论化学学习中的能量观建构

摘要 能量观是中学化学学习中的核心观念。能量观的建构有利于学生形成核外电子运动的能量思维方式，了解从能量的角度研究物质及其转化的思维方法等。能量观建构的基本策略是：（1）在物质的微粒性认识学习中形成物质的微粒具有热能的观念；（2）在原子结构学习中形成核外电子运动的能量思维方式；（3）在元素及其化合物学习中发展高能量的最外层电子不稳定的认识；（4）在化学变化现象的积累学习中强化物质转化伴随有能量变化的认识；（5）通过化学键概念及其理论学习理解物质转化过程中伴随有能量变化；（6）在影响化学反应速率的条件讨论中深化理解有效碰撞理论；（7）在化学热力学问题研究中进一步理解能量守恒；（8）利用概念图技术帮助化学能量观的建构。

关键词 能量观 建构 化学学习

使学生形成基本的化学观念是化学学科的一个重要教学目标^［1］。能量观是化学观念中的核心观念。本文在梳理化学能量观内涵的基础上，探讨能量观建构的价值及其建构的基本策略。

1 能量观的基本内涵

1.1 物质的分子或原子具有热能

构成物质的分子或原子是以无规则的形式不断运动的，由不相互碰撞的分子或原子的无序运动产生的能量称为物质的热能。温度越高，原子和分子的运动就越剧烈，物质具有的热能就越大。物质的存在状态与物质所具有的热能有关。当物质变冷时，原子或分子锁定于一个基本有序的形态，此时呈现固态。增加温度意味着增加原子运动的平均能量。所以，如果温度增加，就会导致分子和原子的运动增加，并进一步分离，这就造成物质膨胀。高温时分子和原子的不规则运动就会加剧，并相互交错滑动变换位置，但仍松散地结合在一起，此时物质呈现液态。温度继续上升，分子和原子就能克服它们之间的引力自由移动，此时物质为气态。构成物质的分子或原子的无规则运动程度决定了物质体系的熵。一体系中的无序度或混乱度越大，体系的熵越高。固体比液体有较低的熵值，而液体比气体有较低的熵值。硬的物质倾向于比软的物质有较低的熵。在绝对零度时任何纯净的完美晶状物质的熵等于零。熵的零值意味着在绝对零度时所有的分子运动都停止了，对于一种纯晶状物质来说它没有混乱度。对于不纯物质来说，所有的分子运动都停顿了，但是其中的杂质可以有不同的分布方式而导致混乱。

1.2 核外电子按照能量高低分层运动

核外电子运动本身就是一种能量的反映。现代物质结构理论认为，在含有多个电子的原子里，能量低的电子通常在离核较近的区域内运动，能量高的电子通常在离核较远的区域运动。电子是在原子核外距核由近及远、能量由低到高的不同电子层上分层排布的。通常把能量最低、离核最近的电子运动区域叫做第一层；能量稍高、离核稍远的电子运动区域叫做第二层；由里往外依次类推。

核外电子运动的能量比其在原子中的准确位置重要得多。元素得、失电子的能力是元素的重要性质，取决于元素原子中运动电子的能量。原子半径、电离能和电子亲合能都是与电子运动能量有关的衡量或比较元素得、失电子能力的参数。原子半径指的是核外电子运动区域的大小，原子半径越大，最外层电子的能量就越高，被核结合得就越不牢固，越容易失去。通常用电离能来表示原子或离子失去电子的难易程度。气态原子或气态离子失去一个电子所需的最小能量叫做电离能。电离能越小，表示该元素的原子越容易失去电子。金属元素有较小的电离能而非金属元素有较大的电离能。运用电离能数值可以判断金属元素的原子失去电子的难易程度。电子亲合能反映的是气态原子结合电子的难易程度。元素的一个气态原子得到一个外来电子成为气态阴离子时所释放的能量叫做电子亲合能。电子亲合能越大，该元素的原子就越容易得到电子。非金属元素有大的电子亲合能而金属元素有较小的电子亲合能。运用电子亲合能数值可以判断非金属元素的原子得到电子的难易程度。

1.3 原子之间的强烈作用使原子处于能量较低的稳定状态

元素原子最外层电子的高能量状态不稳定，只有通过与别的原子结合才能达到相对低能量的稳定状态。原子之间强烈的相互作用称为化学键。形成化学键释放能量，破坏化学键吸收能量。 

高能量的最外层电子数决定了元素的化合价。元素的原子之间结合形成物质时，是按一定数目关系进行的，这种数目关系反映了元素的化合价性质。元素的原子与别的原子结合的本质是为了使具有高能量的原子最外层电子达到相对低能量的稳定的结构。元素的化合价与元素原子的最外层电子有着密切的关系。一般来说，原子之间通过两种作用方式使作用的原子达到相对低能量的稳定结构。一种是通过共用电子对的方式，一种是通过电子得失的方式。以共用电子对方式形成原子间的结合时，如果电子对没有偏移，则化合价为零；如果电子对偏向元素的原子，则显负化合价；如果电子对偏离元素的原子，则显正化合价。以电子得失的方式形成原子之间的结合时，得到电子的原子显负化合价，失去电子的原子显正化合价。

1.4 物质转化过程伴随有能量转化

在物质转化过程中伴随有化学能与热能、光能等的相互转化。物质转化过程的实质是旧化学键的断裂和新化学键的生成。在物质转化过程中，如果新化学键形成时所释放的能量大于破坏旧化学键所需要吸收的能量，反应开始后就会有一定的能量以热能、光能等形式释放出来；如果新化学键形成时释放的能量小于破坏旧化学键所需要吸收的能量，则需要不断地吸收能量才能使反应持续进行。因此，可把物质转化过程看作是“贮存”在物质内部的能量（化学能）转化为热能、光能等释放出来，或者是热能、光能等转化为物质内部能量（化学能）被“贮存”起来的过程。

在物质转化过程中还可以进行化学能与电能的相互转化。利用原电池可以在物质转化过程中将化学能转化为电能，利用电解池可以在物质转化过程中将电能转化为化学能。

1.5 物质分子发生有效碰撞是物质转化的必要条件

旧键的断裂和新键的形成都是通过反应物分子（或离子）的碰撞来实现的。如果反应物的分子（或离子）相互不接触、不碰撞，就不可能发生化学反应。因此，反应物分子（或离子）间的碰撞是反应发生的先决条件。在缓慢反应中在分子间发生的上十亿次碰撞中只有少数的碰撞发生了反应。只有那些所含能量高于某最低值的分子才能发生有效碰撞。这种最低能叫做活化能。在慢反应中这个最低能值远高于分子的平均能量。在一个体系中有一很大百分数的分子其能量接近于平均能值。不过有少数高速运动的分子具有相对较高的能量，而低速运动的少数分子具有相对较低的能量。高速运动的分子间的碰撞就是那些倾向于发生反应的碰撞。在极速快反应中体系内具有必须的活化能的分子所占有的百分数是极大的，分子之间的大部分碰撞都能导致反应。大多数涉及离子在溶液中的反应是快速的，因为离子彼此有很大的吸引力，使它们发生反应不需要外加能量。基本上能够互相化合的离子之间的每次碰撞都是有效的。

1.6 物质转化过程中能量是守恒的

自然界一切物质都具有能量，能量有各种不同的形式，能够从一种形式转化为另一种形式，从一种物质传递给另一种物质，而在转化和传递中能量的总数量不变。

体系内部的能量称为内能（U）。体系能量的改变可以由许多方式来表现，但主要是热量和功的形式。我们把由于温度不同而在体系和环境之间传递的能量叫做热量（Q），将除了热之外各种被传递的能量全叫做功（W）。如果有一个封闭体系，它处于一种特定的内能状态U₁，我们给这个体系增加一定的热能Q，而这个体系对环境做了一些功W，这个体系终止于一个新的内能状态U₂。能量守恒定律要求此体系遵守如下关系：U₂=U₁+（Q-W），即ΔU_体系=Q-W。换句话说，我们可以说一个给定体系的内能变化等于从环境转移给此体系的热能减去此体系对环境所做的功。

1.7 原子核内贮存有巨大的能量

原子核反应所产生的能量，比原子核外电子结构间反应（即化学反应）所产生的能量要多得多。当重原子核，如铀、钚核分裂成较重原子核时，以及当轻原子核，如氢核聚变成较重的原子核时，就会释放出大量的能量，变成辐射和快速运动的粒子。一些重核裂变时，同时产生了额外的中子，这些中子又触发了更多的原子核裂变，发展下去就引起连锁反应。然而，只有当原子核间以极高的速度撞击（克服了两核之间的正电排斥力），才会发生核聚变，这种撞击需要的超高温可以通过核裂变爆炸产生。

2 能量观建构的价值

2.1 形成核外电子运动的能量思维方式

核外电子运动不同于宏观物体的运动。宏观物体运动是遵循牛顿运动定律的，可以按照牛顿式思维研究其运动特征，即物体有确定的运动速度和运动轨迹，可以预测在一定的时刻物体的准确位置。核外电子的运动不能按照牛顿运动定律进行描述，而是用能量来描述核外电子的运动。核外电子运动是有能量高低的，能量低的电子通常在离核较近的区域内运动，能量高的电子通常在离核较远的区域运动，人们把这种能量高低的运动区域称为电子层。在牛顿力学中，一个体系的能量（或其他物理量），是取连续变化的数值。而核外电子运动的能量是量子化的，即电子运动的能量只能取一些不连续的能量状态。因此，人们按照能量的量子化思维方式来研究核外电子的运动特征。

2.2 预测元素的性质

元素性质主要是指元素的金属性或非金属性。元素的金属性指的是元素原子失去最外层高能量电子使其原子达到较低能量的稳定结构的能力，失去电子能力越强，元素的金属性越强。元素的非金属性指的元素原子得到电子使其原子达到较低能量的稳定结构的能力，得电子能力越强，非金属性越强。元素原子失去最外层电子的能力或得到电子的能力与原子的电子层数以及最外层电子数有关，电子层数越多，最外层电子数越少，越容易失去最外层电子，元素金属性越强。电子层数越少，最外层电子数越多，越容易得到电子，元素非金属性越强。利用原子半径、电离能和电子亲合能等参数可以比较、预测元素原子的得、失电子能力，进而比较、预测元素金属性或非金属性。

2.3 解释和预测物质的性质

晶体的性质就是从结构和能量的角度进行解释和预测的。在原子晶体中，各原子均以共价键相结合，只要共价键不被破坏，原子就不能自由移动。破坏原子晶体中的共价键需要非常大的能量，因此原子晶体的熔点很高，硬度很大，性质十分稳定。在离子晶体中，离子间存在着较强的离子键，使离子晶体的硬度较大、难于压缩，而且要使离子晶体由固态变成液态或气态，需要较多的能量破坏这些较强的离子键，因此，一般来说，离子晶体具有较高的熔点和沸点。分子晶体是通过分子之间的作用构成的。由于分子间作用力很弱，要破坏它使晶体变成液体或气体就比较容易，所以分子晶体具有较低的熔点和沸点，硬度也较小。

物质的化学性质也是从构成其分子的化学键的稳定性角度来进行解释和预测的。构成物质的分子的化学键越强，分子的结构就越稳定，该物质的化学性质就越不活泼。

2.4 了解物质鉴定的方法

在分子或比分子更低的层次，能量与物质的产生是不连续的。当一个原子或分子的能量由一个能级以一定的跳跃方式转变成另一个能级时，两种能级之间不可能有其他等级。这种原子水平的量子效应产生的现象与我们熟悉的现象大不相同。当辐射遇到原子时，如果辐射能够以恰好的能量，原子的内能就能被激发到较高的能级。同样，当原子的能级下降一级时，就会产生一定不连续量的辐射能。所以，利用物质发出的光和吸收的光，可以鉴定是什么物质。

2.5 解释影响化学反应速率的条件

反应物浓度、温度、压强（主要对有气体参加的反应）、催化剂等条件能影响化学反应速率。根据化学反应的本质以及分子运动论观点，人们提出了碰撞理论来解释影响化学反应速率的条件。

在其他条件不变时，增大反应物的浓度可以增大化学反应速率。对某一反应来说，活化分子在反应物分子中所占的百分数是一定的，因此，单位体积内活化分子的数目与单位体积内反应物分子的总数成正比，也就是和反应物的浓度成正比。当反应物的浓度增大时，单位体积内分子数增多，活化分子数也相应增大，单位时间内的有效碰撞次数也相应增多，化学反应速率就增大。在浓度一定时，升高温度，反应物分子的能量增加，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子，从而增加了反应物分子中活化分子的百分数，使有效碰撞次数增多，因而增大反应物的浓度可以增大化学反应速率。

对于气体来说，当温度一定时，一定量气体的体积与其所受的压强成正比。所以增大压强，就是增加单位体积里反应物的物质的量，即增大反应物的浓度，因而可以增大化学反应速率。如果参加反应的物质是固体、液体或溶液时，由于改变压强对它们体积改变的影响很小，因而对它们浓度改变的影响很小，可以认为改变压强对它们的反应速率无影响。

大量实验表明，温度每升高10℃，化学反应速率通常增大为原来的2～4倍。在浓度一定时，升高温度，反应物分子的能量增加，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子，从而增加了反应物分子中活化分子的百分数，使有效碰撞次数增多，因而化学反应速率增大。

催化剂能够增大化学反应速率的原因，是能够降低反应物所需要的能量，这样就会使更多的反应物分子成为活化分子，大大增加了单位体积内反应物分子中活化分子所占百分数，成千上万倍地增大化学反应速率。

2.6 定量研究化学反应的热效应

为了定量描述化学反应释放或吸收的热量，人们把一定温度下进行的化学反应所释放或吸收的热量称为该反应在此温度下的热效应，简称反应热。根据能量守恒定律，反应热的数据可以通过实验测得，也可以运用理论计算求得。

实验测量反应热是通过测量反应前后反应体系温度的变化值。并利用公式Q=-C（T₂-T₁）计算反应释放或吸收的热量。式中C表示体系的热容，T₁、T₂分别表示反应前和反应后体系的温度。

化学反应的能量守恒可以表示为：ΔU_体系=Q-W。恒压下的许多化学反应主要做的是体积功，因此，化学反应的热能可以表示为Q=ΔU+pΔV。把U+pV用H来表示，则Q=ΔH。H被定义为体系的热含量或焓，ΔH是热含量的变化或焓的变化。焓的变化就定义为在恒压下发生的一种化学变化所吸收的热量或释放的热量。如果在恒压下进行的一种化学反应的ΔH是负值，此体系向环境放热，这种反应叫做放热反应。如果在恒压下进行的一种化学反应的ΔH是正值，体系从环境吸收了热能，这种反应叫做吸热反应。盖斯总结出如下定律，对于一个化学反应，无论是一步完成还是几步完成，其反应焓变是一样的。根据盖斯定律，可以利用已知化学反应的焓变求得未知化学反应的焓变。

2.7 判断物质转化的方向

化学反应放出的大部分能量可以使它去做有用功，但是在正常情况下有一些能量不能用于做有用功。一种反应如果能够做有用功，它就可以在恒温和恒压条件下自发地进行；反之，如果该反应不能做有用功，它就不会在恒温和恒压条件下自发地进行。在恒温恒压条件下一个反应所能做的最大有用功叫做该反应的吉布斯自由能变化ΔG，ΔG=ΔH-TΔS。如果ΔG为负值，反应在恒温和恒压条件下可以自发地进行。如果ΔG为正值，反应在恒温和恒压条件下不能自发地进行。对于处于平衡的体系来说，ΔG必须等于零。所以利用ΔG可以判断物质转化的方向。

2.8 解释生命系统中的物质守恒与能量流动关系

生命系统中的能量可以解释为：它贮存在分子结构中，在光合作用中生成，在氧化过程中释放出去。

所有的物质都有向无组织状态发展的趋势。生命系统为了维持其化学组织和物理组织，需要连续不断地输入能量。生命系统死亡后，能量摄入停止，便迅速解体。生命所需能量主要来源于太阳。植物吸收光并利用光在含碳（有机）分子的原子之间形成强有力的化学键，从而捕获能量。利用这些分子可以装配成具有生物活力的更大的分子（包括蛋白质、脱氧核糖核酸、糖和脂肪）。此外，还可以把存储在原子之间的化学键中的能量（化学能）作为生命过程的能量来源。食物分子的化学键含有能量。当食物分子的化学键被打破并形成化学键能量较低的新的化合物时，食物分子中的能量就会释放出来。细胞通常把这种能量暂时储存在一种小型高能化合物的磷酸盐键中，这种化合物称为三磷酸腺苷（ATP）。正因为生命体中的复杂性和组织性，才满足了生命体为生存而获取、转换、输运、释放和消解物质和能量的需要。

生命体和种群在生态系统中的分布和繁衍受制于物质和能量的可获性以及生态系统循环使用物质的能力。

2.9 了解核能的利用

核能的和平利用主要用于发电。核能是干净、安全、经济的能源，发展利用核能是必由之路。核能既可以通过某些重原子核的裂变取得，也可以通过非常轻的原子核之间的聚变获得。利用反应堆可以获得原子核裂变能，利用惯性约束法可以获得核聚变能。核能是地球上储量最丰富的资源，又是高度浓缩的能源。1 t金属铀裂变所产生的能量相当于2.7 Mt标准煤。地球上已探明的核裂变燃料按其所含能量计量，相当于化石燃料的20倍。地球上存在着大量的聚变核燃料氘。每升海水中有0.03 g氘，所以地球上仅在海水中就有45亿吨氘。1 L海水中所含的氘，经过核聚变可提供相当于300 L汽油燃烧后释放的能量。1 t氘聚变产生的能量相当于1 Mt标准煤。

3 能量观建构的策略

化学能量观的建构应该遵循以下3个基本原则：

（1）理解性原则 “观念”是一种深层理解力，是可迁移的概念性观念^［2］，因此观念建构需要理解性学习。从能量观的角度理解物质结构及其转化是化学的基本视角。化学能量观中需要理解的核心要点是：核外电子运动本身就是一种能量的反映，核外电子按照能量高低分层运动。原子之间通过强烈的作用形成单质或化合物可使原子处于能量较低的稳定状态。物质转化过程的实质是旧化学键的断裂和新化学键的生成，物质转化过程伴随有能量变化。化学能量观形成的基础是理解，标志性认识是形成核外电子运动的能量思维方式。没有理解性学习，就谈不上科学观念的形成，更谈不上观念的指导价值。所以，化学能量观的建构应该注重理解性。

（2）观念形成和具体事实学习相结合原则 事实不仅对知识内容的形成具有重要作用，而且可作为概念性观念发展的工具^［3］。具体事实的学习是化学能量观形成和发展的基础，没有一定的事实积累，很难形成一定的化学能量观。一定层次的化学能量观又能指导物质及其物质转化的研究。化学能量观不是一个简单的概念，具有丰富的内涵。化学能量观的建构不可能一次形成，需要经过螺旋式递进，在事实积累和化学能量观发展的交互过程中形成。

（3）结构化原则 从化学能量观的内涵可以看出，化学能量观是一个不断深化、有机联系的结构化内容，因此学生的化学能量观建构应该注重认识和理解的完整性。完整性认识和理解是一个相对状态，不仅是最后一个阶段的任务，而是在各个阶段不断结构化的过程。

根据化学能量观的内涵以及上述建构原则，结合教学实践，提出化学能量观建构的教学建议。

3.1 在物质的微粒性认识学习中形成物质的微粒具有热能的观念

化学的基本视角就是从微观的角度认识物质及其转化。物质的微粒性认识是化学学习的基本认识。教师应该通过日常生活经验和实验事实的分析，使学生形成物质微粒性的初步认识：物质是由肉眼看不见的微粒构成的；微粒总是在无规则地运动着的；微粒间有一定的间隔；微粒间存在着相互作用。以微粒的无规则运动性认识为切入点，推论出构成物质的微粒具有热能。通过解释温度变化对物质存在状态的影响，进一步确信物质的微粒具有热能。在解释过程中，建立微粒的运动所具有的热能与物质的微粒间的间隔以及微粒间的作用之间的基本关系。

3.2 在原子结构学习中形成核外电子运动的能量思维方式

原子结构学习是形成核外电子运动的能量思维方式的关键内容。迄今为止，原子结构是无法观察到的，人们对原子结构的认识是以一系列实验事实为基础的，如电子的发现、α散射实验、原子的稳定性、电子衍射实验结果以及多电子体系的光谱等。用牛顿经典力学描述电子运动是不能解释这些事实的，需要用量子力学来描述电子运动才能很好地解释相关事实。中学阶段不可能引入量子力学的内容，更不可能让学生从量子力学的角度理解性解释相关的事实，但是可以强调微观粒子的运动不同于宏观物体的运动，微观粒子的运动不能用牛顿经典力学来描述。在原子结构的学习过程中，主要把握核外电子高速运动的能量特征，即核外电子分层运动是按照能量高低及其在一定能量区域出现几率多少来描述的。实际上，学生学习原子结构的过程，也是一个思维范式转变的过程，需要实现由牛顿式思维向电子运动的能量式思维的转变。

3.3 在元素及其化合物学习中发展高能量的最外层电子不稳定的认识

元素化合价是元素的主要性质。元素的原子之所以与别的原子化合就是为了使元素原子最外层高能量电子达到一种较低能量的稳定状态。因此，在学习元素化合价的时候，不能只停留在化合价的记忆性学习水平，更重要的是使学生理解元素的原子为什么要与别的原子化合，建立元素化合价与元素最外层电子有关的认识。

与元素化合价性质紧密相关的就是元素的金属性或非金属性。在进行元素及其化合物学习的时候，尽可能从原子结构的角度解释或预测元素的性质，使学生逐步建立元素原子得失电子的能力与最外层电子的能量有关。在元素的单质及其相关化合物转化关系学习中，既要将元素性质与物质的性质加以区别，又要将元素性质与物质的性质紧密联系。 

3.4 在化学变化现象的积累学习中强化物质转化伴随有能量变化的认识

物质转化过程中伴随有化学能与热能、光能等的相互转化，这种认识不是通过告知的方式形成的，而需要在化学变化现象的不断积累中得到强化。在化学变化概念建立的时候，不仅要注意到有新物质生成的关键特征，也要注意到所伴随的热能、光能等现象。在具体物质转化的事实学习中，要关注所伴随的能量变化现象。

燃烧现象的发展性理解也是强化物质转化伴随有能量变化认识的重要内容。在可燃物与氧气发生的剧烈氧化反应层次上的燃烧概念，使学生在事实水平上认识了燃烧现象及其对燃烧的理解。当学生对于原子结构有了一定的理解性认识以后，在氧化还原水平上认识燃烧现象，就可以将发光、发热与原子得失电子能力联系起来。

3.5 通过化学键概念及其理论学习理解物质转化过程中伴随有能量变化

化学键概念的引入主要是进一步从微观角度认识化学反应。就中学生来说，在化学键概念学习以前，对于化学反应的认识已经历了3个阶段：（1）基于化学变化概念的理解，化学反应是一个有新物质生成的过程，同时伴随有发光、发热等现象；（2）基于分子概念的理解，化学反应是一个有新分子生成的过程；（3）基于原子概念的理解，化学反应是原子之间重新组合的过程。化学键概念学习是对化学反应深入认识的第4个阶段。化学键理论具有解释化学反应本质的功能。通过化学键的学习，使学生进一步认识到原子之间的重新组合与原子的结构有关；化学反应的本质是旧键断裂和新键生成的过程；化学反应伴随的能量变化取决于破坏旧键吸收的热量和生成新键放出的热量。

3.6 在影响化学反应速率的条件讨论中深化理解有效碰撞理论

影响化学反应速率的条件有反应物浓度、温度、压强（主要对有气体参加的反应）、催化剂等。对于影响化学反应速率的条件应该从2个方面进行讨论：一是从宏观实验事实归纳得出的规律性认识，一是从微观角度所进行的理论性解释。在解释性讨论中，应该以微粒性认识的基本要点以及“化学变化是旧键的断裂和新键的形成”为基础，引导学生提出或认同“化学变化都是通过反应物分子（或离子）的相互碰撞来实现的，即反应物分子（或离子）间的碰撞是反应发生的先决条件。”在利用碰撞理论解释一些化学变化的基础上，进一步提出或认同“有效碰撞”，“活化能”、“活化分子”等有效碰撞理论的基本解释。 

3.7 在化学热力学问题研究中进一步理解能量守恒

化学热力学主要研究的问题是：如何定量研究伴随化学反应的能量变化？2种或更多的物质放在一起时，能否发生反应？可以发生的化学反应在一定条件下达到的平衡状态如何？化学热力学研究的基本方法是将热力学的基本定律和方法用来研究化学反应过程以及伴随化学过程而发生的物理变化。热力学的基础主要是能量守恒定律。在定量研究化学反应热的学习过程中，要以能量守恒定律为基础引出焓变，使学生认识到盖斯定律实质上是能量守恒定律的延伸。在学习判断一个反应在一定条件下能否自发发生的判据吉布斯自由能变化ΔG的时候，也要说明ΔG=ΔH-TΔS是以能量守恒定律为基础推导而来的。

3.8 利用概念图技术帮助化学能量观的建构

概念图技术是科学观念建构的一种有效技术，教师可以在不同的学习阶段，利用概念图技术，使学生对于化学能量观的理解不断发展和深化，并能够表现出内化的完整性、结构性。下面给出的是一个较为完整的化学能量观概念图：

参 考 文 献

［1］ 中华人民共和国教育部制订.普通高中化学课程标准（实验）.北京:人民教育出版社，2003

［2］ （美）L Lynn Erickson著.概念为本的课程与教学（Concept-Based Curriculum And Instruction :Teaching Beyond the facts）.北京:中国轻工业出版社，2001：25

［3］ 同上：59

Discussion on Construction of Views of Energy in Chemistry Study



LIANG Yongping

(Institute of Course and Teaching of Shanxi Normal University, Linfen 041004)

Abstract Views of energy is a core concept in middle school chemistry Study. Construction of students views of energy may help them to form the mode of thinking about the motion of electrons, and to understand the methods of thinking about matter and its changes in view of energy. The strategies for teacher to construct students views of energy are proposed: (1)understand particles have heat energy through learning matter is composed of tiny particles,(2)form the mode ofthinking about the motion of electrons in view of energy through learning atomic structure,(3)develop understanding of electrons with high energy be not stable through learning elements and compounds, (4)strengthen understanding ofmatter changes accompanied by energy changes through accumulating the phenomena of chemical reactions, (5)understand matter changes are accompanied by energy changes through learning conception and theory of chemical bond,(6) understand the theory of effective collision through discussion about the conditions affecting reaction rate ,(7) further understand conservation of energy through thermochemistry learning,(8) use concept map to help construct views of energy.

Keywords views of energy, construction, chemistry study

推荐访问： 建构 能量 化学 学习

---