時間：2023-07-25 16:44:51
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一、熱化學方程式的書寫
書寫熱化學方程式除了要遵循書寫化學方程式的要求外，還應注意幾個方面。
（1）反應熱與反應物和生成物所呈現的聚集狀態有關，在熱化學方程式中必須標明各物質的狀態（g、l、s、aq）；
（2）反應熱與反應溫度和壓強有關，中學所用ΔH一般是指101KPa和25℃因此不特別指明。但需注明ΔH的“+”與“-”，放在方程式的右邊，“+”表示吸熱，“-”表示放熱。
（3）ΔH的單位kJ?mol-1是指熱化學方程式中化學計量數在計量反應熱時是以“mol”為單位的，并不一定是指1mol物質。所以熱化學方程式中各物質化學式前的計量數可用整數或分數表示，且ΔH與化學計量數成比例。同一反應，化學計量數不同，ΔH也不同。
（4）當反應向逆向進行時，其反應熱與正反應的反應熱數值相等，符號相反。
（5）書寫燃燒熱的熱化學方程式，應以燃燒1mol物質為標準來配平其他物質的化學計量數。
例（2004年全國理綜Ⅱ）：已知
（1）H（g）+1/2O（g）=HO（g） ΔH=akJ?mol
（2）2H（g）+O（g）=2HO（g） ΔH=bkJ?mol
（3）H（g）+1/2O（g）=HO（l） ΔH=ckJ?mol
（4）2H（g）+O（g）=2HO（l） ΔH=dkJ?mol
下列關系式中正確的是（ ）
A.a＜c＜0 B.b＞d＞0 C.2a=b＜0 D.2c=d＞0
解析由熱化學方程式中的ΔH與化學方程式中各物質前面的化學計量數有關，以及物質燃燒時都放熱得：ΔH=2ΔH＜0，ΔH=2ΔH＜0；又氣態水變為液態水這一過程要放熱，則c＜a＜0，d＜b＜0。綜上所述答案為：C。
二、化學反應中能量與化學鍵的關系
反應中的熱效應等于反應物的鍵能之和減去生成物的鍵能之和。當結果小于零時為放熱反應。當結果大于零時為吸熱反應。
例：化學鍵的鍵能是原子間形成化學鍵（或其逆過程）時釋放（或吸收）的能量。以下是部分共價鍵鍵能數據H-S 364KJ/mol，S—S 266KJ/mol，S==O 522KJ/mol，H—O 464KJ/mol。
（1）試根據這些數據計算下面這個反應的反應熱：2HS（g）+SO（g）=3S（g）+2HO（g）反應產物中的S實為S，實際分子是一個8元環狀分子（如圖），則反應熱為?解析：因為S分子中有8個S原子，由圖可知共有8個共價鍵。每個S就有1個S—S共價鍵。則該反應的反應熱為：
4×364KJ/mol＋2×522KJ/mol-3×266KJ/mol-4×464KJ/mol=-154KJ/mol.
三、可逆反應的反應熱
例已知一定溫度和壓強下，N（g）和H（g）反應生成2mol NH（g），放出92.4KJ熱量。在同溫同壓下向密閉容器中通入1molN和3molH，達平衡時放出熱量為QKJ；向另一體積相同的容器中通入0.5molN和1.5moLH，相同溫度下達到平衡時放出熱量為QKJ。則下列敘述正確的是（ ）
A.2Q＞Q=92.4KJ B.2Q=Q=92.4KJ
C.2Q＜Q＜92.4KJ D.2Q=Q＜92.4KJ
解析：92.4KJ為1molN（g）與3molH（g）恰好完全反應生成2molNH（g）時所放出的熱量。而在實際反應中由于存在平衡狀態，反應物不可能完全轉化，因此Q＜92.4KJ。當溫度不變，相同的密閉容器中，起始反應物物質的量減半（相當于減壓）時，由平衡移動原理可知，平衡向逆反應方向移動，有2Q＜Q。故答案為C。
四、蓋斯定律的應用
例（2012理綜新課標高考）：工業上利用天然氣（主要成分CH）與CO進行高溫重整制備CO，已知CH、H、CO的燃燒熱（ΔH）分別為-890.4KJ/mol、-285.8KJ/mol、-283.0KJ/mol，則生成1m（標準狀況）CO所需能量為 。
解析：①CH（g）+2O（g）=HO（l）+CO（g） ΔH=-890.4kJ?mol
②H（g）+1/2O（g）=HO（l） ΔH=-285.8kJ?mol
③CO（g）+1/2O（g）=CO（g） ΔH=-283.0kJ?mol
①-2×②-2×③得：
【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.
一、《化學反應原理》模塊課程的意義
要提高《化學反應原理》模塊課程教學的有效性，必須對課程涉及的學科功能和作用有清晰的認識，即《化學反應原理》模塊課程是如何通過化學熱力學和化學動力學這兩大物理化學的分支學科，來闡釋化學反應的基本原理，揭示化學反應中能量轉化的基本規律，呈現化學反應原理在生產、生活和科學研究中的應用的。也就是說，通過《化學反應原理》模塊課程的學習，要讓學生對《化學反應原理》模塊課程的功能和作用有何整體上的認識。
要研究一個化學反應，每個研究者都需要解決好以下幾個基本的問題，即①化學反應最本質的特征――化學反應過程中能量是如何變化的？（化學反應與能量變化的關系）②在特定條件下，化學反應能否進行？朝什么方向進行？（自發性和方向性問題）③若化學反應能夠進行，化學反應又能達到什么限度？（反應平衡問題）④若化學反應能夠進行，化學反應有多快？（化學反應速率問題）⑤若化學反應能夠進行，是如何進行的？（歷程的問題）以上這些問題，前三者可以通過化學熱力學加以解決，后兩者則可以通過化學動力學研究來實現。化學熱力學和化學動力學的任務和目的不同：化學熱力學主要是解決化學反應的可能性問題，著眼于化學反應體系狀態研究。而化學動力學則解決實現化學反應的現實性問題，著眼于化學反應過程研究。
因此，可以看出《化學反應原理》模塊的教學，可以實現為學生提供研究方法上的指導，這是教學過程中應當注意把握的對《化學反應原理》模塊意義的整體性認識。只有深刻認識《化學反應原理》模塊所涉及學科知識的意義，才能真正把握《化學反應原理》模塊課程的核心價值，理解教材各知識點的教學價值，更有效地落實教學目標。
二、《化學反應原理》模塊中“化學反應與能量變化”問題討論
在平時的教研活動和教師培訓過程中，與中學化學教師交流發現，《化學反應原理》模塊中“化學反應與能量變化”的問題困擾著很多中學化學教師。[2-4]比如，能量變化是化學反應的本質，決定著化學反應的一切性質；如何通過化學反應的能量變化確定化學反應的可能性和方向；化學反應與能量變化如何決定化學反應進程；化學反應與能量變化如何決定氧化還原反應進程等問題。這些問題事實上涉及到的是上文提到的研究化學反應過程中需要解決的五個基本問題的前三個問題（即化學熱力學需要解決的問題）。
1. 能量變化是化學反應的本質，決定著化學反應的一切性質
能量變化是化學反應的本質，決定著化學反應的一切性質。化學反應研究需要首先弄清楚其能量的變化。教材[2]將“化學反應與能量變化”作為《化學反應原理》模塊專題一的內容，其理論依據正在于此。“化學反應與能量變化”專題討論的核心知識是蓋斯定律，它為我們提供了如何確定一個未知化學反應的反應熱（能量變化）的手段，從而為化學反應本質的研究打開了解決問題的門戶。
（1）新教材為何要引入焓變ΔH的概念，焓變ΔH與反應熱Q有何不同
為了引入蓋斯定律這一核心知識，需要有其引入的前提條件。蓋斯定律是建立在化學熱力學研究基礎之上的，必然要涉及到化學熱力學最重要的性質――狀態函數。沒有狀態函數焓變ΔH的引入，蓋斯定律就無從談起，這就是教材引入焓變的真正意義所在。
焓變ΔH與原教材用Q表示的反應熱究竟有何不同？作為狀態函數，焓變僅與狀態有關，而反應熱Q則與反應過程有關。正因為如此，從獲取角度看，反應熱Q只能通過實驗逐個測量，但焓變ΔH，卻可以在理論上為一切的化學反應研究對象通過計算加以獲得，從而為該化學反應的進一步研究奠定了能量數據的基礎。
（2）焓H是什么
按照能量守恒（熱力學第一定律）原理：在化學反應過程的任何瞬時，內能的變化：dU=δQ-W=
δQ-ΔP外ΔV（體系放熱-環境對體系做的功）。
若體系變化只做體積功（熱膨脹、收縮）不做其他功時：定壓條件下的體系，反應熱
Qp =ΔU+P外ΔV=（U2+ P外V2）-（U1+ P外V1）；
因此，體系吸收或放出的熱量就體現為化學反應前后兩種狀態下的U+ P外V的差值。而U、P、V都是狀態函數，因此U+ P外V也是一種狀態函數，這就是焓H的定義H=U+ P外V。 當然，這僅是理論概念，可知而無法測量。
（3）只有恒壓反應熱Qp=ΔH，而恒容反應熱Qc≠ΔH
反應熱可以通過彈式量熱計進行測量，但中學化學教師在教學中常常忽視了一點，即彈式量熱計是在恒容條件下測量物質的燃燒反應熱，得到的是Qc=ΔU，它并不等于焓變。要得到ΔH，需要進行以下換算：ΔH=ΔU+ P外V = Qc+ΔγRT。
例如：正庚烷的燃燒反應為C7H16（1）+11O2（g）=7CO2（g）+8H2O（1）
25℃時，在彈式量熱計中1.2500 g正庚烷充分燃燒所放出的熱量為60.089 kJ。試求該反應在標準壓力、25℃下進行的化學反應熱效應ΔH。
解：正庚烷的摩爾質量為M=100 g?mol-1，所以n=0.0125 mol，
在彈式量熱計中進行定容反應，故ΔU=-60.089 kJ，
反應的ΔU= - 4807 kJ?mol-1，
由方程式可知，反應前后氣體物質計數量之差為Δγ=7-11= - 4，
則根據ΔH = Qc+ΔγRT
=（-4807-4×8.314×10-3×298） kJ?mol-1
= -4817 kJ?mol-1。
知道了一個化學反應的反應熱ΔH，就能為我們從理論上確定該化學反應是否能夠自發進行，是否具有研究的價值。
2. 如何通過化學反應的能量變化確定反應的可能性和方向
確定化學反應研究對象的能量變化ΔH，對化學反應能否自發進行的判斷具有重要意義，但并不是決定化學反應自發性的唯一判斷依據，還需要考慮體系的另一個重要的狀態函數即體系熵變ΔS。兩者共同確立一個決定化學反應自發方向的狀態函數吉布斯自由能變化ΔG，其關系式是：ΔG=ΔH-T?ΔS。吉布斯自由能變化ΔG可以從理論上給我們指明化學反應自發進行的可能性和方向。當吉布斯自由能變化ΔG
3. 化學反應與能量變化如何決定化學反應進程
當我們獲得了化學反應的吉布斯自由能變化ΔG，就使我們掌握了該化學反應的自發推動力。這種推動力決定著化學反應進行的程度，即與化學反應的平衡常數之間會建立一定的關系，該關系式為：ΔG=-RTlnK。
這一關系揭示了一個化學反應中反應物與生成物變化關系的趨勢，即可能性（化學熱力學研究的問題僅涉及狀態不涉及過程）。由上述關系可以看出，ΔG值越大，意味著化學反應的平衡常數越小，對于產物的生成來說，反應物是化學熱力學穩定的，因為達到平衡時，僅有非常少量的產物生成。相反，ΔG越小，意味著化學反應的平衡常數就越大，必須消耗相當量的反應物去生成產物才能達到平衡，所以反應物是不穩定的。若ΔG=0，K=1，意味著體系處于一種特定的狀態，反應的推動力為0，反應物和產物的量都不再隨時間而改變。
4. 化學反應與能量變化如何決定氧化還原反應進程
按照原電池原理，任何一個氧化還原反應在理論上都能設計成一個原電池。氧化還原反應的自發反應進行的程度，正是原電池反應進行的推動力。而一個反應自發進行的推動力ΔG，與原電池的電動勢之間的關系是：ΔG=-nFE。
原電池反應的推動力是兩個電極半反應的電極電勢不同所產生的電勢差，若不存在電勢差，反應的推動力就沒有了。從化學熱力學狀態來看，此時狀態下兩個電極半反應的吉布斯自由能變化為0，反應就處于平衡狀態。
由此可見，《化學反應原理》模塊中的熱力學知識，從化學反應能量變化的角度入手，從化學熱力學函數焓變的引入開始，引導我們從狀態變化的特征，得到了利用蓋斯定律能夠進行任何理論意義上的化學反應的放熱或吸熱計算，從而搞清了化學反應與能量變化之間的關系，為判斷化學反應能否自發進行提供了重要的參考數據。在此基礎上，通過吉布斯自由能的計算，形成了判斷反應自發進行的判據，即解決了研究一個化學反應，首先要考慮的問題：該化學反應能否發生，是否具有研究的意義和可能。同時，吉布斯自由能變化，也為我們提供了一個化學反應如果可能發生，其反應進程大小的可能性問題。因為吉布斯自由能是化學反應可能進行的程度的推動力，與化學反應的平衡常數和電化學反應的電動勢之間存在著必然的聯系。
三、結語
通過以上的分析和討論，我們認為中學化學教師在《化學反應原理》模塊教學中存在很多學科性知識的誤解，可以進一步加強化學熱力學和化學動力學知識的學習，把握住研究化學反應過程中需要解決的五個基本問題，認真區分化學熱力學和化學動力學的應用范圍，以提升對《化學反應原理》模塊的駕馭能力。
參考文獻：
[1] 中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（實驗）[S]. 北京：人民教育出版社，2003.
[2] 宋心琦.普通高中課程標準實驗教科書?化學反應原理[M]. 北京：人民教育出版社，2009.
能源與人類的生存和發展息息相關。本章通過對化學反應中能量變化的探討，使學生感悟到過去化學反應在人類利用能源中所充當的角色，在未來人類解決能源危機、提高能源利用率和開發新能源等方面中的關鍵作用，以激發學生學習化學的興趣，教育學生關心能源、環境等與現代社會有關的化學問題。
本節課的教學是圍繞化學能與熱能的關系而展開的。教學分為三個部分：
在第一部分中教材先從化學鍵知識入手，說明化學鍵與能量之間的密切聯系，揭示了化學反應中能量變化的主要原因。然后分析了化學反應過程中反應物和生成物的能量儲存與化學反應吸收還是放出能量的關系，為后面強調“與質量守恒一樣，能量也是守恒的”的觀點奠定了基礎。
在第二部分中教材通過三個實驗，說明化學反應中能量變化主要表現為熱量的形式，提出吸熱反應和放熱反應的概念。這部分內容強調了科學探究和學生活動，讓學生在實驗探究中認識和感受化學能與熱能之間相互轉化及其研究過程，學會定性和定量的研究化學反應中熱量變化的科學方法。
在第三部分中教材為了拓寬學生的科學視野，圖文并茂地說明了生物體內生命活動過程中的能量轉化、能源與人類社會發展的密切關系，使學生建立正確的能量觀。
關于化學反應與能量之間的關系，學生在初中化學中已經有所了解，在他們的生活經驗中也有豐富的感性認識。本節教學內容是讓學生在學習物質結構初步知識之后，從本質上認識化學反應與能量的關系。
本節教學重點：化學能與熱能之間的內在聯系以及化學能與熱能的相互轉化。
本節教學難點：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。
依據以上分析，建議將本節課的教學分為三個課堂教學單元：理論思考教學，實驗探究教學，實際應用教學。這三個教學單元相互聯系，同時又各自平行獨立，其中任何一個單元都可以作為教學切入點進行課堂整體教學，這樣就形成了以下幾種教學思路：
教學設計Ⅰ以理論思考教學作為切入點。
從復習化學鍵知識入手啟發學生思考化學反應中“化學鍵的破與立”與化學反應中能量變化的關系進入理論思考教學引發學生考慮化學能與熱能相互轉化的問題進入實驗探究教學提出人類如何利用化學反應產生的熱量問題進入實際應用教學。
這一教學思路強調的是理論的指導作用，啟發學生從理論出發提出化學反應中能量變化的幾種科學假設，然后設計實驗對各種假設進行驗證，以此培養學生應用理論知識解決實際問題的能力。
理論思考教學單元中，應充分利用學生已有的結構化學知識、化學鍵模型、圖表和多媒體課件等課堂內的教學資源，運用模擬課件將“化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因”這一抽象復雜的知識直觀化和形象化，運用對比、比喻、聯想等教學方法進行“一個確定的化學反應在發生過程中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”的教學，力求用直觀化的圖表說明問題，注意新、舊知識的銜接和啟發學生進行討論和對比。
教學設計Ⅱ以實驗探究教學作為切入點。
首先從一個燃燒實驗入手啟發學生理解物質發生化學反應的同時還伴隨著能量的變化，而這些能量變化通常又表現為熱能變化進入實驗探究教學提出“為什么有的化學反應吸熱，而有的化學反應放熱”的問題進入理論思考教學提出人類如何利用化學反應產生的熱量問題進入實際應用教學。
這一教學思路強調的是科學研究的一般過程，即應用實驗創設教學情境，引發學生發現并提出新的問題，設計并進行實驗用以收集、整理事實和數據，再得出結論，抽象出吸熱反應和放熱反應的概念，然后上升到理論高度去理解概念，最后應用到實際中去。整個教學過程即是一個完整的科學探究過程。
實驗探究教學單元中，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。實驗2-1、2-2、2-3是教學中非常重要的課內教學資源，為了最大限度的發揮其教學價值，建議將實驗2-1和實驗2-3安排為學生分組實驗，因為放熱現象不能用眼睛直接觀察到，學生親自動手實驗有利于觸摸反應器和觀察溫度計，能增強感性認識。由于實驗2-2中產生氨氣，因此要在通風條件好的環境下安排學生分組實驗，此實驗直觀，現象明顯、有趣，能很好的調動學生的參與熱情。經過分組實驗，學生有了完整豐富的感性認識后，引導學生進行高質量的理性分析則是至關重要的。通過學生匯報、小組內交流、填寫實驗報告等多種多樣的形式，給學生創造機會學習對現象的描述和分析、對實驗事實和數據的處理、依據事實和數據進行抽象等科學方法。最后，為了能使實驗教學進入高層次的創造性實驗和創造性思維階段，可以提出一些富有挑戰性的學習問題或任務，供學生在課堂內討論或課外深入學習。例如，除了觸摸、使用溫度計和觀察少量水是否結冰等方法外，還有沒有其他指示反應放熱或吸熱的方法？將你認為可行的方法列出來，并根據這些方法設計實驗；在定性實驗的基礎上能否定量測定一個反應所放出或吸收的熱量？如果能，應該怎樣設計實驗？你怎樣設計實驗比較兩個反應放出能量的大小？
教學設計Ⅲ以實際應用教學作為切入點。
首先讓學生觀看人類開發和利用能源的錄像、圖片等，或提出一個有關能源的社會實際問題進行討論進入實際應用教學使學生認識到化學反應所釋放出的能量是當今世界上最重要的能源，研究化學反應中能量變化的重要意義進入實驗探究教學引導學生考慮怎樣從本質上去理解：為什么有的化學反應吸熱，而有的化學反應放熱？進入理論思考教學。
這一教學思路強調的是將化學研究與社會的生存和發展密切聯系起來，引導學生從實際出發去研究化學反應。
實際應用教學單元中，注意較多地滲透化學社會學的觀點，要求的知識比較淺顯但涉及的知識面廣，這部分內容在課堂內不要講得過深、過細和過多，應側重于調動學生的學習興趣和學習熱情，引導學生充分利用課外教學資源進行學習。在課堂內建議選擇有針對性的錄像片段、具有說服力的圖片、數據資料供學生觀看和閱讀，然后進行討論和分析。同時，給學生一些學習問題和學習任務，鼓勵學生充分利用課外教學資源進行學習，如上網學習，去圖書館查閱資料，到社會上去調研，尋找日常生活中與能量有關的現象等，也可下發一些課后閱讀資料讓學生分析并寫出報告。
本節課整體教學結構及流程圖為：
二、活動建議
實驗2-1
實驗要點：鋁與稀酸和弱酸反應現象不明顯，常常需要加熱，所以要選擇強酸且濃度不要太低。盡量使用純度好的鋁條，反應前要用砂紙打磨光亮，這樣進行實驗時，用手觸摸才能明顯感覺到反應放熱，用溫度計測量效果會更好。
實驗報告設計：
實驗目的1.了解鋁與鹽酸反應中熱量變化的情況；
2.學會觀察和測定化學反應中熱量變化的方法。
實驗要求組內成員共同合作完成下列三個欄目中所要求的學習任務。
實驗活動時間：小組成員姓名：
思考與討論
1.鋁與鹽酸反應的化學方程式：。
2.在反應過程中你將能看到什么現象？
3.用眼睛不能直接觀察到反應中的熱量變化，你將采取哪些簡單易行的辦法來了解反應中的熱量變化？
4.要明顯的感知或測量反應中的熱量變化，你在實驗中應注意哪些問題？
實驗記錄
實驗步驟*
眼睛看到的現象
用手觸摸的感覺
用溫度計測量的數據
在一支試管中加入2～3mL6mol/L的鹽酸溶液向含有鹽酸溶液的試管中插入用砂紙打磨光的鋁條
結論
反思與評價
（一）個人反思和總結
1.通過這個實驗你學到了哪些化學知識？學會了哪些實驗方法？
2.在整個過程中，你最滿意的做法是什么？你最不滿意的做法是什么？
（二）組內交流和評價
1.在思考、討論過程中，同組成員給了你哪些啟示？你又給了同組成員哪些啟示？
2.在實驗過程中，同組成員給了你哪些幫助？你又給了同組成員哪些幫助？
（三）組間交流和評價
1.當聽完其他小組的匯報后，發現他們的哪些做法比你們小組的好？哪些不如你們的好？
2.當聽完其他小組的匯報后，你是否又有了新的想法？
根據你在這次活動中的收獲和表現，以10分制計算，你的得分是：。請闡述理由：。
請將你的報告送交到老師處。謝謝合作！
*實驗步驟也可以讓學生自己設計和填寫。
實驗2-2
實驗要點：這個實驗成功的關鍵是在短時間內反應充分進行，使體系溫度快速降低，將玻璃片上的水凝固。實驗中要注意兩點：（1）將Ba(OH)2·8H2O晶體研磨成粉末，以便與NH4Cl晶體充分接觸；（2）由于該反應屬于固相反應，一定要在晶體混合后立即用玻璃棒快速攪拌混合物，以使它們很快起反應；（3）反應放出有刺激性氣味的氨氣，會造成學習環境的污染，所以要注意對氨氣的吸收。
建議實驗探究過程如下：
（一）提出研究的題目
在常溫下氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體反應過程中能量的變化。
（二）收集實驗證據
1.閱讀教材并根據已有知識設計實驗方案和實驗步驟如下：
圖2-1氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體的反應
2.根據上述實驗方案和步驟討論實驗過程中應注意的問題。
3.分組實驗，觀察實驗現象，收集實驗事實。
4.匯報實驗現象和結果。
（三）整理并得出結論
1.列表整理實驗事實和結論：
實驗步驟實驗現象得出結論將晶體混合后立即用玻璃棒快速攪拌混合物有刺激性氣味的氣體產生，該氣體能使濕潤的紫色石蕊試紙變藍有NH3氣生成用手觸摸燒杯下部感覺燒杯變涼反應吸熱用手拿起燒杯燒杯下面的帶有幾滴水的玻璃片（或小木板）粘到了燒杯底部反應吸收熱量使體系溫度降低，使水結成冰將粘有玻璃片的燒杯放在盛有熱水的燒杯上一會兒再拿起玻璃片脫離上面燒杯底部冰融化反應完后移走燒杯上的多孔塑料片，觀察反應物混合物成糊狀有水生成
2.用化學方程式表示上述反應：
Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3+10H2O
（四）反思與評價
1.整個實驗中有哪些創新之處？
2.在實驗過程中對你最有啟迪的是什么？
實驗2-3建議將教材中的實驗改為下列三組對比實驗。
實驗要點：通過三組強酸和強堿之間的反應對比實驗，定性的抽象出“中和熱”概念。在實驗中要注意：（1）三組實驗所處條件要相同，如使用的儀器、外界環境中溫度和壓強要相同；（2）三組實驗酸和堿的用量要相同，以保證生成水的量相同；（3）控制相同的反應時間。
三個學生分成一組進行實驗，其中每個學生做一個實驗并記錄現象和數據，供組內交流、比較使用，然后討論得出結論。最后向全班匯報，進行組間交流。
步驟一：三個學生各取一個大小相同的試管，分別做一個實驗并記錄實驗現象和數據。
步驟二：匯總實驗現象和數據并列表比較。
反應物
及用量
酸
HNO350mL1mol/LHCl50mL1mol/LHCl50mL1mol/L
堿
NaOH50mL1mol/LNaOH50mL1mol/LKOH50mL1mol/L
混合前溫度
室溫
室溫
室溫
混合后溫度
t1
t2
t3
結論
HNO3與NaOH發生中和反應時放熱HCl與NaOH發生中和反應時放熱HCl與KOH發生中和反應時放熱
對實驗進行
歸納和概括
強酸與強堿發生中和反應時放出熱量
步驟三：對實驗進行原理性抽象──為什么強酸與強堿發生反應時都會放出熱量？
本質分析──三個反應的化學方程式和離子方程式分別為：
HNO3+NaOH=NaNO3+H2O，H++OH-=H2O
HCl+NaOH=NaCl+H2O，H++OH-=H2O
HCl+KOH=KCl+H2O，H++OH-=H2O
由此可見，三個反應的化學方程式雖然不同，反應物也不同，但是它們的反應本質相同，都是H+與OH-離子反應生成水的反應，屬于中和反應，其離子方程式都是：H++OH-=H2O。所以，可提出推測，即中和反應都放熱。由于三個反應中H+和OH-離子的量都相等，則生成水的量也相等，故放出的熱量也相等（在上述三個實驗中，溫度上升的幅度接近）。
形成概念──酸與堿發生中和反應生成1molH2O時所釋放的熱量稱為中和熱。
三、問題交流
學與問
這里所列舉的兩類反應說明了化學反應與熱能之間的辯證關系以及它們之間的相互轉化：
一方面，用煤、石油、天然氣的燃燒放熱來說明化學能向熱能的轉化，人們利用這些化學反應獲取能量；另一方面，用CaCO3經過高溫煅燒分解生成CaO來闡述熱能對化學反應的支持作用，人們利用熱能來完成常溫下很難發生的化學反應。
總之，通過列舉實例和提出問題，引導學生不僅思考化學反應與能量的關系和相互轉化問題，還要探討背后的本質問題。
思考與交流
學生通過實驗認識和感受中和反應中的熱量變化，教材又提出了“如何通過實驗來測定鹽酸與氫氧化鈉反應的中和熱”的問題，將定性實驗探究引向定量實驗探究上。這對學生的實驗技能要求更高，因為學生在設計定量實驗時要考慮的因素更多。在設計實驗裝置和操作時應從兩個方面考慮，一是注重“量”的問題，如①反應物的濃度和體積取定值；②測量反應前后的溫度值；③做平行實驗取平均值。二是盡量減小實驗誤差，如①用經過標定的鹽酸和氫氧化鈉溶液；②量液器最好使用移液管；③攪拌使反應充分進行；④及時散熱，使混合液溫度均衡；⑤溫度計的精確度高，最好使用精度為0.1℃或更高的溫度計；⑥鹽酸跟氫氧化鈉溶液混合后液面上方的空間盡可能小；⑦使用絕緣裝置，避免熱量散發到反應體系之外；⑧溫度計要讀準確。
四、習題參考
1.吸收能量，放出能量，反應物總能量與生成物總能量的相對大小。
2.熱量，放出。
3.C、H元素，CO2、H2O。
4.②③④⑤⑥，①。
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。
關鍵詞：情境創設；實驗操作；開放延伸
如何學習高中化學？如何引領學生在化學王國里淌出一條漸行漸寬的路子？面對這門異常重要但“晦澀難纏”的課程，專家和學者在探索，在前行的路上不斷“擦亮”自己的眼睛。而更多的一線教師也在關注技術和方法之前，不斷低下頭琢磨：情境創設、擴展眼界、探究體驗……其中，有一些先行者，已經引領學生在化學教材、課堂、實驗中，收獲了“馥郁”和“芬芳”。
一、從生活出發，應多一些情境創設
《普通高中化學課程標準》明確指出：“要為學生創設體現化學、技術、社會、環境相互關系的學習情境。”的確，枯燥的理論講解只能帶來苦悶、壓抑、死氣沉沉的課堂。余光中說：“一個人可以不當詩人，但生活中一定要有詩意。”這句話影射到教學中就是，課堂上可以沒有專家，但一定要有一群“活蹦亂跳”的孩子。聰慧的教師應該盡可能地創設新穎豐富的情境，使學生從“麻木發呆”過渡到“活蹦亂跳”。
例如，在蘇教版高中化學必修二課程《化學反應中的熱量》的教學中，一教師在上課伊始，設計了以下問題情境：
（1）請大家觀看圖片：展示圖片自熱飯盒自熱飯盒原理示意圖。思考它與普通飯盒的不同之處。
（2）教師演示“滴水生火”的實驗――Na2O2與H2O的反應。思考：水能生火的原因是什么？此反應除了得到NaOH和O2，還有什么生成？
（3）動畫展示燃燒、爆炸及電池的圖片和視頻。思考：化學反應中的能量變化通常都有哪些表現？
以上情境設計，與生活息息相關，與現實“親密接觸”，自然能最大限度地喚醒學生曾經業已“沉睡”的一大群細胞，使課堂溫度一升再升，學生學得活潑，學得興致盎然，效果事半功倍。
二、從實驗出發，應多一些直觀操作
化學是一門以實驗為基礎的學科。說到底，化學課堂不僅僅要解放學生的眼睛和耳朵，也要解放學生的雙手。教育家陶行知在《創造宣言》中說：“處處是創造之地，天天是創造之時，人人是創造之人。”所謂的“創造”自然離不開學生的動手操作，離不開手腦結合，觀察、閱讀、思考、實踐應相結合。
仍然以《化學反應中的熱量》的教學為例。放熱現象不能用眼睛直接觀察到，學生只有親自動手實驗，觸摸反應器和觀察溫度計，才能增強學生的感性認識。這樣的實驗直觀、有趣，能很快點燃學生的興趣之火。正所謂“跳一跳能摘到果子”。
在本課中，化學鍵的拆開與形成和具體的能量數值聯系在一起，定量計算反應是放出能量還是吸收能量，又要從物理學的相對能量高低與能量的轉化的視角去認識放熱反應與吸熱反應，最后還要將兩套判斷標準有機地結合在一塊，從微觀與宏觀兩個角度去認識反應的反應熱，顯然難度較大，尤其是兩套判據的整合。面對這一教學中的“攔路虎”，教師將課本上的內容進行整合，首先展示自熱飯盒的圖片，讓學生對反應的熱量變化有一個初步的認識，然后將課本上的實驗提前到課始，直接感受反應中的能量變化。這樣的設計如磁力一般吸引了學生，課堂呈現出爭先思考、互相策應的激動人心的風景。
三、從學生出發，應多一些開放延伸
課堂不是一個靜態的所在，所謂成功課堂應該是一個不斷刷新、不斷延伸的空間。學生也不是知識的靜態接受者，而是在不斷生成、懷疑、肯定中向前“挺進”。教師應該引導學生經常性地反思：選擇什么？摒棄什么？匡正什么？就高中課程《化學反應中的熱量》而言，如何引導學生形成吸熱反應和放熱反應概念及科學能量變化觀的建立，就需要教師多一些開放延伸，多一些另辟蹊徑的“路徑”。
例如，一教師在具體的教學中，設計了以下開放性措施：
（1）在鋁與鹽酸反應的實驗中，為了得到該反應為放熱的結論，設計了一個對照實驗以及使用溫度計測量溶液溫度的變化。這為后面得出金屬與酸的反應，為放熱反應提供依據，同時也培養了學生用定量來研究化學的思想。
（2）通過三方面的措施來理解酸堿中和反應為放熱反應，一是通過溫度傳感器來測定鹽酸與燒堿反應的放出的熱量；二是通過數據的分析，感受現代技術在化學中的應用；三是在使用中和熱儀器時，從各個角度分析如何減少反應中熱量的損失。
（3）多角度地認識吸熱和放熱反應。如熱飯盒的原理示意從實驗現象、宏觀、微觀三個角度去解釋。提倡開放性、應用性，密切結合生活實際，考查學生對身邊化學現象和生活中化學問題的分析能力。同時，提倡通過開展辯論、角色扮演、小型調查等活動對學生進行表現性評價。
美國教育家帕克?帕爾默曾經說：“在每個教育階段，教師的自我是關鍵。”無論是情境創設，還是實驗操作，抑或是開放延伸，教師是關鍵，教師要設身處地為學生的思維能夠得到全面的鍛造而創造條件，以便引導學生在化學的“百草園”收獲到殷實的“花草”和飽滿的“果實”。
參考文獻：
[1]陶行知.創造宣言.育才學校手冊，1994.
任何化學反應都既有物質的變化又有能量的變化，能量變化貫穿于化學反應的始終，是學生理解化學現象的基礎。同時化學反應與能量變化也是高考必考知識點之一。中和反應熱的測定實驗是高中化學教材中必修的學生實驗，該實驗內容也是化學反應與能量知識學習的重要部分。所以本文將通過手持技術，以“中和反應熱的測定”為主線結合化學反應與能量變化的知識，探討如何利用“四重表征”教學模式來促進學生對知識構建完整的認知。
二、理論基礎
1.手持技術
手持技術又稱傳感技術。是一種集采集與分析于一體的現代實驗系統。它在突破概念認知，尤其在傳統實驗無法驗證概念的情況下，是化學教學中輔助教學的重要工具和手段。手持技術利用現代電子傳感器，如pH傳感器、溫度傳感器、電導率傳感器等進行實驗，自動收集數據、列表、繪圖，使實驗的結果更直觀、形象并實現定量化。
2.“SOLO”分類理論
“SOLO”是英文“Structure of the Observed Learning Outcome”的縮寫，其涵義為可觀察到的學習成果結構。SOLO分類理論是基于皮亞杰的的兒童認知發展階段理論和結構主義學說，由澳大利亞教育心理學家John Biggs及其同事在《學習質量的評價―SOLO分類法》一書中率先提出。SOLO分類理論關注的是學生在解決問題時所反映的思維方式以及所能處理的相關線索的復雜程度。學生在學習具體知識都會經歷從量變到質變的突躍，隨著這種躍變，學生的認知發展到更高一級的階段，教師可以根據學生在回答問題時的表現來了解學生思維所處的發展階段。SOLO分類理論的基本特征是等級描述，根據學生的思維水平由低到高可以劃分為五個層次：（1）前結構層次，學生基本上無法理解問題和解決問題，或者被材料中的無關內容或已有經驗誤導，回答問題邏輯混亂，或同義反復；（2）單點結構層次，學生在回答問題時，只能涉及單一的要點，找到一個解決問題的線索就立即跳到結論上去；（3）多點結構層次，學生在回答問題時，能聯系多個孤立要點，但這些要點是相互孤立的，彼此之間并無關聯，未形成相關問題的知識網絡；（4）關聯結構層次，學生在回答問題時，能夠聯想問題的多個要點，并能將這多個要點聯系起來，整合成一個連貫一致的整體，說明學生真正理解了這個問題；（5）拓展抽象層次，學生在回答問題時，能夠進行抽象概括，從理論的高度分析問題，而且能夠深化問題，使問題本身的意義得到拓展。
3.“四重表征”教學
“四重表征”教學模式（Tetra-Representation Teaching Model，簡稱TRTM）具體指的是對化學變化從“宏觀-微觀-符號-曲線”四個角度進行表征并進行表征間的轉換。自1982年蘇格蘭Johnstone首次提出著名的化學三角形之后，對于學生化學概念的三重表征的分析及相關教學實踐研究就備受關注。我國的研究也有了很大的進展，于2009年，錢揚義基于手持實驗即時收集數據和自動生成曲線的技術背景首次提出并構建化學“四重表征”的教學模式。形成正確的化學觀念有利于學生科學素養的提高，而中學化學的基本觀念有微粒觀、實驗觀、變化觀等，恰好與宏觀表征-微觀表征-符號表征-曲線表征的四重表征方式有契合點，所以利用化學四重表征教學模式不失為一種提高學生化學素養，建立正確的化學基本觀念的一種有效的方式。而且教師可按學習進度的要求設計四重表征的認知發展路徑，引導學生進行“四重表征”間的轉換，減輕學生的記憶負擔，便于知識的遷移應用，提高問題解決能力。根據這一模式，筆者將化學反應與能量變化的“四重表征”作如下定義（見表1）
三、四重表征教學設計與實施
教學目標
（1）知識與技能：理解中和反應熱測定的實驗原理；理解中和反應的本質；掌握中和反應熱測定的操作步驟，注意事項和數據處理；初步認識到“手持技術”的使用方法與優勢。
（2）過程與方法：通過中和熱的測定活動，讓學生體會定量實驗研究方法對研究和學習化學的重要作用；通過手持技術呈現中和反應熱的測定實驗，讓學生體驗化學反應的熱效應，培養學生發現問題、分析問題與解決問題的能力；通過“四重表征”教學，培養學生運用“宏觀-微觀-符號-曲線”的聯系來解決問題的化學思維。
（3）情感態度與價值觀：充分利用實驗手段、啟發學生通過實驗、觀察、思考、探索，獲得感性認識，利用歸納、演繹等方法上升到理性認識，獲得規律；通過手持技術，激發學生的學習興趣，提倡敢于質疑的態度；在教學過程中滲透培養學生科學態度，在“四重表征”的轉換遷移中建立正確的化學基本觀念。
四、教學反思
首先，在學生的教育中，身教勝于言傳，教師要想強化學生在學習化學概念和知識中進行“四重表征”，首先自身應該提高“四重表征”的意識和各表征之間相互轉化的水平。在新課標中提倡教師應該在教學過程中突出化學學科的思維方式，化學學科的“四重表征”是以化學的各個視角來理解和認識化學現象、原理以及本質，所以教師在進行教學設計時應該充分挖掘教材中能夠進行“四重表征”的知識和概念，引導學生以“四重表征”的角度來思考問題，提高其發散思維。
其次，利用SOLO分類理論和教學的結合，從單點結構水平到抽象拓展水平，從質變到量變，使得課堂教學的組織更有層次感。教師還可以根據SOLO理論的指導，在與學生的交流互動中判斷學生的思維所處的階段，有利于教師對課堂的把控。
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
關鍵詞： 問題式教學 高中化學 教學情境
“探究學習”是新課標改革后重點提倡的教學模式，問題式教學能夠很好地契合這一要求，以問題為主線，引導學生自主探究，從而高效解決問題，提高同學們的能力與素養。想要科學高效地實施問題式教學這一模式，教師應當處理好課堂教學中的幾個重要環節，通過提出問題、分析問題、解決問題，串起化學課堂的精彩。
一、創設情境，提出問題
建構主義理論強調教師應當創設符合教學內容的情境。問題式教學也不例外，教師應當根據教學內容和教學目標創設真實的問題情境。通過合適的問題情境，激發學生們的熱情與求知欲，從而使后續的教學與探究更加順利開展。
比如，在對《影響化學反應速率的因素》這一節的內容進行教學時，我首先用PPT展示了幾組圖片及視頻。爆炸、牛奶變質、鋼鐵生銹、溶洞的形成，這些都是化學反應，但通過觀看動態圖片或視頻，同學們可以觀察到這些反應有些發生得非常迅速，如爆炸，而有些則需要經過漫長的反應過程如溶洞。我又給同學們展示了鋼鐵在同一時間段內分別在潮濕的空氣中、干燥的空氣中、水中放置后的銹蝕情況，同學們可以明顯發現鋼鐵在潮濕的空氣中銹蝕情況最嚴重。然后我提問：“不同的化學反應速率差別很大，決定其快慢的本質因素是什么呢？即使對于同一化學反應，當外界條件不同時，化學反應的速率也不盡相同，那么影響其速率的外界因素有哪些呢？”通過這樣提問，引出了這堂新課的課題，同學們開始思考與討論，最終同學們都能總結出：“物質本身性質是影響化學反應的內因。”而對于外因，同學們答道溫度、濕度、濃度等，但是同學們想到的因素并不全面，通過引導同學們探究實驗得出結論，達到教學目的。
教學過程中，我通過利用身邊的化學現象引入課題，成功創設合適的教學情境，提出需要研究的主要問題，激發同學們的學習興趣，取得了很好的教學效果。
二、形成假設，分析問題
在實質性的探究階段，教師應當通過適當的提問，引領同學們形成假設，充分發揮學生的主體作用，從而使學生有方向地展開探討與研究工作，切實培養學生分析問題的能力與自主學習的能力。
比如，在對《鹽的水解》這節知識進行教學時，通過一系列具有遞進性、層次性的問題引導同學們正確分析從而獲得知識，理解鹽類水解的實質。首先讓同學們分組進行檢測鹽溶液酸堿度的實驗，經過實驗，同學們可以發現不同鹽溶液加入酸堿指示劑后可能呈現不同的顏色，我提問道：“這一現象說明了什么問題呢？”同學們都能回答出不同的鹽溶解酸堿性是不盡相同的。“那么為什么不同的鹽溶液會顯示不同的酸堿性呢？是什么因素決定的呢？”同學們開始進行思考與討論，我引導同學們從微觀角度分析不同鹽溶液的水解過程，“在前面的內容中我們學到鹽溶于水是會發生電離的，而水中也存在水電離出來的H+和OH-，什么情況下鹽的離子會與水電離的離子發生化學反應呢？”同學們假設是因為鹽電離后的離子與水電離的離子發生反應才導致溶液產生酸堿性差異的。同學們開始嘗試列出不同鹽電解后的離子式，觀察什么樣的鹽溶于水后電離的離子能與H+或OH-發生反應。最終同學們發現強堿弱酸鹽CH3COONa電離后的弱酸陰離子CH3COO-與H+結合發生反應生成弱電解質CH3COOH。此外，強酸弱堿鹽與弱酸弱堿鹽電離的離子都能與水電離的離子發生反應，只有強酸強堿鹽不能反應。然后我告訴大家，鹽離子與水離子發生反應的過程就是鹽類水解的過程。“然而為什么水解后酸堿性不同呢？”我提醒大家溶液中的H+和OH-是影響酸堿性的因素，最終同學們明白了原因，如CH3COO-與H+結合后，溶液中H+減少，而OH-增多，因此溶液呈堿性。
在上述教學活動中，我通過一系列問題成功引導同學們探究出鹽類水解的過程與實質，高效實現了教學目標。
三、多元反思，解決問題
反思是解決問題非常重要的一個環節，通過反思與評價，同學們能夠更加深入地理解知識。教師在教學過程中應當通過適當提出問題引導同學們反思總結，培養同學們歸納總結的能力，提高學習效率。
比如，在對《化學反應與能量變化》這一節內容進行教學時，我通過引導同學們自主探究與歸納從而實現教學目標。對于不同的化學反應，有些反應是放熱的，有些反應是吸熱的。在教學過程中，我給出同學們不同化學反應中反應物及生成物的能量，讓同學們計算不同化學反應中生成物的總能量與反應物的總能量的差值H。通過計算出的數據H，同學們還不能判斷反應是吸熱還是放熱，首先從化學鍵的角度分析反應的實質，得出這些化學反應是吸熱還是放熱的結論，然后提出問題，讓同學們觀察這些反應，進行反思然后得出規律：“同學們已經知道反應是放熱還是吸熱的了，那么現在能不能關聯我剛剛給的數據，從能量變化角度分析總結出反應熱的規律呢？”同學們通過思考和討論發現，對于放熱反應，H為負，對于吸熱反應，H為正。同學們總結出另一種判斷能量變化的方法，若化學反應反應物的總能量大于生成物的總能量，即H0，則反應吸熱。
上述教學過程中，我引導學生通過已經得出的結論反思前面的數據，成功總結出能量變化的規律，使同學們產生深刻的理解與記憶，達到很好的教學效果。
綜上所述，問題式教學能夠高效實現教學目標，深化學生的理解，提高學生的綜合素質。教師應在教學中不斷摸索與嘗試有效的教學模式，從而打造高效的化學課堂，提高教學水平。
參考文獻：
