熵理论指导下的原电池工作原理教学模式探究
对“原电池的工作原理”教学设计的探讨精品文档6页
对“原电池的工作原理”教学设计的探讨有关化学能与电能相互转化的教学内容，课程标准在《化学2》和《化学反应原理》两个模块中都有要求。
在《化学2》中要求“举例说明化学能与电能的转化关系及其应用”。
但在《化学反应原理》中，则要求“体验化学能与电能相互转化的探究过程，了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式”。
显然，两者的要求是从学生认知过程的螺旋式发展规律来设计的。
因此，在《化学反应原理》模块的“原电池的工作原理”一节的教学上，如何把握课标要求，更有效地利用学生在《化学2》学习中获得的认知，从体验探究过程中去发展和自主地建构原电池的工作原理的新认知，值得探讨。
当前，教材以及教师对原电池工作原理的教学设计的主流，都是按照“原电池装置极反应池总反应”的思路，即先呈现一个简单的原电池装置，从产生的电流为问题入手，探究电极行为，进而得到电极反应，最终获得电池的总反应并总结其氧化还原反应的本质。
这种设计所呈现的问题很突出，能引发学生的探究欲望。
但是，从教材知识结构和学生认知发展来看，却有“本末倒置”的倾向。
结果往往由于学生对原电池认识的“先入为主”而产生片面的认识。
比如，较普遍地形成“原电池的构成，一定要有两个活泼性不同的金属（或碳棒）”等错误认识。
何为“原电池的工作原理”教学探究的“本”与“末”？我们认为，学生在《化学2》学习中已获得的“氧化还原反应本质”这一认识应为“本”，而最终自主地建构出原电池模型才是“末”。
因此，反向地从“电池总反应（氧化还原反应）极反应电池”开展探究，学生更能够在已有知识的基础上，通过紧紧围绕如何有效引出氧化还原反应中转移的电子，实现化学能与电能相互转化应用的设计，自主地建构原电池的工作原理。
以现行三套教材都采用的简单的置换反应为例：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu如果先不以教材设计的原电池装置的展示入手，而是紧紧抓住该反应是氧化还原反应这一本质特征，进行以下探究设计：【探究1】该氧化还原反应：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，如何进行实验装置设计？该问题学生能够很快地想到，将Zn片直接插入CuSO4溶液中即可完成。
原电池的工作原理微教学设计
原电池的工作原理微教学设计【原电池的工作原理微教学设计】一、引言在现代科技高速发展的时代，电池作为一种重要的电能储存装置，被广泛应用于各个领域。
了解电池的工作原理对于我们理解电池的使用和维护具有重要意义。
本文将针对原电池的工作原理进行微教学设计，通过简洁明了的教学内容和生动形象的教学方法，匡助学生深入理解原电池的工作原理。
二、教学目标1. 知识目标：了解原电池的基本组成和工作原理。
2. 技能目标：能够描述原电池的工作原理，并能够分析原电池在电路中的应用。
3. 情感目标：培养学生对科学知识的兴趣和探索精神。
三、教学内容1. 原电池的基本组成：正极、负极、电解质。
2. 原电池的工作原理：化学反应产生电能。
3. 原电池在电路中的应用：为电路提供稳定的电能。
四、教学步骤1. 导入环节：通过展示一个电池，引起学生的兴趣，提出问题：“你知道电池是如何工作的吗？”2. 知识讲解：简要介绍原电池的基本组成和工作原理。
通过图示和实物示范，让学生直观地了解原电池的构造和工作原理。
3. 实验演示：设置一个简单的实验，让学生亲自操作。
实验步骤如下：a. 准备一个原电池和两根导线。
b. 将导线的一端分别连接到原电池的正极和负极。
c. 将导线的另一端分别连接到一个小灯泡的两端。
d. 观察小灯泡是否亮起，并记录实验结果。
4. 实验讨论：引导学生观察实验结果，提出问题：“为什么连接了电池和灯泡后，灯泡会亮起来？”通过学生的讨论，引导学生总结出原电池在电路中的应用。
5. 拓展延伸：通过讲解原电池在日常生活中的应用，如手电筒、遥控器等，增加学生对原电池的兴趣和认识。
6. 小结回顾：对本节课的内容进行小结，强化学生对原电池的基本组成和工作原理的理解。
7. 总结评价：布置作业，要求学生写一篇关于原电池工作原理的小论文。
并对学生的表现进行评价和激励。
五、教学方法1. 演示法：通过图示和实物示范，直观地展示原电池的构造和工作原理。
2. 实验法：设计简单的实验，让学生亲自操作，加深对原电池工作原理的理解。
高中二年级上学期化学《原电池工作原理》教学设计
原电池工作原理一、课标解读1．内容要求了解原电池的工作原理；2．学业要求能分析、解释原电池的工作原理，能设计简单的原电池。
二、教材分析从学科核心知识看，新课程更加注重发挥学科核心知识的认知发展功能，例如对原电池和电解池工作原理要求中，新课标描述为：“认识电解在实现物质转化和能量储存中的具体应用”。
学科核心知识是学生学科能力的基础，知识只有变为自觉主动的认识角度和认识思路才能转化为学科能力和学科素养。
从学科核心观念看，新课程更加注重化学的学科价值观。
在学业要求中，新课标对电化学的应用中，未局限于金属防腐的传统素材，更关注到自然环境和社会生活中的能源利用问题，让学生利用所学知识分析和解决真实情境下的化学问题，以凸显学科价值，彰显社会情怀。
此外，相比于旧课标，新课程更加关注学生的迁移能力，将具体技能要求移入学业要求中，例如：“能设计简单的原电池和电解池”，利用所学知识分析解释熟悉的或简单的事物，由已知推测未知，是创新能力的核心要素和典型表现。
三、学情分析通过初中化学和高中化学必修模块的学习，学生已经了解了氧化还原反应的知识，也已经初步认识到原电池的功能即将化学能转化为电能，选修中又学习了热化学和电解的知识，从物质的反应、微粒的运动、能量的转化等各个角度，为原电池的学习奠定了基础。
但原电池内容涉及到发展学生对氧化还原反应、微粒观的认识发展以及分析体系中化学反应的基本思路的培养，这些都会对学生的认知发展带来障碍。
虽然关于原电池的知识难度从必修到选修阶段是一个螺旋上升过程，但是由于学生关于电化学知识的欠缺、受到物理学知识的影响以及对语言的错误理解，导致学生存在一定的认知障碍。
例如，如何认识电极材料与电极反应物的关系、电解质溶液与电极反应物的关系？如何认识原电池中氧化反应、还原反应分开进行？怎样从微观视角分析原电池中微粒的运动与反应？四、素养目标【学习目标】1．掌握原电池的概念和盐桥电池的工作原理；2．学会设计原电池；3．体会盐桥电池的优点和应用【评价目标】1.通过体验化学能转化为电能的探究过程，诊断学生对原电池工作原理的掌握程度；2.通过对单池原电池与盐桥原电池的设计对比，学会比较、评价设计方案；3.通过自主探究根据现象设疑，根据疑问求解的模式，诊断并发展学生的证据推理能力与模型认知素养。
化学学科核心素养引领下的创新课堂——以“探究原电池的工作原理”为例
化学学科核心素养引领下的创新课堂——以“探究原电池的工作原理”为例发布时间：2022-08-28T01:45:43.662Z 来源：《教学与研究》2022年4月8期作者：王璐[导读] 在新课标、新课程、新教材的指导下，高中化学教学方式、学生学习方式等都需要不断地探王璐西安阳光中学 710043在新课标、新课程、新教材的指导下，高中化学教学方式、学生学习方式等都需要不断地探索中改进完善。
化学是一门以实验为基础的自然科学，实验是化学的灵魂，是激发学生学习兴趣的主要源泉，更是培养和发展学生思维能力和创新能力的重要方法和手段。
随着新课标新教材的引入，实验的地位越发重要，在有限的资源条件下充分的利用好实验课教学，是提高高中化学教学质量的重要环节。
研究新课标、阅读最新的实验课经典案例、结合本校条件和实际学情，科学合理设计化学实验课迫在眉睫。
本文以“探究原电池的工作原理”为例，设计教学流程，发挥实验的重要性，充分体现学生的主观能动性，让所有学生都能不同程度的落实化学学科核心素养。
一、指导思想以马克思列宁主义、毛泽东思想、邓小平理论、“三个代表”重要思想、科学发展观、习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，落实新课程标准要求，着力提升课程思想性、科学性、时代性、系统性、指导性，贯彻化学学科核心素养的要求，培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。
二、学情分析本节是电化学的基础知识，它融合了氧化还原反应、能量的转换；原电池原理的应用、电解质溶液、金属的活泼性、物理中的电学等知识。
在知识上，学生通过初中化学学习了金属活动性顺序，高中必修一学习了氧化还原反应以及电解质溶液；在能力上，学生已经初步具备了观察能力、实验能力、思维能力。
学校化学实验室正常开放，实验仪器、实验试剂、药品等准备齐全，具备开展化学实验探究活动的能力。
三、活动意义活动中突出对学生实验探究能力的培养，引导学生掌握科学探究的一般过程和方法，建立解决某类化学问题的特定思路与方法，促进学生发展动手能力与高级思维能力。
原电池的工作原理教学设计
原电池的工作原理教学设计一、引言电池是一种常见的能量转换设备，广泛应用于日常生活和工业领域。
了解电池的工作原理对于培养学生的科学素养和实践能力具有重要意义。
本教学设计旨在通过清晰的讲解和实践操作，帮助学生深入理解原电池的工作原理。
二、教学目标1. 知识目标：掌握原电池的组成结构和工作原理。
2. 技能目标：能够通过实验操作验证原电池的工作原理。
3. 情感目标：培养学生对科学实验的兴趣和探索精神。
三、教学内容1. 原电池的组成结构：正极、负极、电解质和外部电路。
2. 原电池的工作原理：化学反应产生电子流动，实现能量转化。
四、教学过程1. 导入（10分钟）通过引发学生对电池的常见应用场景的思考，激发学生的学习兴趣。
例如，手机、手电筒等设备都需要电池提供能量。
2. 知识讲解（20分钟）a. 分组讨论：将学生分成小组，让他们讨论电池的组成结构和工作原理。
每个小组派出一名代表汇报讨论结果。
b. 教师讲解：根据学生的讨论结果，教师对电池的组成结构和工作原理进行详细讲解，并通过示意图和实物模型进行辅助说明。
3. 实验操作（40分钟）a. 实验准备：教师提前准备好原电池实验装置和所需材料。
b. 实验操作：- 步骤一：学生观察实验装置，了解实验所需材料和操作步骤。
- 步骤二：学生按照实验要求操作，组装原电池实验装置。
- 步骤三：学生进行实验，观察实验现象并记录数据。
- 步骤四：学生根据实验结果，总结原电池的工作原理。
4. 实验分析与讨论（20分钟）学生根据实验结果，分析原电池的工作原理，并与教师和同学进行讨论。
教师引导学生思考电池的优缺点以及在生活中的应用。
5. 拓展延伸（10分钟）教师介绍其他类型的电池，如干电池、锂电池等，并与学生探讨它们的工作原理和应用。
6. 总结与评价（10分钟）学生进行知识总结，回答教师提出的问题，并参与教师的评价讨论。
五、教学评价1. 观察学生在实验操作中的表现，包括实验仪器的正确使用、操作步骤的准确性等。
创新教学法：利用原电池原理进行教案设计
创新教学法：利用原电池原理进行教案设计利用原电池原理进行教案设计现代社会一直强调创新，在教育领域也不例外。
教学法的创新是教育变革的重要推动力，而教学法的创新不仅需要教师的积极探索和实践，也需要借助先进技术和科学原理的支持。
本文将探讨一种新的创新教学法——利用原电池原理进行教案设计。
一、原电池原理简介原电池是指由化学反应所引起的电能转化为其他形式的电池，是著名科学家奥斯蒙德·理查德揭示了化学反应与电能转化之间本质联系所提出的概念。
原电池由两个电极和一个电解质组成，两个电极之间通过电解质相互隔离，但是电解质中有离子可以在两个电极之间传递。
当两者之间有外电路相连时，离子将在电极之间传递，从而产生电流。
二、利用原电池原理进行教案设计利用原电池原理进行教案设计，可以实现课堂体验式教育，让学生更好地了解电池的原理和电能转化，还可以提高学生的实验设计能力、观察能力和分析能力等方面的综合素质。
1.实验项目设计在教案中可以设置实验项目，通过让学生亲自搭建并操作电池的方式，实现对电池的原理和电能转化过程的深入了解。
例如，可以设计让学生探究使用不同金属和电解质时电池的输出电压变化的实验。
学生可以自己设计实验方案，选择合适的材料和电解质，并记录实验过程以及实验结果，进而分析电池输出电压的变化规律。
2.教学案例示范通过教案设计和案例示范，可以让学生更好地理解和掌握电池原理及其应用。
例如，可以通过具体的医疗仪器、电子玩具以及其他电子设备的案例来说明电池在现代生活中的作用和应用。
学生可以通过案例教学的方式理解电力的来源、运用和使用以及与日常生活的联系，进一步加深对电池原理的理解。
3.合作学习实践通过合作学习的实践，可以促进学生之间的互动和交流，培养学生的团队合作精神、沟通能力和解决问题的能力，提高集体智慧和创新能力。
例如，可以利用原电池原理和实验室设备，让学生分组探究如何利用原电池原理解决生活中的实际问题。
学生们可以通过课堂讨论、实验设计和报告撰写等方式，充分发挥个人和团体优势，提高合作能力和学术实践能力。
原电池的工作原理教学设计
原电池的工作原理教学设计教学设计：原电池的工作原理一、教学目标：1.理解原电池的工作原理；2.掌握原电池的构造和工作过程；3.能够解释原电池中化学反应的产生电能的过程。
二、教学准备：1. PowerPoint课件；2.原电池模型或实物。
三、教学步骤：步骤一：导入（10分钟）1.展示一张装有原电池的图片，引发学生对原电池的认知和思考；2.提出问题：你知道原电池是如何工作的吗？你认为它是如何利用化学反应来产生电能的？3.通过学生的回答引出本节课的主题：原电池的工作原理。
步骤二：理论教学（30分钟）1. 使用PowerPoint课件，介绍原电池的构造和工作过程：a.原电池由两个半电池组成，每个半电池包含一个电极和一种电解质；b.电极分为正极和负极，正极是氧化剂（接受电子），负极是还原剂（失去电子）；c.电解质是由金属离子和溶液中的氢离子组成；d.化学反应过程中，正极和负极发生氧化还原反应，释放出电子。
2.通过课件中的动画，展示原电池中化学反应的产生电能的过程。
步骤三：实验演示（20分钟）1.准备一个原电池模型或实物，向学生展示原电池的具体构造；2.进行一个简单的实验演示：a.将两根导线连接到原电池的正负极；b.将两个导线的末端连接到一个灯泡；c.告诉学生，当两个导线接触到灯泡时，灯泡会发出光；d.解释原电池中的化学反应产生的电能让灯泡发光。
步骤四：思考提问（10分钟）1.提问：为什么原电池的电能可以让灯泡发光？2.引导学生回顾课堂所学的内容，解释原电池中的化学反应释放出的电子流动的过程；3.鼓励学生提出自己的疑问和思考。
四、教学延伸：1.可以让学生自行在实验室或家中搭建一个简单的原电池实验，观察实验过程；2.引导学生进一步探索其他类型的电池的工作原理，如干电池、锂电池等。
五、教学反思：通过本节课的教学设计，学生通过理论教学和实验演示的方式，全面了解了原电池的构造和工作原理。
通过思考提问环节，学生培养了解决问题的能力，并开发出了对其他类型电池工作原理的探索兴趣。
原电池的工作原理教学设计
原电池的工作原理教学设计标题：原电池的工作原理教学设计一、引言在现代科技发展的背景下，电池作为一种重要的能源装置，被广泛应用于各个领域，如家用电器、电动车、移动设备等。
了解电池的工作原理对于学生理解电能转化和能源利用具有重要意义。
本教学设计旨在通过生动有趣的教学活动，帮助学生深入了解原电池的工作原理。
二、教学目标1. 理解原电池的组成结构；2. 掌握原电池的工作原理；3. 能够解释原电池的电能转化过程；4. 培养学生的实验设计和科学思维能力。
三、教学内容和方法1. 教学内容(1) 原电池的组成结构：正极、负极、电解质、外部连接线；(2) 原电池的工作原理：化学反应、电子流动、电能转化；(3) 原电池的电能转化过程：化学能转化为电能。
2. 教学方法(1) 探究式学习法：通过实验和观察，引导学生主动发现电池的工作原理；(2) 演示法：通过示意图和模型，直观地展示原电池的组成结构和工作原理；(3) 讨论与交流：组织学生进行小组讨论，分享自己的观点和理解。
四、教学步骤1. 导入环节(1) 引入电池的概念，让学生回顾日常生活中使用电池的场景；(2) 提问学生：电池是如何为设备提供电能的？引发学生思考。
2. 知识讲解(1) 通过示意图和模型，介绍原电池的组成结构和工作原理；(2) 解释原电池中的化学反应和电子流动过程；(3) 引导学生理解化学能如何转化为电能。
3. 实验探究(1) 分组进行实验：每个小组准备一个原电池和导线；(2) 实验步骤：a. 将导线连接到原电池的正负极上；b. 将导线的另一端分别接触到灯泡、电动风扇等设备上；c. 观察设备是否能正常工作，记录实验结果。
4. 实验结果分析(1) 学生讨论实验结果，分析为什么设备能够工作；(2) 引导学生总结实验过程中电能是如何转化的；(3) 解释原电池中的化学反应和电子流动对电能转化的作用。
5. 拓展应用(1) 引导学生思考：除了原电池，还有哪些电池可以实现电能转化？(2) 让学生自主搜索并介绍其他类型的电池，如干电池、锂电池等。
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熵理论指导下的化学开放性教学模式探究*戴南阳1 胡志刚2**（1．福建省南安第一中学福建泉州 362300；2. 福建师大化学化工学院福建福州350007）摘要熵定律这一自然界的重要定律也被认为是“一种新的世界观”。
熵是一个不断被深化与泛化的概念。
教学过程也是不断从低级有序向高级有序转化的过程，即是从“高熵”走向“低熵”。
用熵理论指导下开放性教学模式，以“化学能转化为电能”为例进行课堂教学，从低级有序状态到非平衡态，输入新的教学手段、教学方式——涨落，通过非线性作用达到新的高级有序阶段。
为学生的学习创造了一个广阔的思维空间和全方位、多层次、多渠道的学习环境。
关键词熵理论化学教学开放性教学模式原电池DOI:10.13884/j.1003-3807hxjy.熵被爱因斯坦誉为整个科学的首要定律，被认为是“一种新的世界观”。
随着对这一概念研究的深入，熵的概念不再局限于物理学的范畴，而是渗透到经济，农业，能源等许多领域，有力地推动了其他学科的发展。
本文试图将熵定律运用到中学化学教学中，重新优化化学课堂教学结构，进行开放性教学，以期提高课堂教学效率。
1 问题的提出当前课堂教学效率低下的一个重要原因是将课堂看作一个封闭的系统，教学仅是知识的传递，教师把学生变成了“容器”，变成了可以任由教师灌输的“存储器”。
在这样的教学活动中学生丧失了主体性，成了信息的被动受体，信息的流动是单向的、静态的，学生的头脑长期处于一种“休眠”状态，课堂教学系统几乎是思维静止的近平衡态。
教师与学生之间这种近似线性的关系，必然会阻碍信息和能量的交流，从而使整个课堂教学系统的总熵值不断增加。
熵理论运用到教学中的出发点：教育教学的系统本应是由多个因素构成的复杂的开放系统，通过教师科学的教学组织，学生正确地运用学习方法，对学习的知识信息进行思维加工而达到有序的平衡态，即是从“高熵”走向“低熵”。
熵原理指导下的课堂教学就是要提高遏制正熵、吸取负熵的能力，使学生在达到新的认识平衡的同时，增加自己的学识。
熵理论运用到教学中可促进教学系统有序演变，改变传统课堂教学封闭、僵化的状态，*2013年福建育科学“十二五”规划重点课题（FJJKCGZ13-011）**通信联系人，E-mail:使整个教学体系趋于开放化、动态化、系统化，解决长期困扰我们的教学效率低下的问题。
2 熵理论“什么是熵？没有什么问题在科学史的进程中被更为频繁地讨论过”，诺贝尔化学奖得主普里高津(I.Prigoging)如是说。
熵是一个不断被深化与泛化的概念，可以分为4个发展阶段。
第1阶段，它起源于德国物理学家克劳修斯（Clausius）1865 年构造的热力学系统平衡态的一个状态函数d S=d Q/T，其意为热量除以温度的商，用来表述热力学第二定律[1]。
杯中的水撒出去不会自动收回，即覆水难收；生米加热变成熟饭，熟饭不可能变回生米；热总是从高温物体传到低温物体，热不能自动从低温物体传向高温物体。
克劳修斯认为，在密闭条件下，体系由有序自发地转变为无序的倾向，混乱度增大，不可逆转，这种推动体系变化的因素称作熵。
在与外界隔离的体系中，一切不可逆的过程都是向混乱度增加的方向进行，这就是熵增加原理。
而后，玻尔兹曼（Boltzmann）把熵与系统微观状态函数建立了联系，对熵概念作了统计意义的解释，使熵成为系统组织的无序化程度的量度。
热力学第二定律引发可持续发展思想。
热力学第一定律告诉人们能量是守恒的，既不能创生也不会消亡，只能从能量的一种形式转化到另一种不能再做功的无效能量，熵的增加就意味着有效能量的减少，世界总是趋向于最大紊乱度。
热力学第二定律告诉我们，能量转换只能沿着一个方向进行，总是从高能量向低能量转换，从有序到无序，人类利用这个过程让能量做功，同时系统熵增加的过程，就意味着能量耗散了，从有用的能量转化向对人类无用的能量，如果不给予外界的干涉，系统的熵总是增加的，增加到最后，系统自动达到平衡态，也就是混沌无序的状态。
热力学第二定律给人类生存敲响了警钟。
1972年，马莎诸塞理工学院丹尼斯·米都斯（(Dennis L.Meadows)）领导的俱乐部提出了《增长的极限》的报告，人类无节制地消耗资源导致能源逐渐的耗尽、环境的污染，能量消耗大到最大值的熵——赫尔姆霍茨说的“热寂”，所有能量消耗一空，能量差趋于零，宇宙无可挽回地走向死亡。
面对这样的情境，20世纪80年代初(美)里夫金(Rifkin，J.)、(美)霍华德(Howard，T.) 的撰写了很大影响力的著作《熵 : 一种新的世界观》，[2]1992年6月联合国环境与发展大会通过了《里约热内卢环境与发展宣言》提出了“可持续发展”战略。
我国召开党的十八大中又提出“建立美丽国家”。
第2阶段。
1944 年量子力学创始人薛定谔（E. Schrodinger）提出负熵的概念，认为生命有机体要摆脱死亡，就要不断地吸取负熵，以抵消它在生活中产生的熵增加，使自身维持在一个稳定的低熵水平上。
第3阶段。
1948 年信息论创始人申农（C. E.Shannon）证明它和信息是一样的，在其经典论文《通信的数学原理》中运用公理化方法，提出了信息熵的概念，用以度量通信过程中信息源信号的不确定性。
利用概率论定义提出信息的负熵定理：一个开放系统，取信息就等于吸收了负熵，可使系统的不确定性、紊乱度减少并趋于有序；丢失信息时，系统的熵增加，无序度随之增加。
因此，信息与熵彼此是互补的，信息与负熵相当，而熵就是系统丢失了的信息的量度[3]。
第4阶段。
诺贝尔化学奖得主比利时科学家普里高津（I. Prigoging）从定义非平衡态系统熵开始，引入一系列新概念，把热力学从平衡态拓展到非平衡态，进而拓展到远离平衡态，最终提出耗散结构理论，引起了宏观物理学领域的革命。
该理论是熵概念深化的产物，是一种用热力学和统计物理学的方法研究耗散结构的性质及其形成稳定和演变的规律的科学，其研究对象是开放系统，主要讨论的是一个系统从混沌向有序转化的机理、条件和规律。
耗散结构论认为：一个远离平衡态的开放系统，靠外界不断供应能量和物质，当系统中的某个参量通过“涨落”达到一定的临界值时，便会打破系统原来的平衡结构，使系统进入一种远离平衡的无序状态，同时，该系统也便开始了更高层次的时间和空间上的物质再组织，从而产生巨大的系统超能，最终系统又将自发地进入一种动态的、功能有序的新状态。
普利高津提出的耗散结构要求不断地“吐故纳新”，即不断地与外界发生物质和能量的交换，才能维持它的有序状态[4]。
在耗散结构论中，熵和序是2个主要的概念。
耗散结构的形成需要3个条件：（1）系统必须是远离平衡状态的开放系统；（2）系统的不同元素之间存在着非线性作用；（3）涨落导致有序。
熵是近年来研究特别活跃的基本概念。
熵理论的发展历程见图1。
熵理论：Fig.1 Development process of entropy theory图1 熵理论的发展历程3 问题探究在熵理论指导下化学开放性教学模式可概括为图2：Fig.2 The open chemistry teaching mode under the guidance of entropy theory图2 熵理论指导下化学开放性教学模式[5]帮助学生从低级有序状态向高级有序状态转化，绝不能靠教师单方面的知识传授，而应激活思维，使系统进入非平衡态。
学生在学习过程中，当大脑处于全方位的开放状态时，就可以在不断吸收新知识的同时，巩固运用原有的知识。
而学生思维系统的全方位开放，是由学生主观方面的“开放意识”和客观方面“使之开放的措施”共同决定的。
主观方面的“开放意识”和学生的非智力因素相联系，诸如明确的学习动机、浓厚的学习兴趣、高度的注意力、顽强的意志力以及自信,进取而又虚心谦逊的良好心理品质等。
客观方面的“开放措施”包括信息输入的多通道、高强度和大容量。
上述过程在实际的教学活动中彼此密切相关、相互转化，使学生的思维由无序向有序发展，由低级向高级进化。
以“原电池的工作原理”的教学为例，探究熵理论指导下的化学开放性教学模式。
3.1 从低级有序状态到非平衡态在低级有序阶段，学生还没有接触新知识，但具备学习新知识的原有知识基础。
教师在教学中要主动构建学生认知的非平衡态，促使熵混乱的到来并寻找达到新平衡的途径。
例如在高中化学选修教材“原电池的工作原理”的教学中，教师首先让学生回顾必修教材“化学能转化为电能”中的相关内容，经过复习，学生自认为已掌握了原电池相关知识，思维处于低级有序状态。
接着教师重新演示“简易原电池——铜锌原电池”实验，让学生认真观察锌片表面的变化，当学生观察到锌片上仍有气泡产生时，疑惑顿时产生。
教师这时不失时机地引导：由于锌片和硫酸接触，部分锌和硫酸直接反应产生氢气，消耗了部分能量。
如果把硫酸改为硫酸锌溶液，反应情况又是怎样呢？接着学生在老师的引导下阅读课本，接触到由2个半电池组成的原电池的新知识。
新的信息与原有的认知产生了强烈的冲突：2个电极分别放在2个烧杯中为什么也能产生电流？盐桥的作用是什么？电池负极硫酸锌溶液的作用是什么？认知过程陷入无序状态，引起系统熵的增加。
这个“远离平衡态的开放系统”需要通过从外界取得能使学生的认知向有序方向发展的“负熵流”的办法来抵偿系统内部熵的增加，才能重新达到有序的平衡态。
当混沌无序状态来临时，教师应不失时机地输入“负熵流”，指导学生理清知识点，分析2个电极上所发生的反应，说明两极上发生的反应与电极极性、电流流向的关系，分析电池工作的总反应。
同时指出在反应中，盐桥中的阴、阳离子向两极对应的溶液移动，使电解质溶液保持电中性，氧化还原反应得以持续进行。
2个半电池通过盐桥连接起来，和外电路一起组成了闭合回路，构成了原电池。
这样学生在自我探索及教师的及时引导中重新找到知识的平衡点，让知识层次有个质的跃升。
当然，教学效果被诸多因素所影响，这些因素不论大小都非线性地影响着教师与学生。
教师在教学时要注意教学因素之间作用的非线性关系，从学生的实际出发，在教学中不断探索最有利于学生学习的方法，在细微之处留心观察，争取用最少的精力达到最佳的教学效果。
以“原电池”教学为例，部分学生一直无法理解“双液原电池中，锌片在硫酸锌溶液中为什么会失去电子”，教师对此现象不应回避，在教学中要很好地把握生成性问题，让生成性问题成为引导学生进行“研究性学习”的有利因子。
教师可请学生课后查寻参考材料，将物理学中有关电极电势的知识与化学相联系，帮助学生把学科间的相关知识融会贯通、学以致用。
3.2 输入新的教学手段、教学方式——涨落熵理论认为，在远离平衡的非线性区，系统中一个随机的、微小的涨落，通过非线性的相互作用和连锁效应会被迅速地放大，形成整体的、宏观的“巨涨落”，从而导致系统发生突变，进而形成一种新的、稳定的有序状态。