高中化学说课稿：《化学世界中的自发过程》思维导图

【设计理念】英国著名课程专家斯腾豪斯（LawrenceStenhouse）提出“教师即课程研究者（teachersascurriculumresearchers）”。新课程改革倡导教师参与课程的编制与开发。本着“教师参与课程与教材的开发，创造性地使用教科书”的理念，力图构建“知识、方法、价值观”有机融合的化学学习内容，实现化学课堂“知能情”多方面的育人功能。基于此，本课题的设计主要突出以下几点：1、以“化学反应中的自发过程的特征（即焓变与熵变的影响）”为线索，力求在探究过程中将科学本质的“可证伪性”与科学研究中“证明”与“证伪”方法的使用展现给学生，提高学生的科学素养。2、以“熵增原理”为设计的着力点，从简单的体验活动中引出“环境保护与低碳生活”，帮助学生建立正确的人生观与世界观，实现化学课堂的育人功能。【课标分析】《普通高中化学课程标准》（简称“课标”）倡导高中化学课程以进一步提高学生的科学素养为宗旨，内容选择上力求反映现代化学研究的成果和发展趋势，积极关注21世纪与化学相关的社会现实问题。使学生在高中化学课程学习中理解基本的化学概念和原理，认识化学现象的本质，学习实验研究的方法，学习科学探究的基本方法，提高科学探究能力。联系本课题的内容，课标内容标准要求：“能用焓变和熵变说明化学反应的方向，对生产、生活和自然界中的有关化学变化现象进行合理的解释”。总体来说，课标对学生学习这部分内容的要求主要着眼于拓展学生对化学反应基本原理的认识，为可能的后续学习以及提高科学素养提供教学上的素材。【教科书分析】本课题位于人教版选修4第二章第四节，主要涉及用焓变与熵变作为化学反应进行方向的判据，在科学视野栏目中给出了吉布斯自由能的判定式，其知识属于化学反应原理范畴。由于焓变和熵变对高中生来说属于难度较大的内容，因此教科书在知识的深度上进行了适度把握，并在编排顺序上做了相应考虑，将本节课题放在本章的最后一节。另外，为了帮助学生将新的知识吸纳到原有认知框架中，教科书设计的实例是从学生的实际生活经验出发。然而教科书在本节中没有设计编写相应的实验，学生难以利用直观鲜明的实验现象促进相应概念的理解。【学情分析】从本学科纵向维度上看，学生学习本课题时，已经掌握了化学反应的焓变等有关内容，同时也具备了对化学反应从能量、速率、限度等维度研究的思想。本课题联系以上知识，提出了研究化学反应的另一个维度——方向（自发与非自发）问题，并利用焓变判据和熵变判据综合对化学反应的自发做出判断。由于熵及“熵增原理”内容较抽象、陌生度较高，因此在教学中通过引入实际生活中体现“熵增原理”的物理变化和化学变化现象，为学生的学习提供了认知的感性材料，有利于学生在学习时对熵变和熵增做出一般性地常规探讨，并且创造了学生充分发挥思维能力和交流能力的空间。在科学方法的学习上，作为高二理科生，对常见的科学方法有一定程度的认识，对科学探究的一般过程也有一定的体验。为了延伸学生对科学本质的了解以及科学方法的学习，本课题的科学探究中引入“证明法”与“证伪法”，在交替使用二者的同时让学生了解科学探究中的“证明”与“证伪”方法及其对结果作出相应合理正确的解释。另一方面，当代社会中的环境保护问题与低碳生活也时刻影响着学生，他们已经初步建立起了环境保护与节约资源的意识。本课题通过体验活动发展学生相关认知与情感，强化了从基本化学原理角度看待社会问题的意识，促进他们形成正确的世界观与人生观。【教学目标分析】知识与技能：1.知道有利于化学反应的自发进行，但△H＜0不是判断反应自发的唯一标志。2.知道△S＞0有利于化学反应的自发进行，但不是判断反应自发的唯一标志。3.知道化学反应的是否自发同时取决于△H和△S两个因素的影响。过程与方法：1.体验“化学实验”与“角色扮演”的活动过程，在活动中观察、描述、分析、推理和判断现象与结论。2.了解科学探究方法中的重要手段——“证伪”和“证明”。情感态度与价值观：1.逐步形成从科学原理的角度认识身边事物和变化的世界观。2.基于“熵增原理”的类比，体验环境保护与低碳生活的重要性和迫切性。【学习内容分析】学习内容是本课题教学实施中的主体部分，结合已经确立的教学目标，以人教版化学选修4教科书为蓝本，本着“源于教科书但不拘泥于教科书，用教科书教”的原则，选择主要学习内容。基于学生对化学反应的方向问题（即化学反应是否自发）认识的缺乏，教学设计中引入一些物理变化的过程来帮助学生联想和构建关于自发过程的典型特征，结合焓变与熵变从实验探究中分析影响化学反应是否自发的影响因素。在探究焓变和熵变因素的影响过程中引入“证明”与“证伪”的科学探究方法，丰富科学探究的手段。最后，结合“熵增原理”与“体验活动”来帮助学生形成正确的世界观，并结合当下环境保护与低碳生活的重要性与紧迫性实现在化学教学中的环境教育，引导学生建立正确的人生观。

【教法与学法分析】【教学流程】1情境体验、引入课题由生活常识引入自发与非自发过程（视频播放：破镜重圆、覆水难收）2认识概念、明确任务自发过程的定义，学习任务：研究化学变化中的自发过程的特征3体验活动、引发思考（焓变对化学反应自发进行的影响）水从高处自发流向低处的过程中什么物理量发生了变化？4探究一：焓变对化学反应自发过程的影响4.1引出探究、建立假设探究一：能量对化学反应自发过程的影响。假设一：化学变化的自发过程应表现为放出能量，即：△H＜04.2方法引导、证明证伪问题：如何验证这个假设是否成立？方法引导一：证明：科学研究中，要证明一个假设成立，就是证明凡符合假设的所有情况都能得出结论。（一般为穷举法）证明：例举大量支持假设的实例（4-5个）结论：假设一可以成立吗？（设计之初是希望学生做出肯定的回答，进而通过产生冲突引出“证伪法”，但实际教学中学生能力很强，通过独立思辩做出了否定回答，认为举出反例即可推翻假设，即直接可将“证伪法”引出。）方法引导二：更能体现科学本质特征的方法：“证伪”证伪：要证明一个假设不成立，只需举出一个反例即可。证伪探究：利用所给试剂Ba(OH)2（s）、NH4Cl（s）设计一个实验证伪假设一。4.3汇报结果、得出结论汇报结果探究结论“证伪”实验说明：化学反应的自发过程并不是必须表现为放出能量，即△H＜0不是判断反应自发的唯一标志。“证明”实验说明：虽然很多实例支持了假设，但不能为假设的成立提供的确凿证据。同时，证明的过程其实是在实践中积累了经验，即△H＜0有利于化学反应的自发进行。5体验活动、引发思考（熵变对化学反应自发进行的影响）火柴棒的散落6概念支架、例举经验介绍熵及熵增原理，举出常见的“熵增原理”的实例7探究二：熵变对化学反应自发过程的影响7.1引出探究、建立假设探究二：混乱程度对化学反应自发过程的影响假设二：化学变化的自发过程应表现为混乱度增加，即：△S＞07.2头脑风暴、自主探究任选证明实验或证伪实验试剂：CaCl2（aq）、H2SO4（aq）、Na2CO3（aq）书写化学反应式并说出证明或证伪的理由。7.3汇报结果、得出结论探究结论“证明”实验说明：△S＞0有利于化学反应的自发进行“证伪”实验说明：△S＞0不是判断反应自发的唯一标志8演示实验、整合结论热冰实验整合结论：化学反应的自发过程同时受△S和△H的影响。△S＞0与△H＜0都是有利于化学反应的自发进行。二者因素影响趋势相同时：△S＞0、△H＜0，反应自发；△S＜0、△H＞0，反应非自反；二者因素影响趋势不同时：反应是否自发取决于△S和△H哪种影响更大9体验活动、拓展思考熵与环境保护体验活动：混乱的制造者与整理者拓展思考：墨西哥湾漏油事件所耗费……？1、从“熵增原理”的角度思考人类社会的发展道路的选择。2、从“熵增原理”的角度思考二氧化碳的排放和收集比起来，何者难度更大，思考为什么要提倡“低碳生活”。【板书设计】化学世界中的自发过程一、焓变对自发过程的影响二、熵变对自发过程的影响结论：△S＞0、△H＜0，反应自发；△S＜0、△H＞0，反应非自反；【教学反思】从实际教学效果来看，本节课较好地实现了教学目标的预期。通过本节课的学习，学生初步形成了对化学反应自发过程的基本认识，能够了解熵变及焓变对化学反应自发过程的影响。同时，通过一系列的课堂体验活动，学生深刻感受到熵增原理对实际生产生活的指导意义，进而建立正确的世界观与价值观。同时，通过“证明”和“证伪”的科学探究让学生体会科学探究的丰富内涵，进一步认识科学本质特征。但在具体教学环节中如何掌握教学的深度和广度，如何在课标的基础上合理地选择与组织内容，应根据不同的学情与教学环境做出相应的处理。

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