高中化学教学论文 熵理论在化学课堂有效教学中的应用初探 苏教版
熵的概念及其在化学中的应用
熵的概念及其在化学中的应用熵是热力学的一个重要概念，用于描述系统的无序程度。
它可以帮助我们理解和解释化学反应、相变和平衡态等现象。
本文将简要介绍熵的概念，并探讨其在化学中的应用。
一、熵的定义及背景知识熵是由德国物理学家鲁道夫·克劳修斯在19世纪中叶提出的。
它通常用符号S表示，单位是焦耳/开尔文（J/K）。
熵的定义可以简单描述为“系统的无序程度”。
一个系统越无序，其熵值越大。
为了理解熵的概念，我们需要先了解热力学第二定律，该定律表明不可逆过程中系统熵的增加是不可逆性的表现。
对于孤立系统来说，其熵永远不会减少，只会增加或保持不变。
当一个系统达到热力学平衡时，其熵达到最大值，也就是最大的无序状态。
二、熵与化学反应熵在化学反应中发挥着重要的作用。
根据热力学第二定律，一个化学反应只有在熵增加的条件下才能自发进行。
换言之，反应物到产物的转化必须 begingroupentails些程度上的“混乱”或无序。
这是因为无序状态对应着熵增加，而熵增加是自然趋势。
例如，考虑一个化学反应：A + B → C + D。
在该反应中，原子和分子从有序的状态（A和B）转变为无序的状态（C和D）。
这个过程begingroupentails熵的增加，因此可以自发进行。
相反，如果反应导致熵的减少，则需要外界施加能量才能进行，称为非自发反应。
三、熵与相变熵在相变（例如液态到气态的蒸发）中也起到关键的作用。
相变是物质状态的转变，伴随着分子的重新排列、能量的转移和熵的变化。
根据热力学，将液态水转化为气态水所需的能量称为潜热。
在相变过程中，潜热作为能量输入，使分子脱离彼此的相互作用力。
这一转变导致了水分子之间的无序程度的增加，也就是熵的增加。
相反，将气态水转化为液态水需要从系统中释放能量，该过程称为冷凝。
冷凝过程中，水分子重新排列成有序状态，无序程度降低，熵减少。
四、熵在平衡态中的应用熵在平衡态中也具有重要意义。
熵的最大值对应着系统达到平衡的状态。
熵在化学反应中的作用和意义
熵在化学反应中的作用和意义在化学反应中，熵是一个重要的概念。
它描述了物质的分子在反应过程中的有序程度和混乱程度。
熵的变化在化学反应中起着至关重要的作用，并且对于我们理解和控制化学反应过程具有重要的意义。
首先，我们来了解一下熵的定义和一些基本概念。
熵（entropy）是热力学的一个基本概念，代表了一个系统的混乱程度或无序程度。
熵的单位是焦耳/开尔文（J/K）。
根据熵的定义，一个有序的系统的熵较低，而一个混乱的系统的熵较高。
熵的变化可以通过以下公式表示：ΔS = S(final) - S(initial)，其中ΔS代表熵的变化量，S(final)代表反应后的熵，S(initial)代表反应前的熵。
在化学反应中，熵的变化通常是由于物质的分子之间相互作用的改变导致的。
例如，当物质从一个有序的状态转变为一个混乱的状态时，熵会增加。
相反，当物质从一个混乱的状态转变为一个有序的状态时，熵会减小。
这种熵的变化对于化学反应的进行具有重要的影响。
一种常见的化学反应是物质的溶解过程。
在溶解过程中，溶质分子从一个有序的状态（晶体）转变为一个混乱的状态（溶液）。
这种转变会导致熵的增加，因为溶质分子的自由度增加了。
相反，当我们从一个溶液中使溶质重新结晶，熵会减小，因为分子重新组成了有序的晶体结构。
通过控制溶解和结晶过程，我们可以调节熵的变化，从而实现对溶解过程的控制。
另一个与熵密切相关的概念是自由能（Gibbs free energy）。
自由能是系统的可用能量，它包括了系统的熵和能量之间的关系。
自由能的变化ΔG可以通过以下公式表示：ΔG = ΔH - TΔS，其中ΔH代表反应的焓变，T代表温度。
根据这个公式，当ΔG为负时，反应是自发进行的；当ΔG为正时，反应是不自发进行的。
熵在化学反应中的作用和意义主要体现在以下几个方面：1. 反应速率：熵的增加通常会导致反应速率的增加。
这是因为熵的增加意味着反应物从一个有序状态转变为一个混乱状态，使得反应物分子更容易相互碰撞并发生反应。
无机化学教学中熵理论的运用
无机化学教学中熵理论的运用作者：张国英董超来源：《速读·中旬》2016年第06期摘要：无机化学教学中运用熵理论，可以有效提高化学课堂教学效率。
化学教师在运用熵理论时，教学方法较多，教师可以根据自身情况运用更为合适的方法，可以采用理论教学、实践教学等。
基于此，本文中笔者结合实际教学经验，分析熵理论在无机化学教学中的应用，有效提高教学效率，促进教学水平的提高。
关键词：熵理论；无机化学；教学引言无机化学教学中熵理论的运用，可以在提高课堂教学效率的基础上，降低教师工作强度。
但熵理论教学中对教师有着较高的要求，因此教师需要在实际中切实把握熵理论多变及非平衡特点，促进教师教学水平的提高，找出实际教学中需要注意的问题。
1.分析熵理论的相关概念熵是化学热力学的一个概念，其主要描述系统的混乱程度。
热力学第二定律中关于熵的定义如下：隔离系统的熵不会减少。
随着科研人员关于熵的深入研究，熵不再仅仅局限于热力学领域，也被运用到了自然科学领域，甚至被运用到社会科学领域。
也有科学家说“熵是科学的第一法则”。
Prigogine曾在热力学研究中提出耗散结构理论，其表示远离平衡态的系统不能用热力学系统进行研究，因此引入了“负熵”的概念。
其将敞开系统熵变分为两个部分，且有以下等式：dS=diS+deS。
diS是系统内部不可逆反应对于熵变的贡献，数值不小于零；deS是系统和外界热交换过程的熵变，又叫熵流。
数值不固定。
外界对系统注入负熵流，而且deS又特别小的条件下，系统的总体熵值就呈现减小的情况，系统达到相对稳定状态。
2.无机化学教学中熵理论的运用2.1化学课堂中熵理论的运用在化学的教学过程中，课堂是主阵地，抓好课堂教学对于提高学生学习质量至关重要。
而传统的课堂氛围较为沉闷，学生的学习也较为被动。
在这样的情况下，课堂的内熵值会有所增加，不仅浪费了教师的时间和精力，对于学生的学习也没有太多的帮助。
耗散结构理论认为，有序源于最初的非平衡状态，要想提高教学效率，就应该调动学生的学习兴趣，使其由被动变为主动。
熵的理论和应用
熵的理论和应用熵是一个非常重要的概念，不仅在物理学中有着广泛的应用，而且在信息科学、化学以及统计学等很多领域都起到至关重要的作用。
熵理论的建立和发展是一个复杂而又具有挑战性的过程，它的应用涵盖了很多方面，给人类社会带来了诸多福利。
在本文中，笔者将会详尽地介绍熵的理论和应用，并且探讨一些未来可能的研究方向。
一、熵的理论1. 熵的定义熵一词最初来自热力学，是描述热量转移的一个重要概念。
在20世纪初期，熵的定义从热力学扩展到了统计学和信息论中，成为了一种普遍的物理量。
根据热力学的定义，熵常被描述为一个系统的混乱程度，它的大小取决于系统的状态，随着系统微小改变而微小改变，当系统达到平衡态时达到最大值。
2. 熵的热力学意义熵与系统的混乱程度有关，具体来说，热力学意义的熵可以表示系统的无序程度。
比如一个有序的水晶是具有低熵的，而一个无序的气体则是具有高熵的。
此外，熵还有一个重要的特性，即不可逆性。
根据热力学的第二定律，系统的熵会随时间的推移而不断增加，也就是说，一个系统可以降低其内部的能量，但是不能降低其熵。
3. 熵的信息学意义在信息科学中，熵的意义与热力学是有关联的。
与热力学中的系统具有无序程度类似，信息论中的熵可以表示信息序列中的随机程度。
具体来说，假设有一组由0和1组成的二进制数列，它在信息量上的不确定性就可以用熵来表示，而且熵的大小与二进制数列中的随机性成正比。
二、熵的应用1. 热力学应用从热力学的角度来看，熵是一个复杂的、有趣的、多样化的物理量，对许多领域都有着广泛的应用。
在宇宙学中，黑洞的热力学属性以熵的形式表示，它的大小与该黑洞的质量、温度和面积等参数有关。
此外，熵还可以用于预测化学反应的热力学性质、分析物质中的相变等过程。
2. 信息学应用在信息科学中，熵的应用也是非常广泛的。
比如说，信息熵可以用于测量网络协议中的无序行为、衡量密码学中密码随机性、量化音频编码中的压缩效率等。
此外，熵还被应用于网络安全、奇异性等众多领域，产生了巨大的效益。
熵在化学过程中的应用分析
熵在化学过程中的应用分析热力学是研究热和其他形式能量相互转化规律及相关性质的学科，热力学第二定律提出了熵的概念。
熵是描述系统无序程度的物理量，也是热力学第二定律的核心概念。
在化学反应中，熵是一个非常重要的参量，它可以帮助我们更好地理解化学反应的特性和规律。
一、熵的概念和热力学第二定律熵是描述一个物理系统的无序程度或混乱程度的量度，它是热力学中的一个基本概念。
熵的单位是焦耳每开尔文（J/K），其符号为S。
热力学第二定律提出了熵的概念，它规定了一个孤立系统的熵永远不会减少。
也就是说，熵不可逆的增加是绝对存在的。
这个定律被称为热力学第二定律。
二、熵在化学反应中的应用在化学反应中，熵可以通过下列公式来计算：ΔS = S(产物) – S(反应物)其中，ΔS表示反应熵变，S(产物)表示产物熵，S(反应物)表示反应物熵。
熵的增加意味着有序度的下降或混乱度的提高。
因此，化学反应发生的方向是在增加系统混乱度的方向上。
熵的作用在于预测化学反应所需的能量，反应速率和反应时刻。
以自由能的变化ΔG，熵变ΔS和焓变ΔH的正负为依据，可进一步预测反应状况：当ΔG<0时，反应是自发进行的，并且具有负自由能变化，化学反应是有利向前的，自发进行，产物比反应物的熵更大。
当ΔG>0时，反应是非自发进行的，并且具有正自由能变化，化学反应不利向前，需要外部驱动力或提高温度，减小熵的改变。
此时，产物的熵比反应物的熵更小。
当ΔG=0时，反应处于平衡状态，反应将不再进行，化学反应称为平衡反应。
此时，反应物和产物的化学势是相等的，使得自由能变化为零。
三、熵在化学平衡中的应用熵的改变在平衡决定中是至关重要的。
在熵变正的情况下，平衡常数Kc增加。
为了在绝热状态下保持平衡，能量必须在反应物和产物之间转移。
这意味着，高增益反应是非常静态的，因为它们是对于熵的改变的敏感。
在温度和自由能的变化下，平衡可以通过极大化熵变来预测。
由于熵是一个正的、无绝对单位的量度，在平衡反应中，熵的评估可以由热力学函数熵倾向ΔG来传达。
应用熵理论创新高中化学课堂有效教学模式
新 型化学课 堂 ， 提高 教育教学 质量提供参 考依据．
２ 熵 理 论及 其作 用［ １
“ 熵” 是一 个热 力学 函数 ， 它用 来 描述 系统 的有
序 程度 ． 在 一个 封 闭 系 统 中 ， 熵 总 是 趋 向 于 增 大 的
过程 ， 即封 闭体 系 的 内部 总是 由有 序走 向无 序 的过
第 ３ １卷 第 ３期
２ ０ １ ３ 年 ６ 月
凯 里 学 院学 报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｋａ ｉ ｌ ｉ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
Ｖｏ Ｉ ． ３ １ Ｎｏ ． ３
Ｊ ｕ ｎ ． ２ ０ １ ３
应 用熵
张 春
（ 黔 东 南 州 民族 高级 中 学 ， 贵州 凯里 ５ ５ ６ ０ ０ ０ ）
摘 要 ： 通过 对 熵理论 的深刻 理 解和再认 识 ， 并将 其 原理 应 用 于高 中化 学课 程标 准倡 导的 学 习方 式， 探 究有效 教 学行 为 ， 进 而创 新 了高 中化 学课 堂有 效教 学模 式． 为促进 化 学教 学 系统 有序 演 变、 化 学课 堂的 变革及 教 学质 量提 高 ， 提 供 了新 的视 角和方 法．
程． 随着 对熵 原理 的深 入 研 究 ， 出现 了 ４项 重 大 成
信息 熵 的角度 看 ， 知 识 是 一种 信 息 ， 当教 师 将 知 识 授给 学生 ， 或学 生 自主 获 得信 息 时就 获 得 了 负熵 ．
这些 负熵 的输 入使 学 习者认 知结构 的熵 减少 ， 从 而 使 负熵 增 加． 有 效 的课堂 教学 必须 最大 程度 地产生
来 重新 审视 高 中化学 课堂 有效 教学 行 为． 在 高 中化 学选 修 ５中涉及 熵原 理 的初 步应用 ， 爱 因斯 坦 曾说 过： “ 熵 理论 ， 对 整个科 学 来说 是第 一法 则” ． 我思 考
熵的原理及应用论文
熵的原理及应用1. 引言熵是信息论中一个重要的概念，它描述了一个系统中的无序程度。
熵的概念最初是由克劳修斯·沃维尼克在1948年提出的。
它被广泛应用于各个领域，包括物理学、化学、生物学和计算机科学等。
本文将介绍熵的定义和原理，以及熵在不同领域的应用。
2. 熵的定义熵可以用来衡量一个系统的混乱程度或者不确定性的程度。
熵的计算公式如下：$$ H(X) = -\\sum_{i=1}^{n} P(x_i) \\log_2(P(x_i)) $$其中，H(X)表示系统的熵，P(x i)表示系统处于状态x i的概率。
熵的单位通常用比特（bits）表示。
3. 熵的原理熵的原理可以通过以下三个方面来理解：3.1. 熵与无序程度的关系从熵的定义可以看出，当系统的状态越多且概率分布越均匀时，熵越大，系统的无序程度越高。
相反，当系统的状态少且分布不均匀时，熵越小，系统的无序程度越低。
3.2. 熵与信息量的关系根据熵的计算公式可以看出，熵与信息量有直接的关系。
当系统中某个状态的概率较高时，其对应的信息量较低，而当系统中某个状态的概率较低时，其对应的信息量较高。
熵越大，系统中的每个状态所包含的信息量越多。
3.3. 熵与系统不确定性的关系熵可以用来衡量系统的不确定性。
当系统的熵较高时，系统的状态难以预测，即系统具有较高的不确定性。
相反，当系统的熵较低时，系统的状态容易被确定，即系统具有较低的不确定性。
4. 熵的应用熵在各个领域都具有广泛的应用，下面将介绍熵在物理学、化学、生物学和计算机科学等领域的应用。
4.1. 物理学在物理学中，熵被用来描述热力学系统的无序程度。
熵在热力学中的应用可以帮助我们理解系统的能量转化和热力学过程。
4.2. 化学在化学中，熵被用来衡量反应的自由度和不确定性。
熵在化学反应中的应用可以帮助我们预测和控制化学反应的方向和速率。
4.3. 生物学在生物学中，熵被用来描述生物系统的多样性和适应性。
熵在生物学中的应用可以帮助我们理解生物多样性的形成和演化过程。
化学教学系统――化学教学熵综述
【摘要】：文章阐述了熵理论及其发展，结合化学教学系统的特点，应用熵理论解决目前教材、教师、学生存在的一些主要问题，对中学化学教学资源的重新优化、整合，指导中学化学课堂教学，使其由无序到有序。
【关键词】：熵理论；化学教学熵；化学教学特点；化学教学资源随着人们对熵研究的深入，熵的概念已逐渐走出物理学的范围，获得了新的生命力。
熵现象存在于人类生活的每个角落，发生在宇宙的每一个地方，而且，还很难举出自然界中，哪些方面的知识是与熵理论根本无关的。
爱因斯坦曾说过，"熵理论，对整个科学来说是第一法则"。
认识和掌握熵原理，对于我们用科学思想及世界观去指导和调整人类与自然界关系以及人类活动行为都是十分必要的。
近一百年来，熵理论不断在深化，有力地推动了许多学科的飞速发展。
1.熵理论的发展1.1熵概念的建立--热力学熵1865年，克劳修斯在研究如何提高蒸汽机效率的基础上，提出了熵问题。
他在这一年发表的论文《力学的热理论的主要方程之便于应用的形式》中认为，系统从温度为T的热源中所吸收的热量dQ，被T来除所得的商，就是该系统在无限小过程中熵的增量dS，即dS≥dQ／T(1)1.2熵的进一步推广--信息熵S=-kΣPilnPi(2)在(2)式中，Pi代表了系统第i个微观态出现的概率。
在信息论中把信息看作为一种用以清除不确定性的东西。
因此，信息数量的大小，可以用被消除的不确定性的多少来量度。
1.3负熵理论的提出随着人们对熵理论的研究深入，新的概念不断涌现。
1943年，奥地利著名理论物理学家、量子波动力学创始人薛定谔将其在爱尔兰都柏林三一学院的讲演稿，整理成了《生命是什么？》一书，于1944年出版。
在这本书中，薛定谔提出了"负熵'概念。
薛定谔认为，玻耳兹曼统计熵S=klnW式中无序度的量度W的倒数l ／W可以作为有序度的一个直接量度，因此，玻耳兹曼方程可以写成这样：-S=klnl／W。
据此，可以认为负熵就是取负号的熵，是有序的一个量度。
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熵理论在化学课堂有效教学中的应用初探一：问题的提出：课堂教学有效性是新课程改革追求的目标之一,在当今“减负增效”背景下,有效性更是成为“教学的生命”。
课程改革专家余文森教授把课堂教学的有效性定义为：通过课堂教学活动,学生在学业上有收获,有提高,有进步。
但是新教材所规定的课时比较少，教材缺乏一定的系统性，学生需要掌握的内容又比较多，学业比较重。
在教学任务的目标达成和教学任务的内容完成过程难以一致或者不匹配的时候，如何提高课堂的有效教学，是否需要有一种新的理论进行指导，是我们需要思考的。
二：熵理论概述及其作用：熵的概念最初是由R.J.克劳修斯在19世纪中叶建立的，他提出了热力学第二定律，据此定义了熵这一热力学函数，并用符号“S”表示。
爱因斯坦曾说过:“熵理论，对整个科学来说是第一法则”。
在一个封闭系统中，熵总是趋向于增大的过程，即封闭体系的内部总是由有序走向无序的过程。
熵越大，无序程度就越大。
在我们的化学课堂教学中，存在学生家庭背景不同，新知识接受程度不同，教师专业基础扎实程度不同，教师个性不同等因素，这些都造成教育时时在发生冲突，导致教育系统内熵时时在增加，不利于我们教师的专业成长，学生的科学素养培养。
1944年奥地利物理学家薜定谔(E．Schr·dinger)提出了“负熵”的概念，他认为要维持和发展系统的有序化，就必须系统的外界输入“负熵”才可抵消系统的熵值增长，显然负熵是衡量系统有序度，组织化的度量。
如果在我们的教学过程中注意信息输入与信息反馈的有效调控，教学节奏和任务的难度或复杂程度与学生的实际学情相适应，与学生理解接受能力相适应，保证信息传输处于最佳状态，最大程度地产生负熵，减少化学教学系统熵的增加吗，那么一个活泼高效的生态课堂就会给学生更多的知识更多的能力，课堂教学才会发生更大的有效性，这才是实施新课程的最终目标。
三：应用熵理论进行高中化学课堂有效教学1．把握教学系统的开放性特征进行有效教学熵是一个在封闭体系条件下建立讨论的一个状态函数，如果要提高系统有序度，就必须通过与外界环境不断地进行物质、能量的交换。
化学课堂本身就是一个相对封闭的体系，在课堂上教师与学生，学生与教材，媒体，教师与教材，媒体构成三个子系统，要把这三个子系统有序的组织在一起，就必须采取开放式教学方式，全方位地开放教师和学生的思维系统，积极引导学生自主参与教学的全过程，实现化学新课程的有效教堂。
（1）教学过程中教师思想的开放性按照新课程的要求教师不再是知识的占有者、传道者，而是应该成为学生发展的促进者和指导者。
教师向学生输入的信息越多,受教育者就越容易从一种模糊不清的状态走向清晰。
化学语言丰富多彩，它包括化学式，化学方程式，定义计算公式等等，形象地表示了微观世界，简洁明了，它本身就代表着一种信息。
本质上讲,语言是以信息为基础,本身产生的结果仍是信息。
那么学生得到的知识就是一个一个经过学生大脑过滤的信息。
因此,化学教学的过程就是一个信息传递的过程。
在教学过程中教师应该多了解学科前沿信息，把这些传达给学生,使他们在内心醒悟到学习化学不仅仅为了会考高考,更重要的是培养自身的科学素养，为今后的工作打下一个良好的思维基础,成为一个有实力参与国际竞争的复合型人才。
（2）教学过程中学生获得信息渠道的开放性在整个化学教学中教师必须促进学生思维系统的全方位开放，引导学生摆脱“教材中心、课文中心”的束缚，引导学生在生活中获得信息，使学生更加广泛而有效地获得更多的化学信息。
案例1 在苏教版化学1专题2第二单元《钢铁的腐蚀》这节内容中学生通过铁的生锈原理可以联想到生活中存在的各种防锈方法。
教师可以通过交流与讨论这个栏目引导学生在媒介中获取信息。
如让学生通过各种媒介(如报纸、广播、电视、杂志、网络等)，了解化学领域的最新进展，查找和所学化学知识有关的相关内容。
案例2 苏教版必修2《太阳能，生物质能和氢能的利用》这节内容中，笔者先请学生在互联网中分组查找煤、石油、天然气的形成、目前化石燃料的使用、储量和使用年限的计算、以节能减排为目标的新能源的开发和利用、车用乙醇汽油和沼气池的使用等信息，然后再增加一些相关的图片、录象资料、动画，将其汇编成一个网页，最后由学生自主学习和交流。
再者可以以研究性学习课程为载体，进一步引导学生在调查实践中获得信息。
在获得信息的方法上，教师可以通过阅读、讲述、讨论、观察、实验等多种教学组织形式以及运用实物展示、影像等媒体，让信息通过听、看、动手调查等多渠道输出给学生。
另外还要保证信息源对学生的刺激足够强。
这既要注意保证教学媒体有一定的直观性和可观性，也要注意有声有色、图文并茂的综合信息，同时或者交替地给学生感官。
以不同形式的反复多次的刺激，对课堂教学有效性的落实起到积极作用。
案例3 在学习《盐类的水解》这节内容时，笔者除了通过演示实验、学生探究实验等教学组织形式给学生提供直观的信息之外，还增加碳酸氢钠和硫酸铝反应的实验，模拟设计了灭火器，并演示了该反应用于灭火的过程，使学生不但理解了灭火的原理，还接受防火安全教育，学以致用，激发学生浓厚的学习兴趣，进一步增强课堂教学效果。
（3）教学过程中问题设置的开放性问题是生长新思想、新方法、新知识的种子。
学习过程实质是提出问题、分析问题、解决问题的思维过程。
问题既是教学活动的起点和归宿，也是贯穿于整个教学过程的主线。
因此，有价值的开放性的问题，能有效地引发学生的思考，真正参与到学习活动之中，以达到掌握知识、训练思维能力的目的，实现真正意义上的化学课堂教学的有效性。
开放性问题要符合以下几点：(l)问题的探索性。
问题和结论间有多种思维途径或循序渐进的思维环节，或同一问题因思维途径不同而产生多种不同的结论。
如在高三复习还原性强弱，要判断铁和铜的金属活动性强弱的问题，可以让学生自主讨论归纳通过与氯气反应、铁与铜的盐溶液反应、与稀盐酸(或稀硫酸)反应，原电池，化学反应速率等知识来解决。
(2)问题的多样性。
指把同一知识点从不同角度不同方式设计成问题一即转换设问角度，如以物质的量概念为核心的化学方程式计算可以设计成这样的问题：问题1:若有40克36.5%的浓盐酸与MnO2完全反应，可制得标况下氯气的体积多少升?问题2:要制得2.24 L氯气(标况下)，需要溶质质量分数36.5%的浓盐酸的质量是多少克? 问题3:若有40克的浓盐酸完全反应，制得2.24 L氯气(标况下)，则该浓盐酸的溶质质量分数为多少?2．把握化学教学非平衡特征进行有效教学教学非平衡态不是不平衡，也不是平衡，而是在教学过程中层层推进不断打破学生原有的知识结构，有序推进课堂教学的过程，它是教学有序的前提条件。
把握化学教学系统的非平衡特征，在课堂教学结构中设法构建思维的突破点，通过揭示事物的矛盾以引起学生内心的冲突，动摇学生己有的认知结构的平衡状态，从而激发新思维，促成新知识的获取，实现化学课堂的动态有效教学。
现以本人在高三一堂公开课《再探喷泉实验))教学过程设计节选为例，浅析如何在化学课堂中抓住“新课引入点、教学重难点、课的结束点”构建学生思维的非平衡态。
（1）新课引入点构建学生思维的非平衡态【教师活动】演示实验:利用酒精，浓硫酸和水等试剂演示喷泉实验设疑:为什么酒精会产生喷泉现象？它与课本NH3的喷泉实验在本质上有何异同？能否用O2来设计一个喷泉实验？【学生活动】观察实验，描述实验现象:酒精液体顺着导管迅速往上涌，产生的无色喷泉。
对酒精和氨气能产生喷泉的异同点大多数学生还是可以较圆满的解释，但对于后面的设计实验丝毫没有头绪。
【设计意图】心理学研究表明，人都有填补认知空缺、解决认知失衡、认知困惑和冲突的本能。
所以新课伊始就引起学生强烈的认知冲突，产生心理上的无限困惑。
正是学生的己有知识和经验与新知识或新问题的这一矛盾冲突，激发起学生对新知识的需要、学生的认识兴趣和思考、探索愿望。
学生内心具有了学习新知识的渴望，就能促使他去思考、去行动。
这样新颖别致、扣人心弦、新奇巧妙的新课导入，使学生的思维一开始就处于高度的非平衡状态，学生和教师之间、学生和教材之间等都很容易发生共鸣，学生的认识结构就很容易随着认识矛盾的解决进入更高的有序状态。
课题的引入是一门技术，更是一门艺术。
好的新课引入从一开始就具有趣味、美感和激情，而学生有效的学习就是始于有趣味、美感和激情的课堂情境之中。
（2）在教学过程中构建学生思维的非平衡态，突破重难点【教师活动】：产生喷泉就要使烧瓶内外产生压强差，如果不考虑改变装置的情况下，如何操作才能让装置2产生喷泉现象呢？图1图2 图3【学生活动】：图1是因为引入水后，氨气极易溶于水，使得内压小于外压，因此图2在缺少水的引入情况下，要让气体主动与水接触引发喷泉，可以考虑热敷法。
【教师活动】：如果将课本图1的装置该成图3，则如何操作可以引起喷泉现象？【学生活动】：可以充入与氨气反应的气体如HCl ，将NH 3反应完，引起内压小于外压。
【教师活动】：教师演示该实验过程。
打开止水夹，从1处通入HCl ，整个烧瓶充满白烟，不一会儿产生白色的喷泉。
图 4【学生活动】：后排同学站立起来，看见现象后惊叹不已。
【教师活动】：通过该实验是否能沿用刚才设计的思路，设计O 2的喷泉实验呢？【学生活动】：学生按小组讨论，教师顺势引导，共同设计出图4装置【教师活动】：喷泉实验室利用了容器内外的压强差而产生的，那么我们学过的还有哪些实验过程利用到压强差，或者避免压强差呢？【学生活动】：学生踊跃回答，不断互相补充，最终得到如下结论【设计意图】没有认知冲突的课堂教学就象一潭没有涟漪的静水。
课堂设计中应重视设置认知冲突，构建学生思维的非平衡态。
它一方面可以唤起学生的思维注意，活跃课堂气氛，激发学生的情绪注意，使学生从情感上参与课堂教学。
另一方面可以使学生通过有张有弛、跌宕起伏的认知矛盾的解决过程实现提出问题 气分析问题解决问题有序的螺旋式思维发展。
本课在新课引入后，首先让学生根据氨气与水反应能导致烧瓶内压强减小这个事实回顾基础知识，然后进行逆向思维，图1是水主动引入，可以考虑图2利用热敷法氨气主动与水接触，一样能够产生相同的效果。
通过学生分析讨论归纳，充分展示学生得出“喷泉现象的本质”这个教学重点的思维过程。
然后教师对照前面让学生设计O2的喷泉实验。
学生从容易获得的知识找到:“是氨气极易溶于水引起压强差”这个答案。
但这个答案和学生头脑中已有的生活经验“O2难溶于水”严重相悖，使学生产生“认知失衡”，定势思维，O2难溶于水怎么产生压强差呢?。
而人都有保持认知平衡的倾向，为了消除因“认知失衡”导致紧张感，避免思维僵化，教师搭桥铺路，让学生设计图3产生喷泉的方法，扩大知识面，积极思考得出“可以引入能消耗氧气且反应前后能产生压强变化较大的物质”。