在備課過程中準(zhǔn)確解讀和處理化學(xué)教材

新課程的推廣和實(shí)施，對(duì)一線教師提出了更高的要求，尤其是一些多年從事教學(xué)的一線教師僅憑原先的一些知識(shí)積累已不能很好地適應(yīng)當(dāng)今新課程的教學(xué)要求?；瘜W(xué)新課程的教材在編排上和老教材相比，知識(shí)的呈現(xiàn)方式有較大差異，同時(shí)也新增了一些新的知識(shí)點(diǎn)。教師在備課、鉆研教材過程中往往會(huì)遇到這樣的一些現(xiàn)象：限于教材的篇幅以及中學(xué)生認(rèn)知水平等因素，教材在描述某些化學(xué)知識(shí)時(shí)，往往采取點(diǎn)到為止，模糊表述，不作深入詳盡的描述，不去追求知識(shí)的完整性和精確性，教師在備課過程中遇到這樣的問題不能只停留在教材的粗淺表述上，而應(yīng)深入研究，把握知識(shí)的前因后果，準(zhǔn)確掌握知識(shí)的精髓，只有這樣才能高瞻遠(yuǎn)矚，才能恰當(dāng)?shù)靥幚斫滩闹兄R(shí)和能力的關(guān)系，恰當(dāng)?shù)匕盐战虒W(xué)過程[1]。教師對(duì)教材知識(shí)點(diǎn)的深度鉆研會(huì)進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)科知識(shí)體系，提高教師的自身素質(zhì)。本文以筆者平時(shí)備課過程中對(duì)教材某些知識(shí)點(diǎn)的鉆研理解為例，展現(xiàn)自己對(duì)教材的把握，以期拋磚引玉，和同行共同關(guān)注教材中的類似問題。一、反應(yīng)熱與焓變的關(guān)系問題蘇教版《化學(xué)反應(yīng)原理》中專題1，第一單元“化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)”關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的焓變中有這樣一段話[2]：“在化學(xué)反應(yīng)過程中，當(dāng)反應(yīng)物和生成物具有相同溫度時(shí)，反應(yīng)吸收或放出的熱量稱為化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(heatofreaction)。在化工生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，化學(xué)反應(yīng)通常是在敞口容器中進(jìn)行的，反應(yīng)體系的壓強(qiáng)與外界壓強(qiáng)相等，即反應(yīng)是在恒壓下進(jìn)行的。在恒溫、恒壓的條件下，化學(xué)反應(yīng)過程中吸收或放出的熱量稱為反應(yīng)的焓變(enthalpychange)，用△H表示，單位常采用kJ·”。以上這段文字給出了“反應(yīng)熱”和“焓變”的兩個(gè)概念，學(xué)生在閱讀這段文字時(shí)時(shí)常會(huì)提出以下幾點(diǎn)疑問：(1)在反應(yīng)熱的概念中，為什么要規(guī)定反應(yīng)物和生成物具有相同溫度？(2)“反應(yīng)熱”和“焓變”這兩個(gè)概念有什么區(qū)別和聯(lián)系？課本沒有對(duì)以上問題作任何解釋。教師在備課過程中如何把握這兩個(gè)概念，引導(dǎo)學(xué)生正確理解這兩個(gè)概念呢？在反應(yīng)熱的概念理解上之所以要強(qiáng)調(diào)生成物的溫度和反應(yīng)物的溫度相同，是為了避免使生成物溫度升高或降低所引起的熱量變化混入到反應(yīng)熱中，只有這樣，反應(yīng)熱才真正是化學(xué)反應(yīng)引起的熱量變化，教師可以用和反應(yīng)生成水蒸氣和生成液態(tài)水的反應(yīng)熱為例加以說明，學(xué)生自然能較好地理解。從以上兩個(gè)反應(yīng)中可以看出：當(dāng)2mol(g)轉(zhuǎn)變?yōu)?mol(Ⅰ)時(shí)放出的熱量為88kJ。以上熱量不是和反應(yīng)所放出的熱量而是物質(zhì)狀態(tài)變化所引發(fā)的熱效應(yīng)。關(guān)于反應(yīng)熱和焓變這兩個(gè)概念，涉及化學(xué)熱力學(xué)的部分內(nèi)容。熱力學(xué)第一定律指出[3]，若某體系由狀態(tài)Ⅰ變化到狀態(tài)Ⅱ，在這一過程中體系吸收熱量為Q，并做體積功W（氣體體積的膨脹對(duì)環(huán)境做功），用△U表示體系熱力學(xué)能的改變量，則有關(guān)系：上式告訴我們，在恒容反應(yīng)過程中，體系吸收的熱量全部用來改變體系的內(nèi)能。②恒壓反應(yīng)熱()：在恒壓過程中完成的化學(xué)反應(yīng)，其熱效應(yīng)稱為恒壓反應(yīng)熱。從以上分析討論可知，“反應(yīng)熱”和“焓變”是兩個(gè)不同的概念，反應(yīng)熱包括恒容反應(yīng)熱和恒壓反應(yīng)熱，這兩者可能相等，可能不相等，熱焓是體系的一個(gè)狀態(tài)函數(shù)，在恒壓條件下，化學(xué)反應(yīng)放出的熱量用來改變體系的熱焓。在實(shí)際教學(xué)過程中，限于學(xué)生的認(rèn)知水平，我們不必要對(duì)“焓變”概念作精確的講述，但筆者認(rèn)為，在講述這兩個(gè)概念時(shí)，為了讓學(xué)生能較好地區(qū)分這兩個(gè)概念，教師可以指出：同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)在控制不同的條件（如恒溫、恒壓）下進(jìn)行反應(yīng)，其放出或吸收的熱量值是不一定相等的。我們把在恒溫、恒壓條件下化學(xué)反應(yīng)所放出或吸收的熱量稱為反應(yīng)的“焓變”。二、熱化學(xué)反應(yīng)式中△H的單位問題在熱化學(xué)方程式書寫的教學(xué)中，老師往往會(huì)遇到一個(gè)棘手的問題。要弄清楚△H單位的含義，首先要明白化學(xué)熱力學(xué)當(dāng)中“反應(yīng)進(jìn)度”的概念，“反應(yīng)進(jìn)度”是一個(gè)物理量，符號(hào)為“”（讀作“克賽”）[4]。三、核磁共振原理的相關(guān)問題在蘇教版《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》專題1第二單元“科學(xué)家怎樣研究有機(jī)物”中有這樣一段文字[5]：現(xiàn)代化學(xué)測(cè)定有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的分析方法比較多，經(jīng)常采用核磁共振(NMR，nuclearmagneticresonance)和紅外光譜(IR，infrareelspectroscopy)等方法。在核磁共振分析中，最常見的是對(duì)有機(jī)化合物的1H核磁共振譜(1H-NMR)進(jìn)行分析。有機(jī)物分子中的氫原子核，所處的化學(xué)環(huán)境（即其附近的基團(tuán)）不同，表現(xiàn)出的核磁性就不同，代表核磁性特征的峰在核磁共振譜圖中橫坐標(biāo)的位置（化學(xué)位移，符號(hào)）也就不同。閱讀上面這段文字，學(xué)生往往會(huì)感到一頭霧水，因?yàn)檫@段文字中所提到的許多詞匯學(xué)生是很陌生的，先前也沒有這些方面的知識(shí)基礎(chǔ)，在教學(xué)過程中，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生會(huì)有以下幾個(gè)方面的疑問：①什么是化學(xué)環(huán)境？②什么叫核磁性？③什么是核磁性的特征吸收峰？④什么叫化學(xué)位移？從教材編寫的整體思路來看，以上這些問題無需學(xué)生深入明確地理解，只要能運(yùn)用核磁共振譜圖分辨有機(jī)化合物分子中的氫原子種類以及不同H個(gè)數(shù)比即可。但筆者認(rèn)為，教師要理解這些詞匯的真實(shí)含義，并能以淺顯易懂的語(yǔ)言讓學(xué)生大致了解、掌握核磁共振譜的原理，這樣有助于學(xué)生對(duì)這部分知識(shí)的接納。如何讓學(xué)生初步了解核磁共振的基本原理呢？筆者認(rèn)為可以通過以下講述幫助學(xué)生理解這方面的知識(shí)。(1)質(zhì)子(H)同電子一樣，是有自旋的（沿順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向），兩個(gè)自旋的能量是相等的。質(zhì)子在自旋過程中會(huì)產(chǎn)生磁矩。其方向和旋轉(zhuǎn)軸重合，但質(zhì)子在外加磁場(chǎng)中，兩種不同方向自旋狀態(tài)的能量不再相等，和外加磁場(chǎng)同向平行的自旋狀態(tài)的能量低于和外加磁場(chǎng)反向平等的自旋。如下圖所示：為外加磁場(chǎng)的磁矩方向，(a)代表質(zhì)子的自旋所產(chǎn)生的磁矩和外加磁場(chǎng)磁矩同向。(b)代表質(zhì)子自旋所產(chǎn)生的磁矩和外加磁場(chǎng)反向平行，這兩種自旋狀態(tài)的能量差值為△E。當(dāng)然△E是很小的。(2)我們可以將樣品置于一個(gè)固定強(qiáng)度的外加磁場(chǎng)內(nèi)，然后用射頻對(duì)樣品進(jìn)行掃描，連續(xù)改變射頻頻率進(jìn)行掃描時(shí)，當(dāng)射頻頻率與兩個(gè)自旋狀態(tài)的能量差△E相匹配時(shí)，就發(fā)生共振，射頻的能量就會(huì)被樣品吸收，使一部分質(zhì)子的自旋反轉(zhuǎn)，由較低能量狀態(tài)變成較高能量狀態(tài)，吸收的能量由射頻接收器檢測(cè)，信號(hào)經(jīng)放大后記錄在核磁共振譜圖上，由計(jì)算機(jī)處理出來，其圖形為一個(gè)吸收峰。(3)在有機(jī)化合物分子中的氫原子（質(zhì)子）與獨(dú)立質(zhì)子不同，它的周圍還有電子及其他基團(tuán)，在這些外部環(huán)境的影響下，有機(jī)化合物分子中的質(zhì)子所吸收的射頻頻率和獨(dú)立質(zhì)子所能吸收射頻的頻率是不相等的，并且不同化學(xué)環(huán)境的質(zhì)子所受周邊基團(tuán)的影響不同，其所吸收的射頻頻率就不同。這種有機(jī)物分子中的H由于受到周邊原子的影響，其所能吸收的射頻頻率和獨(dú)立質(zhì)子所能吸收的射頻頻率不同稱為化學(xué)位移。由于不同H的化學(xué)位移不同，因而在核磁共振譜圖上就會(huì)有不同頻率的吸收峰，根據(jù)圖譜中吸收峰的個(gè)數(shù)可以判定分子中有幾種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，根據(jù)吸收峰的強(qiáng)度可以判斷H的個(gè)數(shù)比?？傊?，對(duì)教材中涉及的某些臨界知識(shí)，教材往往采用模糊的表述，點(diǎn)到為止，這是教材編寫的慣用手法，這些知識(shí)內(nèi)容，對(duì)教師而言，在具體的教學(xué)過程，一方面要按照中學(xué)化學(xué)教學(xué)大綱和教學(xué)指導(dǎo)意見的要求進(jìn)行教學(xué)，不能隨意對(duì)知識(shí)進(jìn)行拓寬加深，拔高要求，加大難度、深度，增