熱。
設計意圖：培養(yǎng)學生的設計實驗能力，增強了學生的合作意識；同時體現(xiàn)了理論對實驗的指導作用；通過溫度計的使用，培養(yǎng)學生從定量的角度認識反應中能量的變化；使學生由感性認識升華到理性認識。
[提出問題]凡是經(jīng)過加熱而發(fā)生的化學反應都是吸熱反應嗎？試舉例說明。
[學生回答]不一定，如鋁熱反應。
設計意圖：概念的矯正，避免學生形成錯誤的概念。
[演示實驗]利用溫度傳感器測定鋁和鹽酸、NaOH溶液和鹽酸、Ba（OH）2?8H2O晶體與NH4Cl固體反應過程中溫度的變化。
設計意圖：讓現(xiàn)代技術進入實驗室，使學生感受到現(xiàn)代技術在化學中的應用；無論在學科知識的擴展方面，還是在學生研究能力的培養(yǎng)方面都是行之有效的。
[引導和設問]化學反應中除了有新物質生成，還伴隨著能量的變化。而能量的變化通常表現(xiàn)為熱量的變化，據(jù)此你能得出什么結論？
[學生回答]化學反應中物質要遵循質量守恒定律，能量要遵循能量守恒。
設計意圖：培養(yǎng)知識遷移的能力，從質量守恒定律遷移到能量守恒定律，幫助學生建立能量守恒的觀點。
[提出問題]化學反應的本質是什么？可以從哪些角度判斷一個反應是吸熱反應或者放熱反應？
（學生討論，可以提醒學生鍵的斷裂、形成與能量的關系）
[小組匯報]化學反應的本質是：舊的化學鍵斷裂，新的化學鍵形成；可以從宏觀、微觀、實驗現(xiàn)象三個角度判斷反應是放熱還是吸熱。
[教師講解]（宏觀角度）一個確定的化學反應完成后的結果是吸收能量還是放出能量，決定于反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小，我們可以將反應物與生成物類比于不同勢能的水，請同學們看課本圖2-1水能、化學能變化對比示意圖。
（微觀角度）化學鍵的斷裂和形成是物質在化學反應中發(fā)生能量變化的主要原因。
[投影]放熱反應H2+Cl2=2HCl，H-H，Cl-Cl，H-Cl的鍵能數(shù)據(jù)和能量-反應過程示意圖。
設計意圖：從宏觀、微觀的角度認識化學反應中的能量變化，使學生初步了解類比思維方法，培養(yǎng)學生用圖表的方式形象的解釋反應放熱、吸熱的原因。
[提出問題]請用所學的知識解釋暖寶寶制熱的原因（從實驗現(xiàn)象、宏觀、微觀三個角度）。并討論化學能在日常生活中的廣泛應用。
設計意圖：學以致用，應用所學的化學知識解釋生活中的問題，化學服務于生活。體現(xiàn)化學學科的價值所在，引發(fā)學生關注社會，培養(yǎng)對社會的責任感和使命感。
[教師總結并投影]根據(jù)所學知識，對化學反應進行新的分類，可分為放熱反應和吸熱反應。常見的放熱反應有：燃燒反應、活潑金屬與水或酸的反應、酸堿中和反應、絕大多數(shù)化合反應；吸熱反應有：Ba（OH）2?8H2O晶體與NH4Cl的反應、大多數(shù)分解反應、C和CO2、C和H2O反應等。
設計意圖：對本節(jié)課的知識進行總結，幫助學生形成知識網(wǎng)絡，有利于學生形成良好的學習習慣。
四、教學反思
新課程的理念就是要將知識與生活聯(lián)系起來，讓知識服務于生活。本節(jié)課播放暖寶寶視頻，讓學生親身體驗到了暖寶寶的制熱原理，在感性認識的基礎上，產(chǎn)生了學習新知的欲望與沖動。通過精心設計問題情境，引導學生通過實驗探究和分類、類比等思維方法對化學能與熱能的關系進行了深入討論和交流，使學生經(jīng)常處于“憤悱”狀態(tài)，從而達到能讓學生從宏觀、微觀角度認識化學反應中的能量變化。本節(jié)課最后采用暖寶寶和化學能在日常生活中的應用結束新課，首尾相應，讓知識學以致用，應用所學的化學知識解釋生活中的問題，真正體現(xiàn)“從生活走進化學，從化學走向社會”的思想。
中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）30-0178-03
有機化學是研究有機化合物及有機物質的結構、性質、反應的學科，是化學中極重要的一個分支，同時也是林學類、生物類及材料類等相關專業(yè)重要的基礎課。由于有機化學這門科學所涉及的前沿知識非常廣泛，使其知識體系極其紛繁復雜，在學習這門課程時，熟練掌握各種反應機理成為同學們熟練駕馭有機化學知識的重要工具。本文就教學中的體會，對機理學習中的幾個基本概念和應用進行簡單的分析，方便同學們更好地學習。
一、從能量的變化分析機理過程
一個化學反應過程在物質變化的過程中必然要經(jīng)歷一些能量變化，如圖1所示，所有的基元反應過程可以從圖中的能量變化曲線得以體現(xiàn)。對能量變化曲線進行觀察，它由起點、終點、若干個勢壘和勢井及中間的單調(diào)連續(xù)曲線所組成。根據(jù)勢壘的位置和個數(shù)，可以把一個反應分成若干個基元機理過程。在圖1中，A和D作為能量比較低的起點和終點，分別為反應原料和產(chǎn)物；B、C兩個勢井為活潑中間體；E、F、G處于勢壘位置，為高能的過渡態(tài)。由于有三個勢壘，該機理可以分成三個基元機理反應。通過對比一個勢壘兩側的兩個勢井間的高度差異，可以粗略地判斷出該基元反應的平衡方向及平衡常數(shù)等的大致范圍；通過比較A和D的相對高度，可以預測整個反應為吸熱或者放熱過程；通過反應機理的基元反應式得到的能量變化曲線圖，可以讓同學們很容易地找到能量最高的勢壘，即為連串反應過程的慢反應，也被稱為反應的速率控制步驟。
此外，能量變化曲線圖對于平行反應的相互競爭判斷也有幫助作用。如圖2所示，從R通過相同的基元反應得到活性中間體A，B、C為兩個相互競爭的過渡態(tài)，代表兩個競爭的反應方向，從B、C高度的對比可以知道B為速度控制步驟，對比D和E的高度可以看出E為平衡控制步驟。
二、雜化軌道對于機理掌握的重要性
碳原子外層只具有2s和2p兩種原子軌道，根據(jù)雜化軌道理論，碳原子在與其他原子成鍵時，只可能形成sp、sp2和sp3三種形式的雜化軌道。根據(jù)這三種雜化軌道可形成的獨立σ鍵的關系，碳原子以這三種雜化方式與其他原子成鍵時，將分別形成直線型、平面三角形和正四面體三種形式的立體結構。這就基本上限制了有機化合物靜態(tài)分子中指定碳原子的構型，基本不會出現(xiàn)其他的立體結構，對此深刻的理解就等于對于分子立體結構的基本掌握。如圖3中，雙鍵A上的兩個碳原子都是sp2雜化，B碳原子為sp3雜化，C上的兩個碳原子均為sp雜化。在圖4中，以軌道形式畫出了重疊二烯烴的結構，可以看出，B為sp2雜化，而A為sp雜化，圖4也適合對乙烯酮、異氰酸酯和重氮甲烷等結構的描述。
在反應機理中討論的極限結構，即中間體和過渡態(tài)，也沒有脫離sp，sp2，sp3這三種結構。在有機化學教材中，出現(xiàn)最多的中間體和過渡態(tài)是帶有一個p軌道的sp2雜化軌道，不同之處只在于中間體是游離的p軌道，而過渡態(tài)是一側或者兩側連接有共價鍵的高能p軌道，它們分別處于能級圖的勢井和勢壘位置，如圖5所示。而在能級圖的其他位置，表明了過渡態(tài)與中間體之間，或者過渡態(tài)與反應物或產(chǎn)物之間的所有轉化過程。
不管是分子或者活潑中間體，烯烴的平面三角形結構都是一個非常典型、非常重要的結構。例如，由sp3雜化軌道斷鍵得到的具有sp2雜化軌道結構的碳正離子、碳負離子和自由基，與由烯烴加成得到碳正離子，碳負離子和自由基具有完全相同的碳架結構。因此熟練運用雜化軌道理論學習有機化學反應機理是同學們必須掌握的基本技能。
三、重視魚鉤鍵的作用
有機化合物的共價鍵分為極性和非極性兩種，其對應的斷裂方式有均裂和異裂兩種，其成鍵的方式也可分成兩種，這里我們給出一對對應的名字：均成和異成。均成是由兩個軌道各提供一個電子形成共價鍵，異成則是一個軌道提供兩個電子，另一個軌道只提供空軌道形成共價鍵的過程。其中，異成和異裂是用魚鉤鍵來表示兩個電子的轉移方向，充分理解魚鉤鍵的作用對于學習有機化學反應機理，無論是酸堿中和還是親核、親電等類型的反應中有機化合物分子的變化過程都非常重要。如圖6所示，通過鹵代烴消除反應中可以充分體會魚鉤鍵對于幫助理解的作用。
至于一個反應是親核還是親電，我的個人理解是，親電和親核反應總是同時發(fā)生的，只是有機化學反應認知體系形成的過程中定義的主體不一致而已。在速度控制步驟中，魚鉤鍵指向的分子為主體時該反應即為親核反應，反之則為親電反應。如圖7所示，在烯烴加成的慢反應中，烯烴為主體，從箭頭的方向來看為親電；而如圖8所示，在羰基加成的速度控制步驟中，羰基為主體，從箭頭方向來看為親核反應，在主體的界定上尊重歷史和習慣即可。
四、對相關機理進一步類比以利于幫助記憶
既然根據(jù)能級圖可以把一個反應分成若干個基元反應，而在不同類型的反應機理中，有很多基元反應又是非常相似的，那么通過對這些基元反應做進一步的類比，在不同的機理之間建立起內(nèi)在的聯(lián)系，可以使歸納和記憶變得更為簡單。
通過對羥醛縮合、康尼查羅歧化和克萊森酯縮合反應進行比較，可以發(fā)現(xiàn)其內(nèi)在的相似性（如圖9～11所示）。觀察三個機理的速率控制步驟，我們會發(fā)現(xiàn)都是親核加成反應（用虛框標出），進攻試劑都通過前面各自的基元反應得到帶有負電的親核試劑。
五、結論
挖掘各知識點之間的內(nèi)在聯(lián)系，把零散的知識歸納成知識網(wǎng)，使知識結構化和系統(tǒng)化，有助于把握各知識點之間的聯(lián)系.本章的知識網(wǎng)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(tài)不標明物質的聚集狀態(tài)
化學計量數(shù)只表示物質的量，可以是整數(shù)，也可以是分數(shù)化學計量數(shù)可以表示物質的量，也可以表示微粒個數(shù)，一般都是整數(shù)
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(jù)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(jù)待求化學方程式中
各物質的計量數(shù)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(qū)
本章有很多似是而非的問題，需要深入思考，走出認識誤區(qū).
誤區(qū)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(fā)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(qū)2：需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應
需要加熱才能發(fā)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(fā)生，但該反應是放熱反應.
誤區(qū)3：吸熱反應一定要加熱才能發(fā)生
大部分吸熱反應都需加熱才能發(fā)生，但有些吸熱反應在常溫下卻能發(fā)生，它們吸收的是周圍環(huán)境中的熱量，使環(huán)境溫度降低.
化學反應中的能量變化主要表現(xiàn)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(fā)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(fā)生是否需要加熱沒有必然的聯(lián)系.
誤區(qū)4：物質所具有的能量越高，該物質越穩(wěn)定
物質所具有的能量越高，該物質越不穩(wěn)定.物質都具有由不穩(wěn)定走向穩(wěn)定的傾向.物質本身所具有的能量越低，說明其結構越穩(wěn)定，熱穩(wěn)定性越強，化學鍵越牢固.因此反應放出的熱量越多，產(chǎn)物也就越穩(wěn)定.
誤區(qū)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(shù)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(qū)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(jù)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(fā)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(qū)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(tài)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(nèi)容在教材中所占的篇幅較少，但卻是高考的必考內(nèi)容.在高考中經(jīng)常涉及的內(nèi)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(jīng)常將反應熱、能源、環(huán)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(tài)水時放熱多，ΔH1>ΔH2；（B）中氣態(tài)硫燃燒放熱多，ΔH1
答案：（A）
例2 肼（N2H4）又稱聯(lián)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(tài)H2O2反應，產(chǎn)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(tài)肼與足量的液態(tài)H2O2反應生成液態(tài)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(tài)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(tài)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(tài)肼（0.5 mol）與足量的液態(tài)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(jù)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(shù)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：
[1]王革，武育香，鄭慶林.哲學[M].北京：高等教育出版社，1990.2.
[2]魏光，林銀鐘，陳鴻博.論現(xiàn)代化學定義及其原則宗旨[J].化學通報，1997，（7）.
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教學中，一定要盡量通過實驗，讓學生直接感知體現(xiàn)物質性質的變化過程中的熱、光等現(xiàn)象，并引導學生認識其中的能量轉化道理。例如，金屬如鎂、鐵、、非金屬如碳、硫、、化合物如一氧化碳、甲烷、等都可以在空氣氧氣、中燃燒；水可以電解出氫氣和氧氣。對此，要通過實驗，讓學生感受到碳、硫等燃燒時都放出熱量，鎂條燃燒時發(fā)出耀眼的強光，鐵絲在氧氣中燃燒時火星四射，水分解需要通電等能量轉化的效果；認識到能量轉化主要是生成或釋放化學能，是化學變化的重要條件和特征，能量轉化的重要表現(xiàn)是放熱、吸熱、發(fā)光、耗電等。“物質構成的奧秘”主要是對物質結構的理論闡述初中化學對此只是初步涉及、，很多內(nèi)容滲透在具體物質的介紹中。學生通過初中物理的學習，已經(jīng)知道吸收和放出熱量對物態(tài)變化的影響；還知道溫度越高，原子和分子運動越劇烈，分子動能越大。在初中化學學習中，學生會初步認識分子、原子和離子。在“溶解和溶液”內(nèi)容的學習中，學生會知道，溶質分子在溶劑分子的作用下，會向溶劑中擴散，并且加熱一般會加速擴散過程；還會知道有的物質在溶解時會吸收熱量，有的物質在溶解時會放出熱量，特別的如濃硫酸稀釋時本質是溶解、會釋放大量的熱量。因此，教學中，教師可以把溶解和物態(tài)變化這兩類物理變化溶解有時伴隨有化學變化、聯(lián)系起來進行比較，引導學生從微觀粒子的角度理解能量轉化：
固體吸熱后分子運動加劇，分子動能增大，到了一定程度，分子擺脫束縛，變成液體；液體再吸熱后分子運動再加劇，分子動能再增大，到了一定程度，分子分散遠離，變成氣體。溶解不是簡單的擴散過程，還會伴隨有水合過程，即形成水合離子的過程。擴散是吸熱過程，水合是放熱過程。一般地，原子離子、質量越大，擴散吸熱越多；離子電荷越高、半徑越小，水合放熱越多。當水合放熱大于擴散吸熱時，就表現(xiàn)為溶解放熱；反之為溶解吸熱?！盎瘜W與社會發(fā)展”主要是對物質用途的鮮活介紹，很多內(nèi)容也滲透在具體物質的介紹中。教學中，首先要引導學生認識到，能量是人類生存和發(fā)展最重要的條件之一，更好地獲取和利用能量，尤其是合理地獲取和利用化學反應釋放的能量對人類生活具有重要意義。目前人類最基本的獲取能源的方式是燃燒木炭和化石燃料等熱值高、來源廣的可燃物，但是太陽能、地熱能、核能等新能源的開發(fā)和利用也已刻不容緩。例如，可引導學生針對事實“科學家們正在尋找新的方法，如在太陽能及催化劑的條件下，得到氫能源”，展開多向思考。其次，要引導學生認識能量轉化從科學到技術從性質到用途、的區(qū)別。例如，生石灰與水反應放出的熱量能煮熟雞蛋，在實驗室里總是利用酒精燃燒釋放的熱量加熱試劑和藥品，可是我們很少在生活中使用這些方式來加熱物品；很多物質燃燒時會放出光，但是我們很少用它們來照明；水通電分解可以得到氫氣和氧氣，但我們也很少在工業(yè)中用此法來獲得氫氣。由此，引導學生認識技術與科學的區(qū)別：技術需要以人為本，關注現(xiàn)實生活，考慮經(jīng)濟成本。
二、挖掘、整合生活事例和課外讀物
生活事例和課外讀物中的很多內(nèi)容，都是開闊學生思路，啟發(fā)學生思維，強化學生能量轉化意識的良好素材和資源。教學中可以根據(jù)能量轉化的類型適時地引入相關內(nèi)容。講到化學能與熱能的轉化時，可以從食物加熱和身體取暖的需要出發(fā)，給學生介紹自熱飯盒、暖寶寶的用途和其中的原料，引導學生思考其原理。同時，還可以引導學生討論人類常用的食物加熱和身體取暖的方法，并說說學了化學知識后想到的新方法。講到化學能與光能的轉化時，可以結合學生熟悉的熒光棒，介紹其原理：經(jīng)過彎折、擊打或揉搓，其玻璃管夾層破裂，原本內(nèi)外隔離的過氧化物和酯類化合物得以混合，從而發(fā)生反應，反應后的能量傳遞給熒光染料，使其發(fā)出熒光。此外，還可以結合學生常見的焰火，介紹其原理：火藥爆炸促使其中的一些金屬或金屬離子燃燒，發(fā)生焰色反應而放出五顏六色的光。講到化學能與電能的轉化時，可以通過“觀察銅鋅原電池”實驗，引導學生查閱資料，了解電池充、放電過程中的能量轉化，以及電池的廣泛應用給生活帶來的便利，并了解如何防止廢舊電池的污染，特別是重金屬離子的污染。同時，還可以結合電子手表、手機、電瓶車等日常用品，介紹電池的不同種類及其性能。講到化學能與動能的轉化時，可以給學生講講運載火箭的動力源：用煤油、酒精、偏二甲肼、液態(tài)氫等作為燃燒劑燃料、，而用液態(tài)氧、四氧化二氮等氧化劑推進劑、幫助燃燒，利用燃燒放出熱能，再轉變成動能，反推火箭升天。此外，還可以適當介紹人體從獲取食物到維持生命活動的過程中，化學變化與能量轉化所起的作用。
三、綜合利用教材和生活、課內(nèi)和課外內(nèi)容
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(jù)推理與模型認知、實驗探究與創(chuàng)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(yǎng)，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(yǎng)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(yǎng)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(jié)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(jié)公開課的教學設計主要環(huán)節(jié)見表1。本節(jié)課基本以蘇教版教材中知識的呈現(xiàn)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(guī)范的解決，課堂實施則貫穿從練習中發(fā)現(xiàn)問題、從教師點評中修正問題的教學思路?？梢哉f，基于教師對學科教育的應試經(jīng)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(jié)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(jù)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(jù)是什么？三是課堂調(diào)控是否流暢，流暢的內(nèi)涵是什么？四是利用現(xiàn)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(nèi)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(nèi)容領域的中學學習要求分成三個階段。本節(jié)課是學生在義務教育階段已經(jīng)“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?nèi)祟惾绾卫谩贝蛳禄A。學習對象則是不分文理的所有受教育的學生?；谡n程標準要求的本節(jié)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(tài)度和情感
依據(jù)課程標準可以看出，本節(jié)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(xiàn)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(xiàn)象，深入其微觀探索，可以得到規(guī)律性認識，并且對于這些規(guī)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(jié)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(jīng)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(jié)課教學對學生學習方法與能力發(fā)展培養(yǎng)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(fā)，即化學反應的本質是什么？在化學變化過程中，反應物發(fā)生了什么變化？生成物發(fā)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(yǎng)成學生化學學科獨特的思維習慣，完成學科素養(yǎng)有關“宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)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(jié)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(yǎng)和能力培養(yǎng)，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(yǎng)。
三、基于化學學科素養(yǎng)培養(yǎng)的教學設計探討
由該節(jié)課教學內(nèi)容的學科核心素養(yǎng)教育的價值分析可見，課堂教學中的學科素養(yǎng)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(yǎng)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(xiàn)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(yǎng)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(yǎng)培養(yǎng)的課堂轉型，教學強調(diào)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(yè)發(fā)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(yè)教師發(fā)展的體系與機制，是推動課程改革學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)真正落實的核心問題。
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參考文獻
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文章編號：1008-0546（2016）04-0023-04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.04.009
新課程改革的標志性革新之一，就是從知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三個維度對教學目標進行表述和設計。與傳統(tǒng)教學目標重視基礎知識和基本技能的培養(yǎng)相比，過程與方法、情感態(tài)度與價值觀目標的設立尤為值得關注，其體現(xiàn)了學生的學習應既是獲得知識與技能的過程，也是學會學習和形成正確的學科觀念與價值觀的過程，而后者對于學生自主學習能力的形成和終身發(fā)展無疑更有巨大意義。新課改實踐已有十四年，廣大教師對高中化學課程中情感態(tài)度與價值觀目標的理解與落實付出了大量的努力、積累了寶貴的經(jīng)驗、形成了豐碩的成果，但仔細品來，仍有一些問題值得繼續(xù)思考。部分課堂中將情感態(tài)度與價值觀目標的落實視為相對孤立環(huán)節(jié)，并未與知識與技能、過程與方法的學習實踐有效結合，將其從教學過程中刪去并不影響課堂的完整性和流暢度，情感態(tài)度與價值觀目標成為教學中美麗的點綴而非必需；部分教師將有意識培養(yǎng)情感態(tài)度與價值觀的教學環(huán)節(jié)安排在課堂引入（初始）或總結（最后）階段，且用時不超過五分鐘，與知識與技能、過程與方法目標的貫徹落實相比，情感態(tài)度與價值觀的培養(yǎng)在課堂教學中所占權重偏少；對于承載情感態(tài)度與價值觀的內(nèi)容素材，部分教師仍局限于從愛國主義、環(huán)境保護、知識應用、化學史知識等方面開發(fā)，且其教學功能多被理解為調(diào)動情緒、激發(fā)興趣，這無疑使情感態(tài)度與價值觀應有的教學效能大大窄化。對于上述現(xiàn)象究其原因，筆者以為，仍有必要將情感態(tài)度與價值觀的內(nèi)涵、功能、意義、實施途徑及方法等問題作進一步理解認知。
一、情感態(tài)度與價值觀教學目標的內(nèi)涵認知
有效落實情感態(tài)度與價值觀教學目標，首要任務應該是明確情感態(tài)度與價值觀的內(nèi)涵、生成途徑及評價方式。盡管情感態(tài)度與價值觀是新課改以來教學研究的熱點之一，但對于這一名詞本身的解釋似乎并不多見，或許研究者以為其內(nèi)涵應為大眾所熟知，而更專注于情感態(tài)度與價值觀方面應達成的目標和實踐的措施。各類教育教學工具資料中，則對情感、態(tài)度和價值觀三個名詞分別進行了解釋說明，值得關注思考。
關于情感，《教師百科辭典（社會科學文獻出版社 1987）》中認為，情感是人對客觀事物是否符合人的需要而產(chǎn)生的體驗，體驗是情感的基本特點?！督逃o典（江蘇教育出版社 1989）》中提到，情感是人對客觀現(xiàn)實中對象和現(xiàn)象所采取態(tài)度的體驗，是以客觀事物能否滿足人的需要為中介的特殊反映，對那些符合或滿足人的需要的事物，會產(chǎn)生肯定的情感；對于態(tài)度，《教師百科辭典（社會科學文獻出版社 1987）》中認為，態(tài)度指個人對各種事物和現(xiàn)象所持的一種比較穩(wěn)定的概括的思想、興趣或目的的傾向性。在態(tài)度的組成中，包括認知、情感和行為傾向三個因素，其中以情感因素為核心；《中國中學教學百科全書?教育卷（沈陽出版社 1993）》中則將態(tài)度表述為個體依據(jù)自己的觀念，對態(tài)度客體所產(chǎn)生的一種評價性的較持久的內(nèi)部反應傾向，是包含了認知、情感和行為意向三種成分的較穩(wěn)定持久的個體內(nèi)在結構；而價值觀，《哲學大辭典（上海辭書出版社 2003）》中認為，價值觀是在一定社會條件下，人的全部生活實踐對自我、他人和社會所產(chǎn)生的意義的自覺認識；《當代西方心理學新詞典（吉林人民出版社 2001）》中指出，價值觀是個體對事物及意義評價的觀念系統(tǒng)，即推動并指引人們采取決定和行動的價值取向和標準。綜上所述，情感、態(tài)度與價值觀三者之間存在著相互依存、聯(lián)系并轉化的關系。個體對事物或活動的情感體驗直接決定其所產(chǎn)生的態(tài)度，而這種態(tài)度又將影響個體最終形成的價值判斷和價值取向；反之，個體價值觀的取向又會指導其對待各類事物和現(xiàn)象的態(tài)度和情感。因此，情感態(tài)度與價值觀是一個有機的整體目標，對情感、態(tài)度與價值觀的追求和塑造是不可分割、一脈相承、逐漸遞進的。學生對化學學習情感態(tài)度與價值觀的形成與其在學習中的體驗密切相關，而化學學習體驗的對象應包括所有學習的知識內(nèi)容、參與的認知活動、經(jīng)歷的研究過程，這些都是學生積極情感的動力源泉。在此基礎上學生需對所體驗的知識、活動和過程的認知、價值及意義進行感悟評價并認同，方能進而形成積極正面的態(tài)度和價值觀。
二、高中化學課程中情感態(tài)度與價值觀教學目標的認知及教學策略
基于上述對情感態(tài)度與價值觀的內(nèi)涵認知，結合高中化學課程的基本理念、設計思路和學習內(nèi)容，筆者以為，應該對高中化學課程中的情感態(tài)度與價值觀教學目標形成以下認知觀念及教學策略。
1. 課程標準中情感態(tài)度與價值觀教學目標的具體要求
《普通高中化學課程標準 （人民教育出版社 2003）》中對高中學生通過化學學習形成的情感態(tài)度與價值觀提出了明確具體的要求。首先是需通過科學探究等化學科技活動培養(yǎng)學生感受、認識、學習并應用化學科學的興趣和意識；進而認同、贊賞并關注化學科學的巨大貢獻，養(yǎng)成務實求真、勇于創(chuàng)新、積極實踐的科學態(tài)度，形成可持續(xù)發(fā)展思想，樹立辯證唯物主義的世界觀；最終樹立為中華民族復興、為人類文明和社會進步而努力學習化學的責任感和使命感。
2. 情感態(tài)度與價值觀教學目標的價值與意義
相比而言，三維教學目標中的知識與技能在當前相當比例的課堂教學中占據(jù)重要地位。亦有部分教師充分認識到過程與方法的重要作用，注重在學習知識與技能的基礎上歸納、概括相關知識與技能的客觀規(guī)律和認知方法，提煉學科觀念，形成學科思想。但如前所述，不少教師仍習慣性的將情感態(tài)度與價值觀作為知識與技能、過程與方法目標落實之后的點綴，將情感態(tài)度與價值觀作為首要或者重要教學目標的課例相當少見。筆者以為，必須高度認識情感態(tài)度與價值觀教學目標的重要價值與意義。學生在學習過程形成積極正面的情感態(tài)度與價值觀，將直接決定其對化學學習所投入的意志、努力和時間，當然亦直接決定了化學學習的成果。很多教師擔心課堂時間有限完成不了教學任務而重進度輕體驗，試想在教師將知識全部授完后，學生能真正理解掌握多少，又有多少學生樂意對被灌輸而來的知識深入鉆研？所謂“興趣是最好的老師”，如果學生對學習的內(nèi)容真正產(chǎn)生興趣，即使課堂上教師對知識的教學任務沒有完成，學生也會在課余時間繼續(xù)研究探討，學習成果可能會更好。所以教師應真正轉變觀念，高度重視學生學習方法和學習體驗，幫助學生樹立積極正面的情感態(tài)度與價值觀，這是學生自主學習的內(nèi)驅力源泉。在教學中應勇于嘗試將情感態(tài)度與價值觀作為重要甚至首要追求的教學目標，尤其是在部分對于知識與技能方面的要求并不高的課堂教學中，應深度開感態(tài)度與價值觀的教學功能。
3. 情感態(tài)度與價值觀的培養(yǎng)需與知識與技能、過程與方法的落實高度融合
高中化學課程專家、揚州大學的吳星教授曾指出，當前基礎化學教育出現(xiàn)的問題之一就是課堂教學目標割裂。應認識到，三維教學目標指向學生學習認知化學過程的三個角度，知識與技能目標解決學什么，過程與方法目標解決怎樣學，情感態(tài)度與價值觀目標則面向為什么學、是否愿意學。知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀這三維目標之間亦存在著密切聯(lián)系、互相生成、不可分割的特征。在化學學習中感受形形的物質、各種各樣的反應、精彩紛呈的實驗、嚴謹求實的研究等化學特有的魅力，從而使學生對化學產(chǎn)生濃厚的興趣，激發(fā)其積極正面的情感；在經(jīng)歷的科學探究過程之中體驗并學習科學研究的方法、從而使學生逐漸認同并贊賞科學研究的價值和意義，形成正確的科學態(tài)度和價值觀；在對化學的概念、原理、物質、變化、實驗等知識進行有效整合、思辨應用過程之中，認識化學的內(nèi)在規(guī)律，從而使學生形成化學的基本觀念，培養(yǎng)辯證唯物主義世界觀。應該認識到，學生學習化學知識的過程是不斷感受、感悟化學科學的認識、研究、形成過程，亦是逐漸形成對化學科學的情感態(tài)度與價值觀的過程，絕不可將情感態(tài)度與價值觀的落實僅僅理解為愛國主義教育、化學史教育和化學知識應用，或者只占用課堂教學的少量時間，學生學習活動中所經(jīng)歷的內(nèi)容、過程和方法均可以是情感態(tài)度與價值觀的培養(yǎng)載體，情感態(tài)度與價值觀的培養(yǎng)應貫穿學生化學學習的始終。
4. 情感態(tài)度與價值觀的培養(yǎng)應注重學生對學習的體驗指導和價值認同
如前所述，情感態(tài)度與價值觀目標的達成與學生學習過程中的體驗密切相關，因此，必須高度重視學習體驗的質量、感悟和升華。首先應保障體驗活動的全面和深入，體驗的對象既包括化學知識、也包括知識的獲得過程；既包括實驗探究活動的實施，也包括探究活動的構思、設計與評價；既包括某一知識的認知理解，也包括知識體系的聯(lián)系與建構。學生的全面體驗無疑會耗費時間而影響教學進度，但絕不可因此因噎廢食或越俎代庖，因為親自體驗是學生充分、整體的感知化學科學的唯一途徑，也是激勵學生認同、探索并應用化學科學的必由之路；其次，應加強對學習體驗的指導與引領。學生在初次經(jīng)歷相關體驗活動時難免手忙腳亂、不知所措，教師此時相應進行適當?shù)姆椒ㄖ笇?，既保障其能夠高效順利的完成體驗，又是很好的化學方法論的傳授。面對體驗結果也許學生會茫然懵懂，某些珍貴的信息素材和情感體驗若不加把握就會稍縱即逝，此時需要教師適時的對體驗中的成果、感悟作相應引導。如對實驗探究活動所產(chǎn)生的細微現(xiàn)象進行捕捉解釋，對證據(jù)的采集和推理過程進行思辨完善，可以很好的讓學生體驗到化學乃至科學研究的艱辛與成功的快樂，感受并追尋科學研究中必需的理論與實踐結合、實事求是、一絲不茍、嚴謹規(guī)范、百折不回、勇于探索等科學態(tài)度。此外，要形成對待化學學習的良好情感態(tài)度與價值觀，認同并贊賞學習的意義與價值至關重要。只有讓學生明確認識到化學的知識與自己的成長和生活密切相關，化學的研究方法科學有效并可以遷移運用，化學的觀念和思想值得認同并堅持，方可使學生對化學學習產(chǎn)生無窮的內(nèi)驅力。因此，在教學中應注重介紹學習的知識和方法有什么用、怎樣用，使學生通過化學學習終身受益。
三、注重情感體驗和價值認同的教學設計初探――以“化學反應中的能量變化”為例
1. 教前記
教學內(nèi)容出自蘇教版必修教材《化學2》專題2第二單元，作為化學反應與能量的入門教學，應使學生認識到能量對社會發(fā)展和人類生存的重要作用，了解化學反應與能量的密切聯(lián)系，從而激勵學生去探索研究化學反應與能量轉化的原理、規(guī)律和方法，更好的為生產(chǎn)生活服務。若實現(xiàn)上述教學任務無疑必須重視情感態(tài)度與價值觀教學目標的設置與落實。課程標準中對本部分內(nèi)容要求僅為“通過生產(chǎn)、生活中的實例了解化學能與熱能的相互轉化”，江蘇省高中教學要求中具體解釋為“了解吸熱反應和放熱反應的涵義”和“通過生產(chǎn)、生活中的實例了解化學能與熱能的相互轉化”，可見對于知識與技能目標要求并不高，在教學中不必追求知識的系統(tǒng)性和完整性而盲目提高教學要求，只需幫助學生形成關于化學反應和能量的基本觀點即可。綜上所述，教學設計的重心放在情感態(tài)度與價值觀的貫徹落實完全可行，而情感體驗和價值認同則是兩種行之有效的路線途徑。
2. 教學設計流程
（1）課堂引入：觀察下列化學反應，指出其用途。
設計思路：教學伊始即引導學生認識化學反應與能量之間的聯(lián)系，關注化學反應和能量的價值。既提出本節(jié)課學習的知識主干，又明確價值取向。
（2）初步體驗：燃燒是學生最為熟悉可提供能量的化學反應，通過原始人燃燒取暖、火箭升天、焰火表演、奧運火炬珠峰點燃和海底傳遞相關圖片視頻讓學生直觀體驗燃燒的應用領域愈加廣泛，對燃燒條件的控制逐步完善。指出不僅燃燒，所有化學反應在生成新物質的同時，都必然伴隨或吸收或釋放能量的變化，能量可以是熱能、光能、動能、電能等諸多形式。關注化學反應，不僅要關注生成新物質，還應關注其中的能量變化。
設計思路：以學生較為熟悉的燃燒反應為案例，通過圖片、視頻等直觀材料幫助學生體驗其中能量的釋放形式和產(chǎn)生的價值，特別是其中所展現(xiàn)的隨著社會發(fā)展和科技進步，燃燒反應的價值和作用不斷擴展豐富，反應的環(huán)境不斷突破人們固有思維的科學事實，感召學生認同化學學習的價值，樹立可持續(xù)發(fā)展的觀念。
（3）全面體驗：
① 學生完成教材“你知道嗎”，觀察圖片體驗幾例化學反應中的能量轉化形式。
② 學生完成教材“活動與探究”，親身體驗鎂條與鹽酸、Ba （OH）2?8H2O與NH4Cl晶體反應中的能量變化。
設計思路：學生體驗活動包含觀、察、思、辨、悟、說等方面，要保障學生深入?yún)⑴c上述各環(huán)節(jié)活動的時間與質量，不應將體驗簡單等同于觀察，不能讓學生的體驗流于形式。特別是學生實驗，盡管目的是體驗化學反應中的吸熱與放熱，但不可因此而削弱對實驗現(xiàn)象的觀察與思考。如鎂帶表面聚集大量氣泡且浮在鹽酸液面上，Ba （OH）2?8H2O與NH4Cl晶體在攪拌過程中產(chǎn)生大量液體而變?yōu)閼覞嵋旱痊F(xiàn)象，合理加以利用，既能幫助學生很好的掌握有關物質性質和反應規(guī)律，又是很好的科學態(tài)度培養(yǎng)素材。
（4）歸納認知：介紹放熱反應、吸熱反應的定義。提供一些常見反應，由學生根據(jù)生活的經(jīng)驗和已學的知識判斷屬于吸熱反應還是放熱反應，總結判斷吸熱反應和放熱反應的一般規(guī)律和經(jīng)驗。
（5）價值認同：研究化學反應中的熱量變化有什么用？
①物質中的化學能通過化學反應轉化為熱能，提供了人類生存和發(fā)展所需要的能量和動力。
②熱能轉化為化學能是人們進行化工生產(chǎn)、研制新物質不可或缺的條件和途徑。
設計思路：從“化學反應有什么用”到“研究化學反應中的熱量變化有什么用”，乃至后續(xù)“熱化學方程式有什么用”的教學設計，既是對所學知識內(nèi)容的價值體驗，也體現(xiàn)價值認同的不斷發(fā)展和深化，幫助學生形成相關價值體系，進而發(fā)展為價值觀。
（6）類比認知：熱化學方程式――定量表達化學反應能量變化的化學用語。
① 學生自學教材相關內(nèi)容，關注其與化學方程式的區(qū)別。
② 觀察下面四個熱化學方程式，兩兩比較來總結體會。
據(jù)此總結書寫熱化學方程式注意事項，嘗試準確規(guī)范的表達其含義。
設計思路：類比是化學學習中常用的思維方法，學生在知識的習得過程中對類比方法進行親身運用和體驗，是很好的培養(yǎng)科學方法、形成科學態(tài)度并產(chǎn)生價值認同的教學素材。
若改為完全燃燒相同質量的上述物質，結論又如何？
熱化學方程式不僅表示反應物與生成物之間的比例關系，還可表示反應物與能量變化之間的比例關系。因此，計算一定量的反應物在反應中吸收或放出多少能量是目前熱化學方程式最重要的用途。
1、數(shù)形結合思想，化復雜問題為簡單
數(shù)形結合思想，就是根據(jù)問題的具體情況，將具有直觀圖形性質的問題與具有算法性質的問題之間進行相互轉換，從而使得學生的抽象思維與形象思維之間緊密結合起來。在高中化學教學中，通過滲透數(shù)形結合思想，不僅能化繁為簡、化難為易的便于學生的優(yōu)化解題，而且利用豐富多彩的圖形也有利于開拓學生思維，便于理解記憶。
目前，高中化學中應用最多的數(shù)形結合思想，主要是曲線變化圖。例如，在《化學反應與能量變化》教學中，為了使學生了解化學反應中能量轉化的原因與過程，可以用曲線變化圖來表達反應過程中的能量變化；又例如，在《離子反應》教學中，為了更清晰的描述化學平衡條件下，離子反應速率隨著時間的變化規(guī)律，也可用曲線變化圖進行表達。
綜合而言，化學教學中數(shù)形結合思想的應用步驟一般為：一是根據(jù)已知化學問題數(shù)據(jù)，繪制變化曲線圖；二是結合化學知識，根據(jù)變化曲線圖找出問題的內(nèi)在規(guī)律；三是根據(jù)變化曲線圖對具體問題進行分析與解答。正是由于曲線變化圖充分結合了數(shù)學思維中的數(shù)形結合思想，因此在高中化學教學中可廣泛應用于化學反應速率、化學平衡等多個方面的知識應用，從而使學生能更清楚的認識到其中的化學變化規(guī)律，便于學生對知識點的理解與掌握。
2、分類歸納思想，有利于化學知識的條理化、系統(tǒng)化
數(shù)學中的分類歸納思想，它集中體現(xiàn)了化整為零、差異歸類的邏輯性思維模式，通過將問題的共同點與差異點進行系統(tǒng)分類，從而使得繁雜的知識點變得更加系統(tǒng)化與條理化。因此，分類歸納思想不僅是一種重要的數(shù)學思維模式，同樣也是一種有效的知識接受策略和解題策略，在高中化學教學中應加強其應用。
例如，在《氧化還原反應》教學中，為了使學生掌握氧化還原反應的基本類型、各類型的特征與關系，可結合分類整理思想對這一知識點進行歸納。又例如，在《元素周期表》教學中，可引導學生根據(jù)原子半徑大小、判斷金屬性的方法、判斷非金屬性方法、元素的主要化合價、元素的電負性等，對元素的性質進行分類歸納，從而使學生能更好的理解與掌握元素性質的范疇與內(nèi)涵。
總而言之，在高中化學教學中應用分類歸納思想，不僅能使得大量抽象化、繁雜的化學知識點更加條理化與系統(tǒng)化，從而為學生有序的學習化學知識創(chuàng)造了良好條件，而且科學的分類與整理，也能夠更好的反映出各化學知識點之間內(nèi)部的規(guī)律性與聯(lián)系性，這也有利于學生對化學知識的理解與掌握。
3、方程函數(shù)思想，有利于簡化解題難度，提高解題效率
數(shù)學中的函數(shù)思想，它能利用相關函數(shù)知識以有效的揭示事物的運動規(guī)律、發(fā)展變化規(guī)律，以反映出事物間的相互聯(lián)系；而方程思想，則是函數(shù)思想的具體體現(xiàn)，也是已知量與未知量之間的矛盾統(tǒng)一。綜合而言，數(shù)學中的方程與函數(shù)的思想，即是將問題的解題方法，建立在函數(shù)與方程之間的相互聯(lián)系上，從而將表面上看不是函數(shù)的方程問題轉換為函數(shù)問題，或者反過來將函數(shù)問題轉換為方程問題。
方程函數(shù)思想在化學教學中的應用，主要是將化學問題視為數(shù)學中的方程式問題，從而使化學問題能轉換為直觀、形象的函數(shù)問題進行解答，這樣不僅能大幅度簡化原化學問題的解算流程，而且能有效提升化學問題的解題效率與準確率。
例如，在某化學例題中，已知某試驗瓶內(nèi)只有氨氣與氯氣兩種氣體，它們會發(fā)生以下混合反應：2NH3+3Cl2=6HCl+N2，NH3+HCl=NH4Cl?；旌戏磻来伟凑丈鲜龌瘜W反應進行，在常溫、常壓條件下，氯氣和氨氣均為a L，其中氯氣占瓶內(nèi)氣體總體百分比含量為x。在混合反應結束后，測得瓶內(nèi)氣體總體積為y L。那么請試討論當x的取值范圍不同時，混合反應后瓶內(nèi)混合氣體總體積y的變化范圍。
解題思路分析：為了便于求解，可利用方程函數(shù)思想，將a視為y的函數(shù)，并以此建立一次函數(shù)，即：當
時，。然后再建立x與y之間的一次
函數(shù)關系圖，通過方程函數(shù)思想的應用，使得該問題答案則能很容易解答出來，從而極大的提高了化學問題的解題效率與解題準確率。
4、總結
筆者結合長春版高中化學教學中的一些實例，就數(shù)學思維中的數(shù)形結合思想、分類歸納思想以及方程函數(shù)思想，在高中化學教學中的應用進行了探索與研究。數(shù)學作為一門基礎型應用學科，其數(shù)學知識、數(shù)學計算以及數(shù)學思維的有效應用，都是其它學科學習的重要基礎。尤其是數(shù)學思維，它是將學科知識轉換為實踐應用能力的有力杠桿，更應當在化學教學中積極吸收與應用，以進一步提高學生的邏輯思維能力，提高學生在化學問題解題時的效率與準確率。
參考文獻
如學生們理解比較早的質量守恒，初中階段因不提相對論中速度對質量的影響，因而學生們就可能不自覺地建立起質量永恒不變的思想，直到學習狹義相對論才領悟到質量是可變的。其實質量的不變，在化學中應用的也相對早一些，最早的化學反應都是強調(diào)質量守恒的。這也不能怪罪化學教師，因為在化學反應中雖然伴隨能量轉化，但也都是在原子重組過程中化學鍵的更換上，相對引起的質量變化微乎其微。到高中學生們學習愛因斯坦的質能方程后，就知道質量和能量是息息相關、密不可分的，當一個物體的能量發(fā)生變化時，質量也就有相應的變化了，使認識提高了。
體積的守恒，更多地被小學生認可，中學生學習過冰與水的轉換，從密度的角度即可知道，體積的守恒多么不可靠。其實氣體的體積的輕易可變，也應該早被認識到。即便都是液體，水和酒精混合后的總體積小于原體積之和，也說明體積不守恒的普遍性。
