化學反應中能量變化的教材變遷

根據多年來的高中化學教學實踐，筆者發現，化學反應中的能量變化不僅是一項化學研究課題，也是高中化學學科知識的重要組成部分，更是學生必修和選修的教學內容，但高中《化學》教材在處理這部分內容時，老版教材與新版教材有所不同，各有偏重。

1.知識的表述方式不一樣。化學反應中的能量變化在新老教材中表達方式不一樣。如老教材在第一階段通過能源的使用、化學反應過程中的熱變化等現象引出放熱反應、吸熱反應的概念和對燃料充分燃燒條件的討論。第二階段從化學鍵的斷裂與形成分析化學反應中能量變化的本質原因，從定量角度介紹能量變化，介紹熱化學方程式和△H，在閱讀材料中簡介了蓋斯定律及其應用，單獨一節介紹燃燒熱及計算中和熱及其影響因素（但這點在新版的教材中沒有明確提出），另安排學生實驗測定中和熱，最后歸納使用化石燃料的利弊及新能源的開發，后續單元介紹電解原理及其應用。

新版教材也分兩個階段組織學習內容，第一階段通過幾個典型圖形來展示化學反應中伴隨著能量變化，實驗探究得出放熱反應和吸熱反應的概念，與老教材不同的是，在必修部分就引入熱化學方程式和△H，歸納燃料燃燒釋放的熱量及其利用。第二階段介紹老教材沒有明確提出的化學反應的焓變，從能量守恒和化學鍵的角度來寫探究能量變化的實質，應用熱化學的方程式，在課堂活動與探究中一起學習反應熱的測量和計算，全面學習蓋斯定律，學習有關計算，再進而歸納能源的充分利用，在后續內容中介紹化學能與電能的轉化。

2.教學的要求程度不一樣。老版教材要求學生知道在化學反應中還存在能量變化，而且通過實驗探究了解吸熱反應、放熱反應，很清楚地知道能量變化是由于各種物質所具有的能量而引起的，了解燃料充分燃燒的原因以及提高燃料燃燒效率和減少污染的必要性。對于理科學生來說，是提出了更高要求，不僅要知道反應中的能量變化是由物質鍵能引起，還要能夠正確書寫熱化學方程式，能夠進行簡單的△H計算，能夠計算燃燒熱。

新版教材明確提高了課堂中的教學要求。在必修的化學專題“化學反應與能量變化”中，安排了“化學反應中的能量”這個單元，深刻理解化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因，同時通過自身生活中的事例，了解化學能與熱能是可以相互轉化的。此外，讓學生充分認識到提高燃料的燃燒效率、開發清潔燃料和研制新型電池的重要性。然而針對理科的學生，在選修模塊《化學反應原理》中，安排了“化學反應與能量變化”專題，讓學生充分了解化學反應中能量轉化的原因，而且能夠很快說出常見的能量轉化形式，了解化學在解決能源危機中的重要作用；同時讓學生也能夠用事例來闡述化學能與熱能的相互轉化，了解反應熱和焓變的含義，準確地用蓋斯定律進行有關反應熱的簡單計算。

3.教材的內容描述不一樣。與老版教材相比，新版教材在高中化學教學中的必修部分增加了熱化學方程式，增加了化學反應中能量變化的實質是化學鍵斷裂和形成時所吸收和釋放的化學能，不再使用±Q表示能量放出與吸收而是一步到位地使用△H來定量表示，即部分老版教材選修部分內容變成了必修部分。在選修部分，增加了焓變、蓋斯定律，即老版教材中只提到△H符號，不提概念，甚至把蓋斯定律僅作為閱讀材料，進一步明確成學習的內容，對燃燒熱并沒有說出具體的含義。新版教材在學生課后作業中的要求比老版教材更難，標題更新，更有實用性。

4.教學的側重策略不一樣。“化學反應中的能量變化”是化學在生活中的一個重要體現。要從學生已有的相關知識和生活經驗出發，積極引導學生自主學習和合作學習，從而順利地對新知識進行建構。

教師要引導學生從能量的角度認識化學現象，從能量角度考慮化學反應問題，使學生更全面地認識化學反應的本質，并幫助學生全面認識自然、環境、能源和社會的關系，讓學生了解能源問題與化學科學的密切關系，認識能源對社會發展的重要性。還要引導學生從能量守恒、能量的貯存和相互轉化的角度來認識化學反應中的能量變化，引導學生從化學鍵的斷裂和形成的微觀層面來認識反應中的能量變化的本質原因。

在教學設計時，教師要關注概念的形成和發展過程，找到學生認識的增長點，引導學生逐步突破原有認識，形成新的認識，既不死摳概念，也不回避概念。對于焓的教學，既不要引導學生從化學熱力學的嚴格定義上了解焓，也不能避而不談，讓學生知道焓是科學家為了便于計算反應熱而定義的一個物理量，它的數值與物質具有的能量有關。

利用教材提供的素材，將課堂教學與研究性學習整合，以師生共同探究的形式組織教學。比如，化學反應中伴隨能量變化的實驗事實和實驗探究，自主形成放熱反應和吸熱反應的概念，從化學鍵、能量守恒來探究能量變化的本質，從已知的幾個熱化學方程式探究焓變的影響因素，通過討論探究燃料的使用效率、能源的充分利用和新能源的開發等。

（作者單位：江西省廣豐中學）

□責任編輯：周瑜芽