葛蕊干
摘要:以蘇教版《化學(xué)反應(yīng)原理》專題2第二單元“化學(xué)反應(yīng)的方向與限度”第1課時(shí)為例,通過(guò)在化學(xué)概念教學(xué)中建構(gòu)有效情境、設(shè)置問(wèn)題探究、穿插化學(xué)史、滲透生命教育等進(jìn)行教學(xué),讓學(xué)生在化學(xué)課堂上“心動(dòng)、腦動(dòng)、手動(dòng)、情動(dòng)、感動(dòng)”,促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)參與化學(xué)課堂。
關(guān)鍵詞:有效情境;主動(dòng)參與;策略
文章編號(hào):1008-0546(2014)04-0035-03 中圖分類號(hào):G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
一、問(wèn)題提出的背景
建構(gòu)主義理論認(rèn)為,知識(shí)不是被動(dòng)接受的,而是認(rèn)知主體積極自我建構(gòu)的。主動(dòng)參與是指學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出強(qiáng)烈的主體意識(shí)和自我意識(shí),包括主動(dòng)參與和主動(dòng)學(xué)習(xí)。主動(dòng)參與的行為應(yīng)該是參與者基于原本的生活經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)基礎(chǔ)主動(dòng)發(fā)起的、自愿的、平等互助的行為。在教學(xué)中,教師是學(xué)習(xí)的主導(dǎo),學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,學(xué)生在教師引導(dǎo)和同伴互助下,主動(dòng)地建構(gòu)關(guān)于現(xiàn)實(shí)知識(shí)的過(guò)程,并達(dá)成相關(guān)課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)。
以往的高中化學(xué)教學(xué),特別是關(guān)于化學(xué)概念的教學(xué)多采用“注入式”,把學(xué)生當(dāng)成一個(gè)被動(dòng)的接受者,往往忽視學(xué)生已有的認(rèn)知和體驗(yàn),導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)識(shí)上的矛盾沖突無(wú)法解決,更不能使這種矛盾沖突為學(xué)生學(xué)習(xí)新的化學(xué)概念服務(wù)。在化學(xué)教學(xué)中,教師應(yīng)該創(chuàng)設(shè)有效的課堂學(xué)習(xí)情境,推進(jìn)學(xué)生積極主動(dòng)地參與化學(xué)課堂,全面提高學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng),使化學(xué)課堂散發(fā)生命活力。筆者在江蘇省教育學(xué)會(huì)化學(xué)教學(xué)專業(yè)委員會(huì)2013年學(xué)術(shù)年會(huì)的觀摩課上對(duì)促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)參與化學(xué)課堂的策略做了一些嘗試,下面以蘇教版“化學(xué)反應(yīng)的方向與限度”第1課時(shí)為例進(jìn)行探討。
二、促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)的化學(xué)課堂教學(xué)策略
1. 從已知到未知,創(chuàng)設(shè)情境讓學(xué)生“心動(dòng)”
知識(shí)總是在一定的情境下產(chǎn)生和發(fā)展的。教學(xué)應(yīng)該以學(xué)生已有的概念為起點(diǎn),通過(guò)主動(dòng)學(xué)習(xí)解決認(rèn)知矛盾,建構(gòu)更科學(xué)的概念。學(xué)生的生活體驗(yàn)和能力是逐步增強(qiáng)的,學(xué)生頭腦中的化學(xué)概念的形成也是由模糊到清晰,由片面到全面的漸進(jìn)過(guò)程。
教學(xué)片斷Ⅰ:感知“方向”
[教師]人類追求客觀真理和知識(shí)的過(guò)程是曲折的、分階段的。我們高一時(shí)做過(guò)碳酸鈉與碳酸氫鈉分別與鹽酸反應(yīng)的反應(yīng)。
[演示實(shí)驗(yàn)]在兩個(gè)錐形瓶中分別放入等體積、等濃度的鹽酸,在紅色氣球中放一藥匙的碳酸鈉固體,在黃色氣球中放一藥匙的碳酸氫鈉固體,觀察反應(yīng)現(xiàn)象。
[學(xué)生]描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:黃色氣球體積更大,錐形瓶中的反應(yīng)更劇烈。
[教師]在化學(xué)反應(yīng)中我們會(huì)很自然關(guān)注物質(zhì)的變化,實(shí)際上伴隨著物質(zhì)變化的還有什么變化?
[學(xué)生]能量變化。
說(shuō)明:碳酸鈉、碳酸氫鈉分別與鹽酸的反應(yīng)學(xué)生是熟悉的,但是沒(méi)有從能量方面考慮過(guò)這兩個(gè)焓變不同的化學(xué)反應(yīng)為什么都可以自發(fā)進(jìn)行,教學(xué)中創(chuàng)設(shè)這個(gè)情境,很好地引出能量判據(jù),并引發(fā)矛盾,從而引出熵變判據(jù)。教學(xué)中運(yùn)用這些已知的知識(shí),引導(dǎo)學(xué)生得出相關(guān)判據(jù),突出“熵”的概念的形成。
2. 大膽猜想、小心求證,讓學(xué)生“腦動(dòng)手動(dòng)”
科學(xué)史上很多進(jìn)步都與大膽假設(shè)密不可分,學(xué)會(huì)合理假設(shè)是學(xué)生科學(xué)探究的重要組成部分,通過(guò)培養(yǎng)學(xué)生合理猜想和假設(shè)的能力,可以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng),發(fā)展學(xué)生對(duì)科學(xué)活動(dòng)的預(yù)見(jiàn)性。化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué),化學(xué)概念的建立與化學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)必須以事實(shí)為依據(jù),實(shí)驗(yàn)事實(shí)是求證猜想的最佳途徑,實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究密不可分。
教學(xué)片斷Ⅱ:
[教師]你以前關(guān)注過(guò)這兩個(gè)反應(yīng)的能量變化嗎?(沒(méi)有)那今天我們就來(lái)特別關(guān)注一下其中的能量變化。在做實(shí)驗(yàn)之前請(qǐng)你先預(yù)測(cè)一下反應(yīng)結(jié)果。為什么?
[學(xué)生]有可能是放熱的,但是放熱不一樣多。因?yàn)檫@兩個(gè)反應(yīng)都可以自發(fā)進(jìn)行。
[教師]我們先來(lái)做定性實(shí)驗(yàn)。
[學(xué)生實(shí)驗(yàn)]取兩支潔凈干燥的小試管,向其中分別加入適量的碳酸鈉和碳酸氫鈉固體(約1/2藥匙),再用膠頭滴管分別向其中加入兩滴管3mol/L的鹽酸。
[學(xué)生]碳酸氫鈉固體與鹽酸反應(yīng)是吸熱的,碳酸鈉固體與鹽酸反應(yīng)好像是放熱的。
[教師]每個(gè)人的感覺(jué)有可能不一樣,讓我們用數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)話。
[學(xué)生定量實(shí)驗(yàn)]用靈敏數(shù)字溫度計(jì)先測(cè)定鹽酸的溫度,再測(cè)定反應(yīng)后液體的溫度。
[學(xué)生2]碳酸鈉固體與鹽酸反應(yīng)溫度明顯升高,碳酸氫鈉固體與鹽酸反應(yīng)溫度明顯降低。
說(shuō)明:讓學(xué)生猜想時(shí)要注意引導(dǎo)學(xué)生說(shuō)出猜想的理由,防止學(xué)生猜想的隨意性。在化學(xué)概念的教學(xué)中,用實(shí)驗(yàn)作為載體,借助直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)闡述抽象的科學(xué)知識(shí)。從猜想到求證時(shí)引發(fā)的矛盾更能激起學(xué)生的求知欲和主動(dòng)參與化學(xué)課堂的激情。
3. 概念因需而生,讓學(xué)生“情動(dòng)”
科學(xué)史上,每個(gè)概念都是因需而生、渾然天成的產(chǎn)物,不僅合情合理,甚至很有人情味。從克勞修斯、玻爾茲曼到吉布斯,“熵”概念的提出、發(fā)展和廣泛應(yīng)用都有其巨大的學(xué)科價(jià)值、社會(huì)價(jià)值。但是很多時(shí)候教師僅僅簡(jiǎn)單介紹化學(xué)史,略顯生硬。筆者嘗試將化學(xué)史融入到學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程中,讓學(xué)生和化學(xué)家一起發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,并且為了解決實(shí)際問(wèn)題,必須要引入新的物理量,讓學(xué)生深切感受到概念并不是枯燥的,是有其自己強(qiáng)大的生命力的。
教學(xué)片斷Ⅲ:理解 “方向”
[思考1]為什么碳酸鈉與鹽酸的反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行?
[學(xué)生]能量有從高能量到低能量變化的趨勢(shì)。能量降低是使得化學(xué)反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行的因素。
[教師]能量趨于降低是判斷化學(xué)反應(yīng)方向的唯一判據(jù)嗎?有沒(méi)有什么反應(yīng)可以說(shuō)明問(wèn)題?
[思考2]為什么碳酸氫鈉與鹽酸在室溫下也能自發(fā)進(jìn)行?
(矛盾沖突)除了能量肯定還有其他因素在制約化學(xué)反應(yīng)的方向,是什么呢?
[教師]回顧我們上課前看的一段視頻,我們發(fā)現(xiàn)火柴散落后會(huì)自發(fā)變得怎么樣?endprint
(說(shuō)明:上課前用視頻引出化學(xué)反應(yīng)方向的課題,視頻是筆者自己拍攝的,并且在后期用會(huì)聲會(huì)影軟件制作時(shí)間軸倒轉(zhuǎn)效果。分別表現(xiàn)了火柴散落出去,再重新按原路徑回到火柴盒中; 燒杯中的水潑出去,再回到燒杯中。)
[學(xué)生]亂!
[教師]所以混亂度應(yīng)該也是使得過(guò)程和反應(yīng)自發(fā)的因素之一。那么如何定量的描述一個(gè)體系的混亂度呢?這時(shí)我們需要一個(gè)新的物理量。
[化學(xué)史]160多年前科學(xué)家就做了非常多的探索。
(1)1855年德國(guó)科學(xué)家克勞修斯首次提出entropy(熵)的概念,這是表示封閉體系雜亂程度的一個(gè)量,entropy(熵)是希臘語(yǔ)“變化”的意思。
(2)1877年,奧地利科學(xué)家玻爾茲曼用下面的關(guān)系式來(lái)表示系統(tǒng)無(wú)序性的大?。篠=klnΩ,這就是玻爾茲曼熵公式,被后人稱為影響世界的十個(gè)公式之一。
(3)這個(gè)概念傳到中國(guó)是1923年,德國(guó)物理學(xué)家普朗克來(lái)南京第四中山大學(xué)講學(xué),我國(guó)著名的物理學(xué)家胡剛復(fù)教授擔(dān)任翻譯,將entropy翻譯為“熵”,從此為浩瀚的漢文字庫(kù)中增加了一個(gè)新字。
[講解]衡量體系混亂度的物理量叫做熵,符號(hào):S,單位:J·mol-1·K-1
反應(yīng)前后體系熵的變化叫做熵變。
ΔS>0 (熵增):表示體系混亂度增大。
ΔS<0 (熵減):表示體系混亂度減小。
[教師]現(xiàn)在你能解釋為什么碳酸氫鈉與鹽酸在室溫下也能自發(fā)進(jìn)行嗎?
[學(xué)生]在碳酸氫鈉與鹽酸的反應(yīng)過(guò)程中,從反應(yīng)的整體過(guò)程看,反應(yīng)是吸熱的,但是熵值是增大的,這是反應(yīng)得以自發(fā)進(jìn)行的主要原因。
[教師]對(duì)于NH4Cl(s)= NH3(g)+ HCl(g);NH3(g)+ HCl(g)=NH4Cl (s)這兩個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行?
[學(xué)生]不知道,因?yàn)槟芰颗袚?jù)和熵變判據(jù)矛盾。
[引導(dǎo)]能否從實(shí)驗(yàn)事實(shí)的角度進(jìn)行解釋?
[學(xué)生]第一個(gè)反應(yīng)高溫下可以自發(fā)進(jìn)行,第二個(gè)反應(yīng)低溫下可以自發(fā)進(jìn)行。
[繼續(xù)引導(dǎo)]對(duì)你有什么啟示?如何判斷反應(yīng)的自發(fā)性?
[學(xué)生]判斷反應(yīng)的自發(fā)性要結(jié)合能量判據(jù)和熵變判據(jù),有時(shí)候還要考慮溫度。
[化學(xué)史]1878年,美國(guó)著名科學(xué)家吉布斯經(jīng)過(guò)大量研究表明:在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下,化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行方向的判據(jù)是ΔG = ΔH - TΔS
ΔG =ΔH - TΔS < 0 反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。
ΔG =ΔH - TΔS > 0 反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行 。
說(shuō)明:熵的概念學(xué)習(xí)和理解過(guò)程貫穿從高中化學(xué)學(xué)習(xí)到高等教育的始終,在建構(gòu)“熵”的概念時(shí),將學(xué)生遇到的問(wèn)題與化學(xué)史有機(jī)結(jié)合起來(lái),讓學(xué)生感悟科學(xué)探究的曲折和艱辛,體會(huì)到某些規(guī)律的獲得是一代又一代人努力的結(jié)果,激發(fā)學(xué)生追求科學(xué)、勇于創(chuàng)新的情感,培養(yǎng)學(xué)生成為事物規(guī)律的發(fā)現(xiàn)者而不是守衛(wèi)者。
4. 滲透生命教育,讓學(xué)生“感動(dòng)”
生命教育,是直面生命和人的生死問(wèn)題的教育;生命教育,就是對(duì)學(xué)生的生命活動(dòng)進(jìn)行關(guān)懷,讓學(xué)習(xí)的過(guò)程成為一種享受生命的過(guò)程。化學(xué)課堂上有很多時(shí)機(jī)可以滲透生命教育,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)的過(guò)程中,學(xué)會(huì)尊重生命,學(xué)會(huì)積極的生存,感受生命的美好、理解生命的意義。
教學(xué)片斷Ⅳ:
[教師]熵給了我們一個(gè)化學(xué)的觀點(diǎn),更給了我們一個(gè)看世界的眼光。最后給大家介紹一本書:薛定諤寫的《生命是什么》,它不僅是一本書,更是一個(gè)化學(xué)事件,是一個(gè)偉大的科學(xué)家第一次從熵和熱力學(xué)角度解釋了生命。人為什么最終不可避免要面對(duì)死亡?人的一生從整體上看就可以認(rèn)為是一個(gè)不斷熵增的過(guò)程,但即使死亡不可避免,我們?nèi)匀粫?huì)努力地活著、幸福地活著!
總之,學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)的化學(xué)課堂是需要教師有全新的教學(xué)理念,課上讓學(xué)生“心動(dòng)、腦動(dòng)、手動(dòng)、情動(dòng)”,最后升華為“感動(dòng)”,最大限度地促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)參與課堂的各個(gè)環(huán)節(jié),使化學(xué)課堂煥發(fā)新的活力。教育是什么?愛(ài)因斯坦的回答是“把所學(xué)的東西都忘了,剩下的就是教育。”知識(shí)是容易教授的,技能是容易訓(xùn)練的,但學(xué)科精神、人文涵養(yǎng)的培養(yǎng)是需要用時(shí)、用心、用情的。
參考文獻(xiàn)
[1] 熊士榮,楊承印. 促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)的化學(xué)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2009,(6)endprint
(說(shuō)明:上課前用視頻引出化學(xué)反應(yīng)方向的課題,視頻是筆者自己拍攝的,并且在后期用會(huì)聲會(huì)影軟件制作時(shí)間軸倒轉(zhuǎn)效果。分別表現(xiàn)了火柴散落出去,再重新按原路徑回到火柴盒中; 燒杯中的水潑出去,再回到燒杯中。)
[學(xué)生]亂!
[教師]所以混亂度應(yīng)該也是使得過(guò)程和反應(yīng)自發(fā)的因素之一。那么如何定量的描述一個(gè)體系的混亂度呢?這時(shí)我們需要一個(gè)新的物理量。
[化學(xué)史]160多年前科學(xué)家就做了非常多的探索。
(1)1855年德國(guó)科學(xué)家克勞修斯首次提出entropy(熵)的概念,這是表示封閉體系雜亂程度的一個(gè)量,entropy(熵)是希臘語(yǔ)“變化”的意思。
(2)1877年,奧地利科學(xué)家玻爾茲曼用下面的關(guān)系式來(lái)表示系統(tǒng)無(wú)序性的大?。篠=klnΩ,這就是玻爾茲曼熵公式,被后人稱為影響世界的十個(gè)公式之一。
(3)這個(gè)概念傳到中國(guó)是1923年,德國(guó)物理學(xué)家普朗克來(lái)南京第四中山大學(xué)講學(xué),我國(guó)著名的物理學(xué)家胡剛復(fù)教授擔(dān)任翻譯,將entropy翻譯為“熵”,從此為浩瀚的漢文字庫(kù)中增加了一個(gè)新字。
[講解]衡量體系混亂度的物理量叫做熵,符號(hào):S,單位:J·mol-1·K-1
反應(yīng)前后體系熵的變化叫做熵變。
ΔS>0 (熵增):表示體系混亂度增大。
ΔS<0 (熵減):表示體系混亂度減小。
[教師]現(xiàn)在你能解釋為什么碳酸氫鈉與鹽酸在室溫下也能自發(fā)進(jìn)行嗎?
[學(xué)生]在碳酸氫鈉與鹽酸的反應(yīng)過(guò)程中,從反應(yīng)的整體過(guò)程看,反應(yīng)是吸熱的,但是熵值是增大的,這是反應(yīng)得以自發(fā)進(jìn)行的主要原因。
[教師]對(duì)于NH4Cl(s)= NH3(g)+ HCl(g);NH3(g)+ HCl(g)=NH4Cl (s)這兩個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行?
[學(xué)生]不知道,因?yàn)槟芰颗袚?jù)和熵變判據(jù)矛盾。
[引導(dǎo)]能否從實(shí)驗(yàn)事實(shí)的角度進(jìn)行解釋?
[學(xué)生]第一個(gè)反應(yīng)高溫下可以自發(fā)進(jìn)行,第二個(gè)反應(yīng)低溫下可以自發(fā)進(jìn)行。
[繼續(xù)引導(dǎo)]對(duì)你有什么啟示?如何判斷反應(yīng)的自發(fā)性?
[學(xué)生]判斷反應(yīng)的自發(fā)性要結(jié)合能量判據(jù)和熵變判據(jù),有時(shí)候還要考慮溫度。
[化學(xué)史]1878年,美國(guó)著名科學(xué)家吉布斯經(jīng)過(guò)大量研究表明:在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下,化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行方向的判據(jù)是ΔG = ΔH - TΔS
ΔG =ΔH - TΔS < 0 反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。
ΔG =ΔH - TΔS > 0 反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行 。
說(shuō)明:熵的概念學(xué)習(xí)和理解過(guò)程貫穿從高中化學(xué)學(xué)習(xí)到高等教育的始終,在建構(gòu)“熵”的概念時(shí),將學(xué)生遇到的問(wèn)題與化學(xué)史有機(jī)結(jié)合起來(lái),讓學(xué)生感悟科學(xué)探究的曲折和艱辛,體會(huì)到某些規(guī)律的獲得是一代又一代人努力的結(jié)果,激發(fā)學(xué)生追求科學(xué)、勇于創(chuàng)新的情感,培養(yǎng)學(xué)生成為事物規(guī)律的發(fā)現(xiàn)者而不是守衛(wèi)者。
4. 滲透生命教育,讓學(xué)生“感動(dòng)”
生命教育,是直面生命和人的生死問(wèn)題的教育;生命教育,就是對(duì)學(xué)生的生命活動(dòng)進(jìn)行關(guān)懷,讓學(xué)習(xí)的過(guò)程成為一種享受生命的過(guò)程?;瘜W(xué)課堂上有很多時(shí)機(jī)可以滲透生命教育,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)的過(guò)程中,學(xué)會(huì)尊重生命,學(xué)會(huì)積極的生存,感受生命的美好、理解生命的意義。
教學(xué)片斷Ⅳ:
[教師]熵給了我們一個(gè)化學(xué)的觀點(diǎn),更給了我們一個(gè)看世界的眼光。最后給大家介紹一本書:薛定諤寫的《生命是什么》,它不僅是一本書,更是一個(gè)化學(xué)事件,是一個(gè)偉大的科學(xué)家第一次從熵和熱力學(xué)角度解釋了生命。人為什么最終不可避免要面對(duì)死亡?人的一生從整體上看就可以認(rèn)為是一個(gè)不斷熵增的過(guò)程,但即使死亡不可避免,我們?nèi)匀粫?huì)努力地活著、幸福地活著!
總之,學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)的化學(xué)課堂是需要教師有全新的教學(xué)理念,課上讓學(xué)生“心動(dòng)、腦動(dòng)、手動(dòng)、情動(dòng)”,最后升華為“感動(dòng)”,最大限度地促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)參與課堂的各個(gè)環(huán)節(jié),使化學(xué)課堂煥發(fā)新的活力。教育是什么?愛(ài)因斯坦的回答是“把所學(xué)的東西都忘了,剩下的就是教育。”知識(shí)是容易教授的,技能是容易訓(xùn)練的,但學(xué)科精神、人文涵養(yǎng)的培養(yǎng)是需要用時(shí)、用心、用情的。
參考文獻(xiàn)
[1] 熊士榮,楊承印. 促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)的化學(xué)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2009,(6)endprint
(說(shuō)明:上課前用視頻引出化學(xué)反應(yīng)方向的課題,視頻是筆者自己拍攝的,并且在后期用會(huì)聲會(huì)影軟件制作時(shí)間軸倒轉(zhuǎn)效果。分別表現(xiàn)了火柴散落出去,再重新按原路徑回到火柴盒中; 燒杯中的水潑出去,再回到燒杯中。)
[學(xué)生]亂!
[教師]所以混亂度應(yīng)該也是使得過(guò)程和反應(yīng)自發(fā)的因素之一。那么如何定量的描述一個(gè)體系的混亂度呢?這時(shí)我們需要一個(gè)新的物理量。
[化學(xué)史]160多年前科學(xué)家就做了非常多的探索。
(1)1855年德國(guó)科學(xué)家克勞修斯首次提出entropy(熵)的概念,這是表示封閉體系雜亂程度的一個(gè)量,entropy(熵)是希臘語(yǔ)“變化”的意思。
(2)1877年,奧地利科學(xué)家玻爾茲曼用下面的關(guān)系式來(lái)表示系統(tǒng)無(wú)序性的大?。篠=klnΩ,這就是玻爾茲曼熵公式,被后人稱為影響世界的十個(gè)公式之一。
(3)這個(gè)概念傳到中國(guó)是1923年,德國(guó)物理學(xué)家普朗克來(lái)南京第四中山大學(xué)講學(xué),我國(guó)著名的物理學(xué)家胡剛復(fù)教授擔(dān)任翻譯,將entropy翻譯為“熵”,從此為浩瀚的漢文字庫(kù)中增加了一個(gè)新字。
[講解]衡量體系混亂度的物理量叫做熵,符號(hào):S,單位:J·mol-1·K-1
反應(yīng)前后體系熵的變化叫做熵變。
ΔS>0 (熵增):表示體系混亂度增大。
ΔS<0 (熵減):表示體系混亂度減小。
[教師]現(xiàn)在你能解釋為什么碳酸氫鈉與鹽酸在室溫下也能自發(fā)進(jìn)行嗎?
[學(xué)生]在碳酸氫鈉與鹽酸的反應(yīng)過(guò)程中,從反應(yīng)的整體過(guò)程看,反應(yīng)是吸熱的,但是熵值是增大的,這是反應(yīng)得以自發(fā)進(jìn)行的主要原因。
[教師]對(duì)于NH4Cl(s)= NH3(g)+ HCl(g);NH3(g)+ HCl(g)=NH4Cl (s)這兩個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行?
[學(xué)生]不知道,因?yàn)槟芰颗袚?jù)和熵變判據(jù)矛盾。
[引導(dǎo)]能否從實(shí)驗(yàn)事實(shí)的角度進(jìn)行解釋?
[學(xué)生]第一個(gè)反應(yīng)高溫下可以自發(fā)進(jìn)行,第二個(gè)反應(yīng)低溫下可以自發(fā)進(jìn)行。
[繼續(xù)引導(dǎo)]對(duì)你有什么啟示?如何判斷反應(yīng)的自發(fā)性?
[學(xué)生]判斷反應(yīng)的自發(fā)性要結(jié)合能量判據(jù)和熵變判據(jù),有時(shí)候還要考慮溫度。
[化學(xué)史]1878年,美國(guó)著名科學(xué)家吉布斯經(jīng)過(guò)大量研究表明:在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下,化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行方向的判據(jù)是ΔG = ΔH - TΔS
ΔG =ΔH - TΔS < 0 反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。
ΔG =ΔH - TΔS > 0 反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行 。
說(shuō)明:熵的概念學(xué)習(xí)和理解過(guò)程貫穿從高中化學(xué)學(xué)習(xí)到高等教育的始終,在建構(gòu)“熵”的概念時(shí),將學(xué)生遇到的問(wèn)題與化學(xué)史有機(jī)結(jié)合起來(lái),讓學(xué)生感悟科學(xué)探究的曲折和艱辛,體會(huì)到某些規(guī)律的獲得是一代又一代人努力的結(jié)果,激發(fā)學(xué)生追求科學(xué)、勇于創(chuàng)新的情感,培養(yǎng)學(xué)生成為事物規(guī)律的發(fā)現(xiàn)者而不是守衛(wèi)者。
4. 滲透生命教育,讓學(xué)生“感動(dòng)”
生命教育,是直面生命和人的生死問(wèn)題的教育;生命教育,就是對(duì)學(xué)生的生命活動(dòng)進(jìn)行關(guān)懷,讓學(xué)習(xí)的過(guò)程成為一種享受生命的過(guò)程?;瘜W(xué)課堂上有很多時(shí)機(jī)可以滲透生命教育,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)的過(guò)程中,學(xué)會(huì)尊重生命,學(xué)會(huì)積極的生存,感受生命的美好、理解生命的意義。
教學(xué)片斷Ⅳ:
[教師]熵給了我們一個(gè)化學(xué)的觀點(diǎn),更給了我們一個(gè)看世界的眼光。最后給大家介紹一本書:薛定諤寫的《生命是什么》,它不僅是一本書,更是一個(gè)化學(xué)事件,是一個(gè)偉大的科學(xué)家第一次從熵和熱力學(xué)角度解釋了生命。人為什么最終不可避免要面對(duì)死亡?人的一生從整體上看就可以認(rèn)為是一個(gè)不斷熵增的過(guò)程,但即使死亡不可避免,我們?nèi)匀粫?huì)努力地活著、幸福地活著!
總之,學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)的化學(xué)課堂是需要教師有全新的教學(xué)理念,課上讓學(xué)生“心動(dòng)、腦動(dòng)、手動(dòng)、情動(dòng)”,最后升華為“感動(dòng)”,最大限度地促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)參與課堂的各個(gè)環(huán)節(jié),使化學(xué)課堂煥發(fā)新的活力。教育是什么?愛(ài)因斯坦的回答是“把所學(xué)的東西都忘了,剩下的就是教育。”知識(shí)是容易教授的,技能是容易訓(xùn)練的,但學(xué)科精神、人文涵養(yǎng)的培養(yǎng)是需要用時(shí)、用心、用情的。
參考文獻(xiàn)
[1] 熊士榮,楊承印. 促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)的化學(xué)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2009,(6)endprint