基于“学案引学，问题导学”教学模式的探究——以《化学反应的焓变》一节为例

杨华文

（宝应安宜高级中学，江苏 宝应 225800）

一、教学设计意图

构建“学案引学，问题导学”教学模式，是顺应时代发展的需要。“学案引学，问题导学”的两个关键字是“引”和“导”。学案引学是任务驱动，是学生自主构建知识的脚手架；问题导学是行动方法，是学生完善知识结构的催化剂。前者体现了以学定教、以学促教、以学论教的“生本化”教学思想和理念；后者的核心则是课堂教学要以问题为主线，围绕老师提出问题、解决问题，师生发现问题、研究问题而展开教学，继而从“教师传授型”课堂走向走向“问题导学型”课堂。这样可以达到三个目的：（1）建立新型的教、学关系，让学生逐步学会如何学习，增长潜能，成为独立学习的主人；（2）让教师讲在“关键处”，讲在“易错处”、讲在“易混处”，让教师的点拨使学生“醍醐灌顶”，使教师的拓展让学生“站得更高”；（3）让学习能力有困难的同学在学案引学的前提下，一是提高听课质量，二是锻炼提高自学能力，三是提高听课水平，从而缩小与优等生的差距，树立信心、战胜自己、有所发展，通过老师增加与他们的互动，调动其参与课堂的积极性。

二、教材分析

《化学反应的焓变》是苏教版《化学反应原理（选修4）》专题1《化学反应与能量变化》第一单元《化学反应的热效应》开篇内容，它在教学中能起到三重功能。第一，它是学生在《必修2》学习中已了解到的化学能与电能相互转化的延续和深化；第二，通过化学能与热能转化规律的研究帮助学生认识热化学原理在生产、生活和科学研究中的应用，了解化学在解决能源危机中的重要作用，体会节约能源、提高能量利用率的实际意义，进一步讨论在特定条件下，化学反应中能量变化以热效应表现时的“质”“能”关系；第三，引入焓的概念，为日后化学反应的方向和限度的学习以及物质在水溶液中行为的研究提供理论依据与研究方法，是整个《化学反应原理》学习的基石。

三、教学目标

（一）知识与技能目标

（1）了解化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因——知道一个化学反应是吸收能量还是放出能量，决定于反应物化学键断裂吸收的总能量和生成物形成放出的总能量的相对高低。

（2）了解反应热和焓变的涵义——知道一个化学反应是吸热反应还是放热反应，取决于生成物释放的总能量与反应物吸收总能量的相对大小。

（3）认识热化学方程式的意义，能正确书写热化学方程式并利用热化学反应方程式进行有关反应热的简单计算。

（二）过程与方法目标

（1）通过对学习资料的查找与交流，培养学生获取信息、理解信息并得出结论的能力以及语言表达能力。

（2）通过对化学反应实质的回顾，逐步探究引起反应热效应的内在原因，引起学生在学习过程中主动探索化学原理的兴趣；通过对热化学方程式与化学方程式的讨论、分析、对比，培养学生的分析能力和主动探究能力。

（三）情感态度与价值观目标

（1）通过从微观角度对化学反应中能量的变化进行分析，培养学生从微观的角度理解化学反应的方法，培养学生尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度,树立透过现象看本质的唯物主义观点。

（2）通过对提供能量食品的学习，培养学生养成科学的饮食习惯，全面摄取多种营养，保持膳食平衡，促进身体健康的意义。

四、教学重难点

通过初中和高中必修化学课程的学习，学生对于化学反应中的能量变化并不陌生，但系统地研究反应热问题，这还是第一次。根据课程标准要求，确定本节教学重难点：

（一）教学重点

（1）了解化学反应中的能量变化与化学键断裂以及它们形成间的关系。（2）认识热化学方程式的涵义，能正确书写热化学方程式并能利用热化学方程式进行简单计算。

（二）教学难点

简单了解焓变的意义，熟悉ΔH 的“+”与“-”的运用，能正确书写热化学方程式。

五、教学方法

教学方法：（1）运用情境教学，如可从“化学暖炉”、“热敷袋”等入手创设情境进行讨论，尽可能引导学生自主学习、合作学习。（2）由于此部分内容涉及微观的化学过程，内容比较抽象且无原形概念比对，所以比较难理解，教材在内容安排上不纠缠于概念而是倾向于概念的理解与应用，教学中尽量采用电化教学手段，利用多媒体软件进行形象化教学，方便学生理解ΔH 的涵义及与放热反应、吸热反应的关系等内容，尽可能做到宏观现象微观化、抽象问题直观化，以加深学生对知识的理解。

六、教学过程

（一）“学案”编制的版式和主要内容

（提前1～2 天发给学生，学生在规定时间内完成，及时上交由老师批阅）

1.【目标诠释】——我来认识

知识目标：记住反应热和焓变的含义，知道放热反应和吸热反应的概念，知道热化学方程式的概念。

能力目标：理解化学反应过程中能量变化的原因，能通过比较的方法理解热化学方程式与化学方程式的区别，能正确书写热化学方程式并利用热化学方程式进行简单的计算。

注解：本版块主要是根据课程标准的要求，让学生明白通过学习要达到一个怎样的目的，编排时要简单明了不含糊，且切口要小。

2.【导学菜单】——我来预习

结合已学过的必修2 知识，阅读《化学反应的焓变》一文，完成下列问题：

①在化学反应中，反应物转化为生成物时，必然发生能量的变化。有些反应需要吸收能量，反应中的热能、光能、电能等转化为化学能；有些反应能够放出能量，反应中的化学能转化为热能、光能、电能等，请你各举一例（6 个）。

②什么叫做放热反应和吸热反应？请各举三例。

③查阅有关“化学暖炉”、“热敷袋”的资料，说明“化学暖炉”、“热敷袋”是怎样被人类利用的，它的构造和发热原理是什么？

④H 和ΔH 各代表什么意思？其值的“+”与“-”是如何规定的？

⑤用图示法绘制吸、放热反应的能量随反应过程曲线的变化。

⑥从键的断裂和形成时能量变化的角度，绘制1moL N2（g）与1moL O2（g）反应生成2moL NO（g）这一过程中能量变化图，并计算1moL N2（g）与1moL O2（g）反应生成2moL NO（g）所吸收的能量值。

⑦请书写N2（g）与O2（g）反应生成NO（g）的热化学方程式，其方程式前的化学计量数代表什么含义？

⑧比较必修2《化学反应中的能量变化》与课文《化学反应的焓变》在内容编排上有什么区别，存在什么关系？

注解：本版块是整个学案的“中枢”，主要以问题的形式呈现，目的是指导通过学生回忆、再现和阅读相关素材进行自主学习，体现学案引学中以生为本的新课程理念。编排时要以学生已有的知识结构和能力的最近发展区为依据，充分体现问题设计的基础性、启发性、层次性和针对性。

3.【困惑扫描】——我来质疑

注解：本版块在学案中是“留白”的部分，目的是让学生提出自主学习中的疑难问题，培养学生发现问题和提出问题的能力，是当今社会和时代对高中生的迫切要求，也为课堂上教师精讲点拨提供宝贵的素材。

4.【温故知新】——我来练习

（1）关于化学反应与能量的说法正确的是

A.中和反应是吸热反应 B.燃烧属于放热反应

C.化学键断裂放出能量

D.反应物总能量与生成物总能量一定相等

（2）下列反应属于吸热反应的是

A.石灰石在高温下的分解反应

B.生石灰和水的反应

C.盐酸与氢氧化钠溶液的反应

D.木炭在氧气中燃烧

（3）下列关于化学反应与能量的说法正确的是

A.化合反应一定是放热反应

B.化学键的断裂和形成与反应放热和吸热无关

C.反应物的总能量与生成物的总能量一定相等

D.化学反应中既有物质变化又有能量变化

（4）已知25℃，101 kPa 下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为

C（石墨）+O2（g）=CO2（g）；ΔH=-393.51 kJ·mol-1

C（金刚石）+O2（g=CO2（g）；ΔH=-395.41 kJ·mol-1

据此判断，下列说法正确的是（ ）

A.由石墨制备金刚石是吸热反应，等质量时，石墨的能量比金刚石的低

B.由石墨制备金刚石是吸热反应，等质量时，石墨的能量比金刚石的高

C.由石墨制备金刚石是放热反应，等质量时，石墨的能量比金刚石的低

D.由石墨制备金刚石是放热反应，等质量时，石墨的能量比金刚石的高

（5）（选做）今有如下三个热化学方程式：

关于它们的下列表述正确的是（ ）

A.它们都是吸热反应 B.a，b 和c 均为正值

C.a=b D.2b=c

注解：本版块是对前一节课所学知识的巩固和实践，一般是四到五个基础问题，以概念辨析为主，多是课本例题和课本上的练习的简单变式，要体现习题设置的层次性，增强学生信心和继续学习的勇气。

（二）课堂教学

【开场白】同学们，我们在初中就知道物质发生化学变化时伴随有能量的变化，了解通过化学反应获取能量的重要性，知道化石燃料是人类社会重要的自然资源，了解我国能源短缺的国情，认识新能源开发的重要意义。在学习化学必修2 时，我们知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因，了解了化学能与热能的相互转化。在此基础上，我要求同学们根据学案的问题阅读了《化学反应原理》专题1中第一单元第一部分的《化学反应的焓变》，想必同学们对化学反应与能量变化的关系有了更加深度的理解。

【目标展示】本堂课学习的目标，并强调重难点。

【学生展示】展示学生学案预习中的四个共性问题：

①课前同学们都查阅了关于“化学暖炉”、“热敷袋”的资料，下面请一位同学将查阅和交流的结果总结出来说明“化学暖炉”、“热敷袋”是怎样被人类利用的，它的构造和发热原理是什么？

②H 和ΔH 各代表什么意思？其值的“+”与“-”是如何规定的？

③已知某反应A（g）＋B（g）=C（g）＋D（g），过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。

该反应是________ 反应（填“吸热”或“放热”），该反应的ΔH＝________kJ·mol－1（用含E1、E2的代数式表示）。

④比较必修2《化学反应中的能量变化》与课文《化学反应的焓变》在内容编排上有什么区别，存在什么关系？

【实施过程】这四个问题除第③个问题外都是学生通过学案预习的内容，在学生最近发展区能够自行解决的问题，处理的方法是让具有代表性错误的四位同学板演，讲解他们在完成学案过程中的思考与做法（8 分钟）。这是因为我们许多教师仅仅告诉学生什么是正确的，却没有关注学生在这些问题上是怎么想的，学生的“潜意识”和“思维过程”暴露不够，特别是“个性化思考过程”没有显现出来，更没有得到应有的重视。接着在展示四个共性问题的基础上安排两个让学生普遍难以表达到位或理解的探讨：

【探究一】请从两个角度思考：为什么化学反应过程中会有能量的变化？化学反应过程中，不仅有物质的变化，还有能量的变化，这种能量的变化常以热能、电能、光能等形式表现出来。在这两种变化的过程中分别遵守什么定律？

【学生活动】现场给学生分成9 个活动小组。以前后相邻的六位同学组成一组。每组临时推荐一名组织者，由他（她）组织讨论并代表小组发言（时间控制在6分钟）。

【教师活动】考虑到学生对键的断裂吸热，键的形成放热理解上的困难，我用flash 动画进行引导性的讲解。要求学生再次绘制1moL N2（g）与1moL O2（g）反应生成2moL NO（g）过程中的能量变化,计算1moL N2（g）与1moL O2（g）反应生成2moL NO（g）所吸收的能量值。再出一道统整性问题加以巩固：在反应H2（g）＋Cl2（g）=2HCl（g）中，ΔH 的值是多少？请列出其计算过程的表达式。

【过渡】在《化学2》中，我们已经初步学习了热化学方程式的知识，大家已经知道热化学方程式是表示反应热效应的公式。

【探究二】热化学方程式有什么意义？它与化学方程式有何不同？应如何正确书写反应的热化学方程式呢？

【学生活动】现场仍给学生分成9 个活动小组。以前后相邻的六位同学组成一组。每组临时推荐另一名组织者，由中一名学生组织讨论并代表小组发言（时间控制在8 分钟）。

【教师活动】在学生充分展示讨论的基础上，教师进行适当的点拨和归纳。

●热化学方程式的意义：我们对反应研究的对象是反应的反应物和生成物，我们把它们称为反应体系，而把除它们之外的物质称为环境，我们把反应体系在化学反应过程中所释放或吸收的能量，用热量（或换算成相应的热量）来表述，叫做反应热，又称作为“焓变”，用符号“△H”表示，单位常采用kJ/mol 或kJ·mol－1，对于放热热反应，体系的能量降低，我们规定ΔH 的符号为“－”；对于吸热反应，体系的能量升高，我们规定ΔH 的符号为“＋”。热化学方程式既能体现物质的转变又能体现能量的变化。

●热化学方程式与化学方程式存在如下的差异：

在热化学方程式中，用ΔH 表示反应吸收或放出的热量，正值表示吸热，负值表示放热，能量的多少与发生反应的反应物质量及物质的量成正比；

在热化学方程式中，物质后面要注明该物质的聚集状态，一般用“g”表示气体，用“l”表示液体，用“s”表示固体，用“aq”表示溶液；

在热化学方程式中，物质前的系数不是表示微粒数，而是表示物质的量，可用整数表示，也可用简单的分数表示。

●正确书写反应的热化学方程式的步骤：

①正确写出配平的化学方程式。

②注明反应物和生成物的状态。

③标明反应的焓变ΔH（注意单位和+、-）。

④注明反应的温度和压强（若不注明则表示在298K、101kPa 下）。

【学生活动】学生倾听、理解质疑并作适当的记录。

【教师活动】转引：下面请同学们完成第3 页的“交流与讨论”，指出其中正确的选项，并指出选项错误的原因。

【学生活动】同座位学生讨论、分析，然后请一位同学发言，学生评价。

【教师活动】引导学生用“五看”法判断热化学方程式的正误：

①看方程式是否配平。

②看各物质的聚集状态是否正确。

③看ΔH 的“＋”、“－”符号是否正确，“＋”一般省略。

④看反应热的单位是否为kJ·mol－1。

⑤看反应热的数值与化学计量数是否对应。

【教师活动】转引：通过前面的活动，大家已经理解了热化学方程式的书写注意点，并理解了化学反应中能量变化的原因。下面我们通过例题巩固一下，请同学们完成第4 页的“问题解决”，其中第1 题大家都做，第2 题大家可从中任选2 小题进行解答。

【学生活动】学生分组完成，五位学生在黑板上进行板演。

【教师活动】对五位学生完成的情况进行评价和总结。

【课堂小结】

【形成性检测】

1.有同学认为“放热反应在反应前不需要加热就能进行”，你怎么评价？

（设计意图：旨在让学生更为透彻地理解化学反应的本质）

2.请解读下面的热化学方程式：

（1）H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）ΔH=-285.8kJ/mol

（2）C3H8（g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2O（l）

ΔH=-2220.0 kJ/mol

（设计意图：有效地加深学生对热化学方程式意义的理解）

3.已知（1）H2（g）＋O2（g）=H2O（g） ΔH1＝akJ·mol－1

（2）2H2（g）＋O2（g）=2H2O（g） ΔH2＝bkJ·mol－1

（3）H2（g）＋O2（g）=H2O（l） ΔH3＝ckJ·mol－1

（4）2H2（g）＋O2（g）=2H2O（l） ΔH4＝dkJ·mol－1

下列关系式正确的是（ ）

A.a＜c＜0 B.b＞d＞0

C.2a＝b＜0 D.2c＝d＞0

（设计意图：旨在考查学生对热化学方程式概念的理解、与数学知识熔合的迁移能力和抽象思维能力）

[1]王祖浩.普通高中课程标准实验教科书·化学反应原理[M].南京：江苏教育出版社，2006.

[2]吴俊明.“学案”的意义、基本任务、编制及其他[J].化学教学，2011（1）.

[3]刘成坤.从化学“高效课堂”看教师导学地位的加强[J].化学教学，2011（6）.

[4]范日清.谈初中化学学案的“编”与“用”[J].化学教学，2011（5）.