量子力学定态的概念(6篇)

时间:2024-10-28 来源:

量子力学定态的概念篇1

关键词:化学概念复习

化学概念是化学“双基”的重要组成部分,它是化学基本理论、元素及化合物知识、实验和计算技能的基础。要学好化学,不打好这个基础是不行的。学生们在复习概念时一定要根据各个概念的不同要求,有计划、有重点地进行。

1.正确理解化学概念,避免死记硬背,而应花大力气去明确概念的的内涵和外延

有些学生认为学习化学要靠死记硬背,尤其对概念要像背英语单词一样来死记。这种观点是错误的。靠死记硬背学习概念,是不能真正掌握概念的,更谈不上灵活应用了。所以进行化学概念的复习时一定要认真领会,着重进一步理解,使其在大脑中产生新的飞跃,方可真正掌握概念。

要真正理解概念,就得通过阅读课本和课堂笔记及回忆教师的讲课,复习每个概念的形成和建立的过程,要将这一概念和其他相关、相似、易混淆的概念加以辨析、比较,认真领会其实质。例如复习“原子”这一概念时,通过复习课本中氧化汞分解反应的图式,在脑海中形成一幅生动的画面:每个氧化汞分子分解成一个氧原子和一个汞原子,氧原子和汞原子又各自组合成氧气和金属汞。反应前氧化汞中的氧原子和汞原子在反应后没有变成其他的原子。因此在我们的脑子里建立起“原子是化学变化的最小微粒”这一概念。这样通过理解来记忆概念比按课本记忆概念效果要好得多。从氧化汞分解反应还可以看出分子和原子的区别,通过化学反应,原来的分子破坏了,生成了化学性质完全不同的分子――氧分子和金属汞,从而加深了对“分子是保持物质化学性质的一种微粒”的认识。同样还可以将原子和元素概念进行比较:原子在化学变化中不改变,同类原子的核电荷数都相同,这类原子就统称为元素。通过复习概念的形成过程可以掌握概念的本质含义,通过对比能使我们发现不同概念之间的内在联系和本质区别,从而更深刻地理解概念,不至于将相似的概念混淆。

对于概念的定义,教材上大多用严密的表达方式,它是用精辟的语言对事物的本质属性的高度概括。这个本质属性是概念的核心,因此在复习中要仔细推敲概念中每个字、每句话的意义,从中抓住概念的核心,明确概念的内涵和外延。如“凡是在水溶液中或熔化状态下能导电的化合物是电解质,在上述条件下均不能导电的化合物叫非电解质”这一定义性的概念,从物质分类上,电解质和非电解质被限定在“化合物”这个范围之内,在导电性这个条件方面,非电解质必须符合在“水溶液中”和“熔化状态下”这两个条件,而电解质只需具备其中之一就“够格”了。这就是概念的使用范围,即概念的“外延”。至于概念的内涵,就是指概念反映的事物的本质属性。这里就应联系“电离”概念,某化合物是电解质还是非电解质,关键在于能否“电离”,即电解质在水溶液中或熔化状态下可电离出能自由移动的离子。非电解质在上述两种情况下都不能产生能自由移动的离子。通过这样深刻的剖析,就可抓住概念的关键,从而详明、清晰地掌握其概念。

2.寻找概念间的联系,使概念系统化

由于一个概念是处在其余一切概念的一定关系与一定联系中,在复习中不要孤立地死记单个概念,而要弄清概念间的区别与联系,以便学到手,用得上。例如氧化反应与还原反应,结晶与溶解,原电池与电解池属相反关系,离子键与共价键属异同关系,它们与化学键又属从属关系,还有属于类别关系的,如无机物与有机物的分类,电离与电解,化学反应速率与化学平衡等等都处于一定的相关联系中。下面以化学反应速度和化学平衡的联系为例,谈如何在联系中使概念深化并灵活运用。

对于可逆反应,我们一方面进行化学反应快慢问题的研究,同时还要讨论反应完成程度的问题。前者即所谓“化学反应速度”,后者即“化学平衡”。两个概念截然不同,但它们之间有着密切的联系。例如:

(1)在可逆反应中反应速度越快,达到平衡的时间就越短,反之,反应速度越慢,达到平衡的时间就越长。

(2)当正反应速度等于逆反应速度时,则反应就处在平衡状态,此时,虽然反应仍在进行,但由于V正=V逆,就表现为平衡体系中各组分百分含量不再改变,化工生产上许多问题就是从这种联系上结合浓度、压强、温度、催化剂等因素,对化学反应速度和化学平衡的影响,进行综合分析和讨论。

总之,在复习中还要努力寻找各个概念之间的纵向联系,使概念系统化。同时在概念复习中要重视横向比较纵向联系。从而彻底弄明白每个概念的真正含义和本质属性,牢固掌握。

3.在复习中应注意概念的发展与完善

由于课程内容和学生们知识与认识能力的局限性,教材中有关概念的提出和建立是由浅入深,不断完善和发展的。如“氧化还原反应”的概念,由“得氧和失氧”来定义到由电子的得失(或电子的偏向或偏离)来定义,那么学生在复习中应居高临下,使自己掌握完整的反映事物本质属性的概念,不能原地踏步。上述例子在教材中是明显的,还有不明显的同样要注意。如有机化学讲到苯性质时提出:“苯分子中氢原子被―NO2所取代的反应叫硝化反应。”复习时要注意到:限于学生们刚开始学有机化学,教材在这里只能这么说。联系前后知识,硝化反应概念应当是:“烃分子里的氢原子被―NO2取代的反应叫硝化反应。”通过对概念的不断准确描述会使我们更加深刻地理解概念。

4.加强记忆,巩固基本概念

学习任何一门知识都离不开记忆,而化学是一门以记忆为主的学科,化学中的基本概念必须牢记。加强对概念的记忆可以帮助和加深对基本概念的理解、巩固。记忆和理解是相互的,切不可偏一。化学概念记忆的基本方法很多,如理解记忆,趣味记忆,重复记忆,归类记忆,对比记忆,联想记忆,编顺口溜记忆,抓住关键字词记忆,知识网络记忆,等等。总之,在复习中抓住规律,从规律上进行复习记忆,就一定能够学好和记住化学中的基本概念,达到巩固之目的。

5.通过适量的练习巩固概念,培养使用概念的能力

量子力学定态的概念篇2

【关键词】化学概念教学;本质;规律

【中图分类号】G633.7【文章标识码】A【文章编号】1326-3587(2012)12-0029-01

概念教学在中学化学教学中占有相当重要的地位,让学生把握好基本概念是非常重要和必要的。化学基本概念都是用简练的语言高度概括得出来的,常包括定义、定律、规律、原理和反应规律等。一般来说,学生掌握概念,要经过理解、记忆、应用三个过程。教师要加强学习方法的指导,帮助学生进行有效的学习。下面就此谈一些教学体会:

一、注意揭示概念的本质

化学概念是用简明、精辟的语言高度概括出来的,概念中的每一个字、词都有一定的内涵,它既揭示了概念的本质,又是与之易混概念的区别。教学时要指导学生认真剖析概念,弄清含义,抓住概念中的关键性的字、词,找出概念的本质,排除非本质的干扰。如“溶解度”概念一直是初中化学的一大难点,不仅定义的句子比较长,而且涉及的知识也较多,学生往往难以理解。因此在讲解过程中,若将组成溶解度的四句话剖析开来,效果就大不一样了。其一,强调要在一定温度的条件下;其二,指明溶剂的量为100g;其三,一定要达到饱和状态;其四,指出在满足上述各条件时,溶质所溶解的克数。这四个限制性句式构成了溶解度的定义,缺一不可。

二、认清概念的本质属性和应用范畴

概念教学,要指导学生全面地认清概念的本质属性和应用范畴,分清概念中的层次和要点。如讲解质量守恒定律时,可将概念分为以下层次进行理解:①“质量总和”是指反应物,且指完全反应的那部分物质;②生成物是指反应后生成的所有物质;③“质量守恒”的实质是化学反应前后,原子的种类没有改变,原子的数目没有增减,原子的质量没有变化。再如分析“固体物质的溶解度”这个概念时,可抓住以下几个要点分层理解:①定义的对象是固体物质。②定义的前提条件是:温度一定;溶剂为100克;溶液是饱和状态(注:三个前提条件缺一不可)。③定义中规定的单位是克。④影响溶解度的因素是溶质、溶剂的性质及温度。

三、引导学生多角度剖析概念

一般来说,课本只以正面阐述概念。这无疑是重要的。为使学生能够更好地理解和掌握概念,教学中应在正面理解的基础上,引导学生从反面或侧面去逆向剖析,使学生从不同层次、不同角度去理解、掌握每一个概念。如“元素具有相同的核电荷数(即核内的质子数)同一类原子的总称。”这一概念可剖析为:①同种元素里的粒子中质子数一定相同。如氢元素里的氕、氘、氚三种原子都具有相同的质子数(质子数均为1);钠元素里的钠原子与钠离子的质子数相同质子数均为11)。②质子数相同的粒子不一定是同种元素。如氖原子与水分子具有相同的质子数,但它不是同种元素。

四、要避免概念混淆

在化学概念中,有些概念之间虽有本质的不同,但也有相互联系的一面。教师在教学中讲解新概念时,可提出与已学过的有联系的概念作类比,寻求它们的内在联系和本质差异,避免概念混淆。如“物理变化”和“化学变化”的本质区别在于能否生成其它的物质;“混合物”和“纯净物”的区别在于是否由同一种分子构成;“分子”和“原子”的区别在于化学反应中能否再分;“单质”和“化合物”的区别在于是否是由同一种元素组成的纯净物。列表比较也是一种比较好的避免概念混淆方法。如表。

通过类比,不仅可防止概念的混淆,而且还能加深对概念的理解,同时亦可“温故而知新”,把旧知识连缀成有机的整体。

五、在习题训练中掌握概念

在初中化学教学中,会遇到许多化学概念,这些概念若只停留在实验上,教师的分析、讲解上,是远远不够的;那样学生只是暂时的理解,是不能真正掌握的。要想让学生对这些化学概念融会贯通、真正掌握,教师必须在每教给学生新的化学概念之后,及时、有针对性地布置给学生一定量的习题,来检验学生对所学概念的理解、掌握的程度,同时也是在引导学生对所学概念进一步复习巩固。

如:在学生学习了“酸”、“碱”、“盐”这三个化学概念之后,为了防止学生混淆,笔者就列举出大量关于“酸”、“碱”、“盐”的化学式,让学生自己来辨析,哪个是“酸”、哪个是“碱”、哪个是“盐”;再列举出大量的“阳离子”和“阴离子”,让学生自己组合,并让学生自己说出该物质是“酸”、是“碱”还是“盐”。

六、在解决实际问题中运用概念

量子力学定态的概念篇3

人教版必修2第12页第2节:“环境对人口的容量是有限度的,这种限度可以用环境承载力来表示。一般地说,环境承载力是指环境能持续供养的人口数量,所以人口数量是衡量环境承载力的重要指标”。显然这里所说的环境承载力是环境对人类活动的一种承受能力,它可以用环境人口容量来表示。而中图版教材必修2第18页第一节第4行:“环境承载力主要指从生态学、资源或环境的角度看,一定时期内,某一地域能够维持抚养的最大人口数量”。这里将环境承载力等同于环境人口容量。人教版必修2第12页第3节:“联合国教科文组织给环境人口容量所下的定义是:一个国家或地区的环境人口容量,是在可预见到的时期内,利用本地资源及其他资源、智力和技术等条件,在保证符合社会文化准则的物质生活水平条件下,该国家或地区所能持续供养的人口数量”。而中图版教材地理必修第2册第20页倒数第4行:“按照联合国教科文组织的定义,合理人口容量是指一个国家或地区在可预见到的时期内,利用该地的能源和其他自然资源及智力、技术等条件,在保证符合社会文化准则的物质生活水平条件下,所能持续供养的人口数量”。这两段文字的意思显然是一样的,只是表述略有不同罢了,但一个是给“环境人口容量”所下的定义,一个是给“合理人口容量”所下的定义。显然这两个版本的教材对环境承载力、环境人口容量和合理人口容量这几个概念的处理存在一些问题,要想把这个问题搞清楚,有必要对有关概念的来龙去脉作一个细致地分析。

分析

一、环境承载力的由来

环境承载力是环境科学的一个重要概念,它反映了环境与人类的相互作用关系,在环境科学的许多分支学科得到了广泛应用。

关于环境承载力的由来有两种说法。一种说法认为,承载力是从工程地质领域转借过来的概念,其本意是指地基的强度对建筑物负重的能力。生态学最早将此概念转引到该学科领域内,即“某一特定环境条件下,某种个体存在数量的最高极限”。

承载力概念引入生态学后发生了演化与发展,体现了人类社会对自然界的认识不断深化,在不同的发展阶段和不同的资源条件下,产生了不同的承载力概念和相应的承载力理论。生态承载力是生态系统的自我维持、自我调节能力,资源与环境的供应与容纳能力及其可维持的社会经济活动强度和具有一定生活水平的人口数量。对于某一区域,生态承载力强调的是系统的承载功能,而突出的是对人类活动的承载能力,其内容包括资源子系统、环境子系统和社会子系统。所以,某一区域的生态承载力概念,是某一时期某一地域某一特定的生态系统,在确保资源的合理开发利用和生态环境良性循环发展的条件下,可持续承载的人口数量、经济强度及社会总量的能力。

生态承载力大体可以分为土地资源承载力、水资源承载力等类型。在人类面临粮食危机、土地日趋紧张的情况下,科学家提出了土地承载力的概念。在环境污染蔓延全球、资源短缺和生态环境不断恶化的情况下,科学家相继提出了资源承载力、环境承载力、生态承载力等概念。

另一种说法认为,承载力的起源可以追溯到马尔萨斯时代。马尔萨斯是第一个看到环境限制因子对人类社会物质增长过程有重要影响的科学家,他的资源有限并影响人口增长的理论不仅反映了当时的社会存在,而且对后来的科学研究产生了广泛的影响。达尔文在其进化论观点中采用了人口几何增长和资源有限约束的观点。同样马尔萨斯的资源环境对人口增长的限制的观点对人口统计学也存在巨大的影响。将马尔萨斯的理论用逻辑斯缔方程的形式表示出来,用容纳能力指标反映环境约束对人口增长的限制作用可以说是现今研究承载力的起源。生态学家将容纳能力定义为:对某一具体的研究区域,在不削弱其未来支持给定种群的条件下,当前的资源和环境状况所能支持的最大种群数量。在20世纪60年代晚期至70年代早期,容纳能力的概念被广泛用于讨论环境对人类活动的限制,用来说明生态系统和经济系统之间的相互影响。在人类活动与生态环境之间的矛盾关系日益突出的今天,人们意识到人类社会系统只是生态系统的一个子系统,人类社会系统结构和功能的好坏取决于生态系统的结构和功能的状态,生态系统提供的资源和环境支撑起整个人类社会系统。因此在讨论生态系统所提供的资源和环境与人类社会系统之间的关系时,突破了以前的环境容纳能力的概念,提出了承载力的概念。环境承载力是指生态系统所提供的资源和环境对人类社会系统良性发展的一种支持能力。由于人类社会系统和生态系统都是一种自组织的结构系统,二者之间存在紧密的相互联系,相互影响和相互作用。因此承载力的研究面对的是生态经济系统,研究生态经济系统中所有组分的和谐共存关系,研究对象不是生态经济系统中某一子系统,更不是子系统中的某一组分(人口或种群)。因此,承载力的概念相比容纳能力,其内容范围和含义都要广泛的多,涉及到人类社会系统,承载力受许多其他因素的影响。环境承载力与环境容量有所不同。环境承载力强调的是环境系统资源对其中生物和人文系统活动的支撑能力,突出的是其量化测度;而环境容量则强调的是环境系统要素对其中生物和人文系统排污的容纳能力,突出的是其质地衡量。环境容量侧重体现和反映环境系统的纯自然属性;而环境承载力则突出显示和说明环境系统的综合功能(生物、人文与环境的复合)。

二、环境人口容量的含义

环境承载力是指在一定时期、一定状态或条件下,一定的环境系统所能承受的生物和人文系统正常运行的能力,即最大支持阈值,而最大支持阈值通常用环境人口容量来表示。影响环境人口容量的要素有自然环境要素、技术水平、人类的消费水平和区域的开放程度等。影响环境人口容量的自然环境要素有太阳、空气、淡水、土地、生物等,它们都是人类生存不可缺少的条件,但不同的资源对决定环境人口容量的意义不同。像太阳、空气目前对环境人口容量没有限定,而淡水过去只对个别干旱地区的人口数量起限制作用,现已成为决定越来越多的地区环境人口容量的重要因素。因此在估算环境人口容量时通常以土地、淡水等限制性因素来估算,并要考虑地区的开放程度和人类的消费水平。主要用土地资源指标来估算环境承载力称为土地资源承载力。中国科学院综考会为土地资源承载力所下的定义是“在一定生产条件下土地资源的生产力和一定生活水平下所承载的人口限度”。它指明了土地承载力的4个要素是:生产条件、土地生产力、被承载人口的生活水平和土地承载人口的限度。它们的关系是:土地承载人口的限度与土地生产力成正比,与人口生活水平成反比,而土地生产力又是由生产条件决定的。以水资源来估算环境承载力称为水资源承载力,它由我国学者在80年代末提出来的,一般认为:水资源承载力是在特定的历史发展阶段,以可持续发展为原则,以维护生态良性发展为条件,以可预见的技术、经济和社会发展水平为依据,在水资源得到适度开发并经优化配置的前提下,区域(或流域)水资源系统对当地人口和社会经济发展的最大支持能力。

由于考虑的范围、时期、条件和目标不同,环境人口容量也就具有了不同的含义,所以在对环境人口容量进行研究时关键是要明确环境人口容量的具体规定性。在不同的假定条件下,环境人口容量的值就会有很大差别。影响环境人口容量的因素主要有以下几个方面:(1)地域的开放程度。一个封闭系统和开放系统的环境人口容量是有很大区别的。在一个开放系统中,资源的互补可以大大提高一个地区的环境人口容量。而在一个封闭系统中,由于某一种资源的匮乏会使得其环境人口容量大为降低。(2)时间规定性。一个地区短期内的环境人口容量会高于保证其长期发展的人口容量,但短期内对资源环境的过度开发和利用,会造成未来环境人口容量的降低。因此,环境人口容量应建立在可持续发展的概念上,不能只考虑短期效应。(3)生产力水平的高低。不同的生产力水平下,对资源的利用程度和产出水平会有很大差别,因此,环境人口容量会随着生产力水平的提高而提高。在确定未来环境人口容量时必须考虑到技术进步的作用。(4)生活水平的高低。在同样的产出水平下,不同的生活水平需求会有完全不同的环境人口容量。很显然,环境人口容量会随着生活水平的提高而降低。(5)分配方式与社会制度。不同的分配方式将导致环境人口容量的差别,一个平均分配资源和财富的社会,其环境人口容量无疑大于一个贫富差距很大的社会。

联合国教科文组织对环境人口容量的定义是:在可预见的期间内,利用本地资源及其他资源和智力、技术等条件,在保证符合社会文化准则的物质生活水平条件下,该国家或地区能持续供养的人口数量。国际人口生态学界对环境人口容量的定义是:在不损害生物圈或不耗尽可合理利用的非再生资源的条件下,世界资源在长期稳定状态基础上能供养的人口数量。

三、合理人口容量的含义

如果仅仅考虑维持人们的最基本生活需要,那么得出的就是一个地区所能抚养的最大人口数量。如果要达到一个理想的或最优的目标,则实际上得出的是适度人口数量,即合理人口容量。合理人口容量不仅反映了人口与生态系统的协调发展,而且体现了人口数量与一定的经济、社会发展的相适应性,是自然、经济、社会等因素共同作用的结果。仅从自然资源角度估算的环境承载力是生物生理性的人口容量,即把人均消费水平压缩到最低情况的下的最大人口容量。但确定环境人口容量时,如果把消费水平定在一个期望的数值上,则此时的人口容量也就等同于合理适度人口。因此,环境人口容量与合理人口容量在概念上是有区别的,但在一定条件下,两者也可以互相转换,合理人口容量也可以说是某一定意义上的环境人口容量。

主要参考文献

1.承载力的演变及西北水资源承载力的应用框架。程中栋,冰川冻土,2002年8月。

2.环境承载力初探。崔凤军,中国人口资源与环境,1995年3月。

3.环境承载力及其应用。陈祥彬,福建环境,1995年10月。

量子力学定态的概念篇4

关键词:核心概念;强电解质和弱电解质;知识价值

文章编号:1008-0546(2015)10-0024-03中图分类号:G633.8文献标识码:B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2015.10.010

一、问题的提出

美国著名课程专家埃里克森提出:“核心概念应该是居于学科中心,且有超越课堂的持久和迁移价值的关键性原理、方法和概念。同时,它们还具有广阔的解释空间,能为相关领域的发展提供深入的视角,并加强学科之间的联系。”

那么,化学核心概念则是建立在化学发展的过程中,在化学学科体系中有着重要的地位,体现了化学运动规律、本质属性,是一种能对化学现象和事实概括与抽象的思维形式,更是化学学科体系的精髓和命脉[1]。

在《化学反应原理》模块中,就包含着大量的化学核心概念和原理知识。据有关调查显示,师生普遍反映高中化学中最难教和最难学的就是《化学反应原理》。这个模块的学习,需要学生从宏观到微观、从定性到定量、由静态到动态等多个角度观察、思考化学变化的问题;学会建立和转换不同概念之间的关系;更需要通过对纷繁复杂的化学现象背后共同规律的认识,体会现象背后的统一性。因此,在对学生的思维能力和思维品质基础较高要求的同时,也对教师教学提出了高要求[2]。

基于对化学核心概念涵义的界定及有关师生的调查,笔者就怎样通过课堂教学来帮助学生建构化学核心概念,在认知得到发展的基础上,从而改变对化学物质及变化的认识方式,进行了关于化学核心概念的教学实践和探索,以《化学反应原理》模块中“强电解质和弱电解质”一节为例。

二、高中化学核心概念“强电解质和弱电解质”的教学实践与思考

1.教学分析

“强电解质和弱电解质”位于苏教版《化学反应原理》专题三“溶液中的离子反应”。溶液是很多化学反应发生的场所以及所需的介质,与我们的生命活动也息息相关。通过对强弱电解质的学习,能促使学生学会从微观的角度,认识物质在水溶液中的存在状态,从而为后续理解溶液中化学反应的实质奠定基础,初步建立起研究水溶液系统的思维方法,因而属于化学核心概念。

在认识强弱电解质概念之前,学生已经知道了酸、碱、盐在溶液中能发生电离,能书写强酸、强碱和大部分可溶性盐等强电解质的电离方程式。此外,化学反应速率和化学平衡的学习,使学生建立了对化学反应速率、化学平衡状态等概念的基本认知,这也有助于他们更好地理解弱电解质电离的特征。

2.教学目标

结合生活中的实例,理解电解质的概念,感受电解质在生活、生产中的重要作用。

通过方案解读与实验探究,在提升实验技能的同时,认识到强电解质和弱电解质的差异是它们在水溶液中的电离程度不同,从而培养科学研究的精神和严谨的科学态度。

通过强、弱电解质概念的学习,体会学习概念性知识常用的“归纳法和演绎法”。

3.教学过程

(1)通过情境的设置,体现知识的应用价值

教学情境的创设是教学设计的关键。在化学概念教学中,教学情境更有利于学生主动建构化学概念知识,为学生提供一个发现问题并自主解决问题的机会,最终建立概念知识体系,取得更好的教学效果。

教学片段(一)

[师]军训是高中生活中一段难忘的时光,同学们是否还记得,我们在烈日下训练得汗流浃背时喝过的那一杯盐开水么?为什么此时来点淡盐水比糖水,更加利于我们的身体健康呢?

[投影]图片:军训时喝过的盐开水。

[生]大量流汗后,汗液中含有的电解质氯化钠随之流失,所以应补充淡盐水,维持人体平衡。

[师]糖水中的蔗糖是不是电解质呢?怎样的物质我们可以称之为电解质?

[生]蔗糖溶于水不能电离,所以是非电解质。只有在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物才能称之为电解质;如果在两种情况下都不能导电的化合物,则是非电解质。

[师]电解质与我们的生活密切相关:

①我们经常能看到这样的安全警告标志。不能用潮湿的手触摸正在工作的电器,否则易发生触电。

②在电解水时,常常向水中加入少量的氢氧化钠或硫酸溶液,从而更快地得到氢气和氧气。

能否尝试用你所学的知识说说其中的原因?

[生]①人体的体液也是电解质溶液,潮湿的手触碰工作的电器形成回路,引发触电。

②纯水导电能力弱,加入少量氢氧化钠和硫酸溶液可以增强导电性,但不影响电解产物。

[师]如果改成加氨水或醋酸能不能增强水溶液的导电性?

[生]可以。

[师]同样是酸和碱,为什么我们一般选择加氢氧化钠和硫酸,而不是氨水和醋酸呢?

[生]可能与加入物质后溶液导电性变化有关。

设计意图:首先从学生熟悉的生活场景出发,引发学生求知的兴趣,并唤起对原有概念的认知。接着,依然选取了生活中的实际案例,使学生进一步体会到“电解质”和我们生活生产的密切关系,并从中逐步引出这节课的研究重点――对“弱电解质”概念的认识。学生以原有概念为基础,从情境中发现问题,并分析解决问题,同时引出了实验探究的主题,符合一般的认知规律。

(2)通过实验探究,加深对概念的直观认识和理解

实验是过程方法教学的重点。通过实验,学生在学习了数据测定、条件控制等实验方法的过程中,也领悟了化学知识。更让学生认识到,实验也是一种重要的科学研究方法,有助于加深对客观事实的理解。从而使概念的形成过程不仅仅停留于表面,而是发生了质的转变。

“强电解质和弱电解质”两个概念只有两句话,但怎样让学生来更好地理解和“完全电离”和“部分电离”的差异是本节课需要突破的难点。本节课通过传统实验和数字实验相结合,分别直接和间接地论证了强电解质“完全”电离和弱电解质“部分”电离的存在,将原本抽象的概念直观地呈现出来,使学生自发地总结出强电解质和弱电解质的概念,体会科学研究的过程。而探究性实验活动又有一定的灵活性,开放程度也大,尽管学生的能力水平不同,但同样得到了发展。

教学片段(二)

[师]电解质溶液导电性的强弱又与什么有直接关系?

[生]和单位体积内自由移动的离子的数目有关,其值越大,溶液的导电性越强。

[师]现有浓度均为0.1mol/L的盐酸和醋酸溶液,你有哪些方法可以来比较两种溶液的导电性?

[生]交流讨论,设计方案,完成实验、交流分享(见表1)。

[师]借助于DIS实验系统,我们也可以通过电导率的直接测量来比较两种溶液导电性。

(电导率:以数字表示的溶液传导电流的能力。电导率越大,溶液导电能力越强。)

[演示实验]

DIS实验:测定0.1mol/L的盐酸和醋酸溶液的电导率。

0.1mol/L的盐酸的电导率已超出量程,而0.1mol/L的醋酸电导率约为0.334ms/cm。

[学生总结]同浓度的两种一元酸的电离程度越大,溶液中自由移动的离子的浓度越大,导电性越强。

[师]所以说,不同的电解质在水中的电离程度并不相同,盐酸中氢离子的浓度与酸的浓度相当,说明已经完全电离,而醋酸中氢离子的浓度远小于酸的浓度,说明只是部分电离。观察课本P63页图3-2、图3-3,进一步比较HCl和CH3COOH在水中的电离,你能说说在CH3COOH溶液中除了H+和CH3COO-之外,还存在哪类微粒?

[生]CH3COOH分子和H2O分子。

[师]你能进一步通过实验来确证在醋酸溶液中还存在醋酸分子么?

[生]交流讨论、设计方案。

[师]DIS实验:

[师]对于上述实验结果,你能尝试作出分析么?

[生]盐酸被稀释10倍,其氢离子的浓度也变为原来的1/10,稀释的过程并没有更多氢离子产生。而醋酸溶液稀释之后ΔpH远小于1个单位,则说明有更多氢离子产生了。

[追问]氢离子来源于哪里?

[生]未电离的醋酸分子。

[师]从而我们也间接证明了,醋酸溶液中醋酸分子的存在,而在盐酸中则没有氯化氢分子了。

[师]若将盐酸和醋酸换成是相同浓度的氢氧化钠和氨水,它们的电离程度有无差异?在这两者的溶液中又各自存在哪些微粒?你能否同样设计实验来验证?

[生]模仿对盐酸和醋酸的研究设计实验并论证。

设计意图:结合实验,一方面,引导学生从不同的角度来比较和认识同浓度的盐酸与醋酸电离程度的差异,从而引起导电能力的变化。另一方面,帮助学生理解弱电解质溶液中所含的微粒并设计实验论证,借助数字实验系统将抽象的化学原理知识直观展示。加深了学生对弱电解质概念中“部分电离”的理解,为学生后续学习电离平衡奠定基础,并将所学知识进行迁移应用分析。

3.通过问题的科学设置,提升学生的思维能力

课堂的提问行为在启发学生思考的过程中起着不可替代的作用,如能根据学生的认知特点和学习情况,通过发问、追问、反问、质疑、设问等手段,则能诱发学生反思自己的认知缺陷,拓展自己的思维角度、激发探究欲望,促进概念的理解[3]。

在“强电解质和弱电解质”的教学过程中,设计了贯穿性的系列问题:

1.结合具体的生活场景,提出“什么样的物质是电解质,什么样的物质属于非电解质?”回顾旧知。

2.仍然结合生活实例,提出问题:“电解质溶液为什么能够导电?它们的导电能力是否相同?和什么因素有关?如何通过实验来比较论证?”从而引导学生从实验的角度,来进一步体会电解质溶液导电能力的不同。

3.通过第一组实验使学生认识到,不同的电解质在水中电离程度的差异后,提出问题:如何进一步论证在弱电解质溶液中存在未电离的弱电解质分子?”

4.在学生提炼出“强、弱电解质”的概念后,又设计了问题组:

(1)在我们所认识的物质中,除了氢氧化钠和氯化氢,还有哪些物质属于强电解质;除了醋酸和氨水是弱电解质,还有哪些属于弱电解质?

(2)难溶物一定是弱电解质吗?

(3)强电解质溶液的导电能力是否一定强?

(4)强电解质溶液的导电能力是否一定强于弱电解质溶液?

从而,拓展了概念的外延,揭示了电解质、强弱电解质、难溶物、电解质溶液导电能力之间的关系。

4.通过历史的视角,让学生体会化学概念的研究过程

著名化学家徐光宪曾经说过:“化学的教学要把21世纪化学的生动活泼,立体多维的形象向学生展示出来。不要只讲静态的当代化学,要回顾历史、展望未来。”[4]因此,本节课的教学,最终并没有只停留在化学概念的探索和理解上,而是呈现了这个概念产生的历史过程。

教学片段(三)

[师]通过这节课的学习,我们对于电解质的理解又加深了一步。但回顾化学科学的发展过程,对于电解质的认识却经历过激烈的争论。

[投影]化学史话:我们的身边的酸碱盐都是电解质,化学科学史告诉我们,科学家对电解质在水溶液能导电的根本原因至少争论了80年。

1.法拉第等人认为:“溶液中不存在离子,通电后才产生离子。”

2.法国化学家希托夫等人认为:“电解质的分子与形成它们的原子之间存在着动态平衡,电解质分子与邻近分子之间不断地交换原子,原子在电流的作用下变成离子,因此能导电。”

3.1883年,化学家阿累尼乌斯在研究电解质溶液的导电性过程中创立电离理论。他认为:“电解质在水溶液中具有两种不同的形态。即非活动性的分子形态和活动性的离子形态。而通电流后电解质才离解的看法是错误的。”1903年,阿累尼乌斯因发表科学电离学说获得诺贝尔奖。

[总结]每个科学理论的诞生,都伴随着艰辛的探究过程,这需要我们能大胆猜想、坚持真理、不懈追求、勇于创新。

理解电解质在水溶液中的变化及性质,有助于我们从化学的角度来认识自然、人体健康、以及参与生产与生活。在下节课的学习过程中,我们将继续研究弱电解质在水溶液中电离的特征。

设计意图:通过电解质电离理论的研究历史的呈现,使学生了解了强弱电解质相关知识的来源和发展过程,培养了学生用发展的眼光看待科学,不再对概念感到晦涩神秘,从本质上理解知识结晶的精髓。动态掌握知识的同时,情感也得到升华。

此外,学生看到了从法拉第到希托夫,再到促进了学生情感升华的阿累尼乌斯,每一个化学概念的界定,化学理论的诞生,都伴随着漫长而艰辛的探索,这其中无不包含了科学家对真知的执着和钻研,这样的精神也是每个后来者值得敬仰与学习的地方,更需要我们不断地传承和创造。

当然,教师如何开展核心概念的教学,应根据具体的教学情况设计。一方面需要考虑概念本身的性质特点,另一方面也要及时把握学生对教学的适应性和认同度,结合课堂反馈,不断地调整教学方法,使教学效果达到最优化。

参考文献

[1]陆军.运用认知心理学指导高中生学习化学概念.上海教育科研,2007,(5):87-88

量子力学定态的概念篇5

1.代数法

在教材中许多化学概念主要从定理的角度来反映其实质内涵的。但这些概念和它们相关的一些概念之间存在着一定的数量关系。如气体摩尔体积,物质的量浓度、阿伏伽德罗常数与定律和化学反应速率等概念,这些概念,如仅从文字上理解是很难容易混淆的,若把它们转化为代数式,把这些概念与常见概念之间的关系用代数式表示出来,那么概念的涵义一目了然了。例如阿伏伽德罗定律的推论内容是:在同温同压下,两种气体的体积比等于它们的微粒数比等于他们的物质的量之比,理解它们的过程要经过一定的推导。但如把它们转化为代数式。在一定条件下的任意气体V1V2=N1N2=n1n2只要把代数式的多种符号与定义中的内容联系起来对应比较,学生就很容易理解和掌握这个概念了。如物质的量的概念,可以转化为代数式:物质的量浓度=溶质的物质的量/溶液的体积。再如,化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的,是单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。可转化为代数式:化学反应速率=反应物浓度的减少/时间(或生成物浓度的增加/时间)。

2.剖析法

定义一个化学概念,必须有几个充分体现概念实质的核心要素,这些要素是概念的轮廓,也是概念的精髓。我在教学中有意识地对概念进行剖析,让它们从概念中“凸”出来,抓住重点,特点钻研,然后综合处理,学生就不难理解或不易遗忘。如剖析气体摩尔体积的概念时,便可突出几个核心要素:①条件-标准状况;②对象-任何气体;③单位-摩尔;④结论-体积约22、4升。把它们串联起来即是“气体摩尔体积”的概念了。同时它们在这个概念上是缺一不可的,否则,这个概念就不成立。如燃烧热是在101kp时,1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时,所放出的热量。可突出以下几点:①101kp,②完全燃烧、③稳定的氧化物、1mol物质,④放出的热量④因此采用这种方法理解化学概念时,对其中要素一定要抓得准,方能容易牢固地理解。

3.集中法

对一些有关的联的化学概念,按其相关的具体情况将它们集中一起进行定义、分析,既可以避免它们之间相互混淆,扰乱人们的思维,又较分散地容易记忆,容易理解。如:对有关“氧化还原反应”一系列知识概念,可以集中概括为一句话:“失去电子,化合价升高,被氧化,发生氧化反应,物质是还原剂,具有还原性”,对于强弱间关系的判断,可以集中概括为几个字,“易失难得”。如电解池反应中“阳极发生氧化反应,电子从阳极流出,沿导线流回电源的正极”。“阳离子在阴极得到电子,发生还原反应”。原电池中失去电子的一极是负极,发生氧化反应,正极则相反。这样学习,学生容易理解掌握,减轻了学生的负担,便于学生理解能力的培养。

4.诠释法

在概念教学中,我有这样的体会,要讲清一个概念,关键在于突破其中几个重要的字或词上面。如“酚”的概念中,重点词就是“直接”二字。更如“离子方程式”的定义,“用实际参加反应的离子(或)分子的符号来表示离子反应的式子”,可看出,“实际参加反应”是重点,我们要透过这个重点可看出,在离子反应中参加反应的离子是很多的,但是并非所有的离子在反应在反应前后都发生了变化,而事实上,只有部分离子参与反应,并发生了相应变化,这些离子便是需要书写在方程式内的离子符号了,诠释中,基本上理解了离子反应的实质。此外,在此过程中还应注重概念中句式结构的理解,将语文的知识进行有效的“迁移”,应用于化学教学,让学生把概念理解得更加透彻。

5.反差法

在化学概念教学中,遇到一些意义完全对立,但彼此之间存在相应关系,互为依托关系的概念。如:极性键与分极性键,极性分子与非极性分子,饱和烃与不饱和烃,金属性与非金属性,溶解与结晶,液化与汽化升华与凝华,吸热反应与放热反应,分解反应与化学反应,低分子化合物与高分子化合物,原电池和电解池等。如电解池是把电能转化为化学能的装置,原电池是把化学能转化为电能的装置。化合反应是两种或两种以上的物质反应生成一种物质。分解反应是一种物质生成两种以上物质的反应。物质有固态变成气态的现象叫升华,由气态变成固态的现象叫凝华。放热反应是反应物所具有的总能量大于生成物的所具有的总能量,反应物转化生成物时放出热量。吸热反应是反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量,反应物需要吸收热量才能转化为生成物。它们之间存在着强烈的对立发差,在教学中我利用它们之间存在着明显发差作为突破口,让学生很容易由一个概念联想到与其对应的另一个概念。

量子力学定态的概念篇6

关键词:物理概念;结合能;平均结合能;教学模式

一、教学实例分析

1.遇到的问题

粤教版课本84页“讨论与交流”提出:能否根据图4-4-1解释,为什么轻核聚变和重核裂变都会放出能量?

教参解释为:从图中可以看出中等大小的核的平均结合能最大(平均每个核子的质量亏损最大),这些核最稳定.这也就是说,如果使较重的核分裂成中等大小的核,或者把较小的核合并成中等大小的核,核子的平均结合能都会增加,所以都会释放能量.

没想到听完解释学生更加糊涂了,有人举手提问:能量增加了,怎么不是吸收能量却是释放能量?说明他们认为结合能大的核能量多,结合能小的核能量少才合理.显然,上一节“平均结合能”概念教学出现了问题,学生的理解似是而非,要花时间进行纠正了.

2.归因分析

一是教材的因素,在历史上各版本教材中相关概念经历了多次变迁与取舍.较早的课本出现过结合能及平均结合能曲线,1987年被取消,2003年重新引入核子平均质量及平均质量曲线.而现行人教版和粤教版再改回介绍结合能和比结合能曲线.

二是学生的因素.在必修2学习了机械能和能源,知道能量的转化与守恒定律,在选修3-1了解带电粒子的能量.原子核模型的抽象,再加上前概念的干扰,导致思维定势起负面影响,非常容易主观地臆断出“平均结合能越大的原子核,其具有的能量就越大”的错误结论.

三是教师的因素.不少教师将选修3-5教学重点只放在“碰撞与动量守恒”上,对波粒二象性和原子物理不重视,不愿花时间精力去研究和讲解,甚至堂而皇之地说高考当中这部分内容最多就是一道简单的选择题,过于放松的心态无形中影响了学生的学习态度.

二、有的放矢,加强物理概念的教学

1.概念教学的基本要求

(1)有的放矢,循序渐进.核子结合成原子核的过程,核力做功,与重力做功时物体势能减小并转化为动能类似,会放出能量;把原子核分裂成核子时,要克服核力做功,所以要由外界提供能量.这样一来结合能概念的引入就顺理成章了.再提出,仅用结合能来描述原子核的结合紧密程度是否科学全面呢?由于核子数目有多有少,结合稳固的核假如核子数目不多的话,结合能并不大.为了方便不同原子核之间的比较,应该取每个核子的“平均结合能”.

(2)深入浅出,突破难点.让学生弄明白结合能和平均结合能只是过程量,不是状态量.它们都是反映核子结合或核分裂过程中能量的变化量,而不是状态量——原子核或核子具有的能量.

(3)辨析易混、易错点.除课本给出的问题与流程外,还应该针对易混、易错点补充问题供学生在讨论交流过程中辨析.学生经过自己思考、与他人交流甚至争论,一步步理清思路,去伪存真,更能体会到概念的科学性、深刻性.

2.选择合适的教学模式

新概念的教学过程要注意选择恰当的教学模式.依据对教纲、考纲的理解和近年考题的研判来确定教学目标,结合知识要求程度与学生特点,利用现有教学条件,选择恰当的教学模式.

两个版本的教材都选择由学生来计算中子和质子结合成氘核过程的质量亏损与释放的能量,来弄明白核反应中释放能量的来龙去脉.但提供的模式却不尽相同.

参考文献:

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