“化学反应与能量”作为学生系统认识化学反应能量变化的启蒙章节,其知识建构与素养培养呈现层层递进的逻辑脉络。
第一节以学生初中熟知的活泼金属与酸的放热反应为切入点,自然衔接新知;再通过八水合氢氧化钡与氯化铵反应的趣味实验,让学生直观感知化学反应亦能吸收热量,形成“化学反应伴随能量变化”的完整认知。在此基础上,教材以氢气与氯气反应生成氯化氢这一简单反应为载体,从微观本质层面——化学键的断裂与生成,深刻解析了能量变化的根源;同时结合物质自身蕴含的能量,从宏观视角揭示了化学反应与能量转化的内在关联。
知识的深化最终指向价值的升华:化学反应释放或吸收的能量,如何为人类生产生活赋能?当下人类对这些能量的利用已达到何种水平?在利用过程中又面临着效率、环保、可持续性等哪些现实挑战?人类又通过哪些科技革新与理念创新应对这些难题?这一系列问题的探讨,使知识传授超越了单纯的学科范畴,上升到社会人文与科技发展的宏观视野,充分彰显了化学学科“立德树人”的核心教育价值,也为培养学生“科学态度与社会责任”的化学学科核心素养搭建了坚实的实践平台。
二
此前一直困惑,“化学反应与电能”章节为何要引入火力发电的内容,难道仅为让学生了解火力发电是电能的一种获取方式,知晓其能量转化路径为化学能→热能→机械能→电能吗?今日细读教材,方才洞悉其中设计深意。火力发电的核心在于“火力”,即燃烧反应——燃烧是化学能转化为其他形式能量的起点,而后续的热能、机械能到电能的转化,均为物理形式的能量转化。由此,火力发电可被顺理成章地归为“化学能转化为电能”的范畴。进一步思考,燃烧这一关键反应的本质是氧化还原反应,那么能否借助氧化还原反应,实现化学能到电能的直接转化?带着这一问题,便自然引出了后续原电池的相关内容,形成了层层递进的知识探究逻辑。