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介绍了化学课里面的几个重要概念：什么是元素？什么是原子？
原子是由质子、中子和电子构成的。原子中各粒子的位置和它奇怪的构造。
电子轨道是一个能表示电子在原子中的运动、位置，以及能量的概念。而电子排布则是电子填入电子轨道的方式。
简述了轨道形态以及缘由、以及元素周期表的分区。
主要介绍d轨道和f轨道的电子排布。
关于核外电子排布的一些例子和练习。
通过简化的电子排布式引出最外层电子——价电子的概念，并介绍价电子在化学反应中起到的关键作用
从各个族的角度来解读元素周期表。最外层电子数与各族的性质密切相关，元素周期表的规律性从很大程度上来说，是关于最外层电子数的。
第一电离能是指基态原子失去一个电子成为+1价离子所需的能量，通过研究不同原子电离能的变化规律来探索元素周期律
紧接第一电离能，提出第二电离能的概念，进而介绍了十分重要的元素性质——电负性。电负性表示元素原子对电子的渴求程度，在周期表中有自左下向右上渐增的大趋势。
组成物质的原子间是以化学键的方式进行作用的，抑或说化学键是原子间的一种作用。
呐，看分子呢，最重要就是要有合适的表示方式啦。其中，分子式和实验式是最为常用的，两者的信息不同各有长度。然后引出相对原子质量的概念之后，我们就能更方便地由实验式推出分子的质量组成了。
摩尔，一个化学中十分常用的表示数量的概念。1摩尔表示6.02乘上10的23次方个，后面这个常数，就是传说中的阿弗伽德罗常数。有了摩尔，就能简单地将微观的相对原子质量转化成宏观的“克”了。
12集中，我们介绍了从实验式或分子式中推出质量组成的方法。有了13集介绍的摩尔的概念，这集我们来教大家怎么从质量组成反推出实验式。
继续上一集从质量组成反推出分子的实验式的问题，这集来做些更有趣的练习吧。
为了得到等号两边守恒的方程式，以便以后研究各种问题，我们要先学会配平化学方程式。虽然看起来很头疼，但是跟着这集教的步骤一步一步来，问题的解决简直就是水到渠成。
有这么多的这些东西和那么多的那些东西，反应后得到的产物到底会是多少？这就是化学计量的内容。
如果反应不是刚刚好把反应物都用完，那么怎么计算得到产物有多少？为了解决这个问题，首先要找出限制反应物，然后按照限制反应物的量计算产品。
以压强P为切入点，通过例子推出理想气体方程。并且解释了理想气体的概念。
这段视频向我们展示了理想气体状态方程的应用，加深我们对该方程的理解。
关于理想气体状态方程的例题，通过计算得出了标准状况下理想气体摩尔体积的值
关于理想气体状态方程的例题，简单讨论了一下气体摩尔常数R。
关于理想气体状态方程的例题，运用理想气体摩尔体积解题。
分压是指同一温度下气体混合物中各种气体单独存在并占有与混合气体相同体积时所具有的压力。介绍压力与物质的量之间的关系和分压定律，并以此为依据解题
介绍常见的物质的三种状态，并解释了一般物质是如何在三种状态之间相互转化的。
物质的相态（续）：物质的第四种状态－－等离子态。等离子态，听起来很外太空，那么它到底是以何种形式如何存在的呢？而它又有哪些特质呢？
比热容与熔化热和汽化热：以常见的水为例，发生相变的时候，系统往往需要吸收或放出热量，同时不改变系统的温度，这部分热量被称为熔化热和汽化热。介绍了比热容的概念之后，我们就能通过例子学会计算温度和相态发生变化的时候，系统的能量变化。
水的冷却问题：要用多少低温的冰，才能使热水冷却到目的温度呢？基本思路是，先计算热水冷却需要放出的能量，而这部分能量即冰要吸收的能量，从而计算冰的质量。
这集我们来学习利用相图来判断物质在特定的温度和压强下的相态。
这集系统地开始讨论分子间作用力－－范德华力。重点讲了其中最弱的伦敦色散力（由于电子的分布不均而形成的作用力），取向作用，以及较强的氢键（由于分子中强电负性原子的吸电子作用而形成的作用力）。
原子晶体、金属晶体、离子晶体：三种最重要的晶体类型，分别是由共价键、金属键、离子键缔合而成。键的强度不同，三种晶体的熔沸点和硬度因此可作大致比较。
液体蒸发是由于液体表面有些分子动能很大，就可以跑到空气里，一定程度后，就达到动态平衡，形成蒸气压，而压强和温度对此影响很大。
在本集里面，Sal介绍了化学中关于混合物分类的重要方式。
盐溶解于水时发生了什么事呢？我们都知道水是极性分子，所以水的正极板会和盐的负离子异性相吸，同时负极板就跑去跟正离子在一起，这就是溶剂化作用。然而温度又起到了什么作用？答案就是，如果溶质是固体，越热越溶，如果溶质是气体，就反过来。
如果把盐溶到水里，那么溶液的熔沸点和原来的纯水相比有了什么变化？聪明的你们肯定意识到答案就是这集的题目。但是，为什么会这样呢？为什么熔沸点的影响会不一样呢？问题的关键就是，液体表面的粒子组成变化了。
化学反应是一个有效碰撞的过程，这个过程具体是怎么发生的？体系的能量会怎么变化？为什么有些反应一下就结束了，而有些却要好几天？这就是反应动力学的内容。
有很多反应是可以双向来回进行的，我们称之为可逆反应。那么可逆反应最后变成什么样子才到头呢？噢，原来到了一定程度，反应就会到达动态平衡，这时，各物质的浓度就不再变化了。为了方便表示，化学大家们就定义了一个神秘的平衡常数。
哎呀，因为Sal在之前的视频里面氯离子画得比钠离子大，后来被质疑了，所以就做了这个小视频，专门讲离子的大小。我们之前讲过原子大小，但是变成离子之后，这个大小可是会变化的哟。
为什么平衡常数的方程是这样的？为什么浓度要乘计量数的次方，而不是直接乘计量数？为什么生成物是分子，反应物是分母？这一切都是可以通过概率来直观推导的。
本集Sal着眼于计算，以一个例子导出平衡方程式。
如果反应体系里面不仅仅是溶液，还有固体，或纯物质，或气体，这样的多相平衡中，平衡常数的表达式里怎么表示它们的浓度？答案就是我们可以忽略固体和纯物质。因为浓度表示的是概率，而它们何时何地存在的概率都是1。
一个反应已经达到平衡了，如果我很调皮地到处捣乱，加些东西进去，或者改变一下压强温度，反应会如何应对？勒夏特列先生告知我们，反应平衡会向减小这种捣乱的方向移动，减小我们的影响。
水自己的时候也很不安分，它会发生解离生成氢离子和氢氧根，当然也是个可逆反应，平衡常数称为Kw。而前面加个小p,就表示对它们取负的常用对数，例如pKw=-lgKw。同时pKw还等于pH加上pOH呢。
酸碱是两类重要的化合物，但是它们现在能叫这个名字，却不是简单的事。由阿伦尼乌斯定义到酸碱质子理论，再到路易斯定义的酸碱电子理论，酸碱的定义都有所不同。所以如果以后看到一种化合物被称作酸或碱，就不要太困惑咯。
计算强酸强碱的pH和pOH,关键就是从酸碱的浓度里面算出氢离子和氢氧根的浓度，然后根据p的定义，取负的常用对数就好啦。
弱酸之所以弱，就是因为它在水中不完全电离，那已知弱酸的初始浓度，怎么算平衡时候电离出的氢离子浓度，又怎么算pH咧？
没关系！我们有万能的平衡常数，代数法，简单解决。
和上集一样，利用万能的平衡常数，由初始的碱的浓度，用代数法算出平衡时氢氧根的浓度，从而得到pOH的值。
由酸碱反应引出酸和碱的概念，重点介绍质子理论中酸和碱的定义、共轭酸与共轭碱的概念以及如何写出某种物质的共轭酸（共轭碱）。
在这集中，我们会看到上帝的“鬼斧神工”——pKa+pKb=14
如果你把强酸或者强碱倒到弱酸和它的共轭碱组成的溶液里面，神奇的是，pH不会有太大的变化，所以这样的溶液被称为缓冲溶液，它可以稳定溶液的pH！！而且！我们还可以通过Hendersen-Hasselbalch方程算出这个具体数值。
如果你很想知道某个强酸的度，这时就可以采用强碱来滴定，通过pH的变化确定酸的浓度哦。
如果未知溶液是弱酸，由于它不完全电离，那么滴到什么时候才到等当点？等当点的pH是多少？怎么算出弱酸的浓度？
由前两集，我们知道了等当点的意义。那么半等当点又有什么玄机呢？
强酸、弱酸、强碱、弱碱、pH、pKa、等当点、半等当点……如果你觉得这堆名词就像是一堆星星在你头上转啊转，那就快来做几题熟悉一下吧。
氧化态其实是个虚拟的东西，就是把所有键都看成离子键，然后通过对比电负性分析各个元素的化学价，具体怎么做？看我！
介绍如何通过化学式计算化合物中元素的氧化态。穿插介绍了化学反应中“氧化”和“还原”的概念。
对上一集中关于过氧化氢中氧的氧化态的更正，加深对氧化态概念的理解。
还升失氧，氧降得还。（还）原剂的氧化值上（升）（失）去电子变成（氧）化产物；（氧）化剂的氧化值下（降）（得）到电子变成（还）原产物。
把两种可以发生置换反应（氧化还原的一种）的金属分开，接个导线，然后居然就可以产生电流了！！
就像是食物有赏味期限，元素放久了也会“变质”，原子核会扔出一些东西，然后变成另外一种元素，这就是衰变。根据它们“扔”的东西的不同，主要有三种衰变。
上集讲到了衰变，一堆原子里有一半发生衰变需要的时间就是半衰期。我们可以通过这个概念，算出还有多少原子仍在“赏味期限”。
如果经过的时间不是整数个的半衰期，比如1.385个半衰期，那么剩下的多少个原子咧？
如果你跳过了上集，这集会直接给你端上热乎乎的指数型计算公式。
N、N0、λ、t、半衰期，五个量知三求二，让Sal带你好好摸清这个公式吧。
在我们具体讨论热力学之前，我们先要来认识一下各种物理量是宏观的，还是微观的。
为了研究某一过程中各时间点物质的宏观状态函数，我们构造了一个“准静态过程”——即过程中任一时间点物质都无限接近平衡状态。再由准静态过程引出可逆过程的概念。
讲了那么多热力学，第一定律都还没好好讲着实是不应该啊，不过其实它和能量守恒定律是没太大差别的。至于热力学能——U嘛，其实就是一个系统的总能量，什么形式的能量都算在它头上。所以对于一个理想系统来讲，ΔU=Q+W，特别是为了把这个W讲清楚，Sal老师花了很多的心思，赏脸看一个吧。
热力学能就像是是能量的银行账户，这集，我们来熟悉一下，这个账户的帐，到底是怎么收支平衡的。
现在大家都知道了ΔU=Q+W，但是，热量是怎么穿梭于系统内外的，能量又是怎么通过做功传递的呢？这个W到底是什么意思？
U这个龙头老大，实际好控制得很，因为它是个状态函数。也就是说，只要系统状态不变，不管它在外面怎么活蹦乱跳，只要回到同一个压强体积下，热力学能是始终如一的。所以，通过P-V曲线来确定U，简直就是柳暗花明又一村。
讲了好几集热力学能——U了，一直都只是讨论它的相对值ΔU，对它的绝对值避而不见，这集，庐山真面目终于浮出水面，它其实就等于2/3 nRT。意外地简单吧，更让人意外的是，Sal老师这集，用最粗糙的假设，推出了最精致的真理。
由上集我们知道，如果温度不变，热力学能U就不变，这时候如果系统膨胀，它就对外做功，那么热力学能应该就要减少，温度应该就要下降，但是，不是说好了不变的么！哈哈，破绽在哪里？
系统先是在等温线上安稳地当着“热二代”，可是时运不济，热源走了，它再也没有用之不竭的热量了，唯有坐食山空，看着压强和温度迅速走低，一个转念，开始自我压缩，变卖固有能量，维持自己的温度，提升自己的压强，还把多余的热给了可怜的大众，最后在时机正确的时候鲤鱼翻身，重振了家业，回到了原点。这就是坎坷的卡诺循环。
大自然的奥妙就在于，越是重要的结论，越是有简介明了的表达。所以啊，只要利用热力学能的定义、理想气体方程，就可以轻松得到卡诺循环里VB/VA=VC/VD了哦。欲知详情？快看看Sal老师的推导吧。
状态函数，顾名思义，就是函数的值只和系统的状态有关，跟变化的途径没有半毛钱关系。热量不是一个状态函数。然而熵，它和热量有着很亲密的关系，居然是个状态函数？！
上集，证明了熵是个状态函数。但是！只证明了它在卡诺循环里是个状态函数啊！这怎么行呢？所以Sal老师又拿出了两个范例，证明了熵在任何可逆过程里，都是个尽忠尽责的状态函数，至于不可逆过程嘛，就难说了。
[第77课]77.熵的热力学定义与微观定义等价
这集真的很妙。我们先定义一个函数S，用来描述系统的微观混乱度。最后，这个描述微观的函数S，居然就是我们平时描述宏观的熵！宏观和微观，竟然在一个函数上对等了。
熵的直观体现，便是大名鼎鼎的热力学第二定律：热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体而不留下其他变化。我们的常识的确如此，但是，为什么呢？
麦克斯韦妖，看名字就知道趣味十足。作为一个世纪经典的思维实验，麦克斯韦创造了一个“妖魔”，看似能颠覆热力学第二定律。但是“邪”终不可胜“正”，真相只有一个。
熵是一个宏观状态函数。注意啦，“宏观”！不要再拿那些连分子都表示出来的系统讲什么熵啦。
效率是个很常见的概念，放在热力学里面意思也不变。卡诺热机的效率1-T2/T1，其中T1和T2分别是高、低温热源的温度。过程虽然看起来有点复杂，但是结果真的是简单地惊人啊。
前面讲熵的时候，我们证明了卡诺循环是可逆的。换句话说，我们可以想象一下，按照逆行的卡诺循环制造出来的热机……难道，就是制冷机的横空出世？这符合热力学第二定律嘛？
81集讲了怎么求卡诺热机的效率。能想象吗？这就是世界上最高效的热机了。如果你不服气，硬是相信会有超级热机能够打败卡诺热机的。那么很不幸，Sal老师用几分钟，就毁灭了你的信仰。
我们无论如何，都想弄出一个能描述热量的“状态”函数。看起来很难，但只要定义H=U+PV，定压的时候，就有H=Q。你可能会很不屑地觉得：“切。要定压才有用。那不就是没用咩？”错啦。大部分化学反应都是定压发生的呀。
从单质反应生成一种物质，系统悄悄吸收的热量有多少，这就叫物质的生成热，用ΔHf表示。诶？H不是焓么？怎么是热了？没有什么好奇怪的。上集不是讲了吗，压力不变的话，ΔH=Q。生成热，就是一个具体的应用。
盖斯定律说反应的能量变化与途径没有关系。那么我们就可以把一个反应拆成两个。先将反应物“打回原形”，变成元素单质，再由元素单质反应生成产物。利用生成热，反应的焓变就呼之欲出了。
看完这一集，你再也不会忘记吉布斯的定义式了。为了知道一个反应能不能主动自己完成反应，我们需要一个新的函数。仔细分析了一下，H、T、S这三个量最有影响力，那么我就来试试看用它们组成新的判据函数吧。
上集，我们已经讲了吉布斯自由能变ΔG的定义式了。这集，我们就来看一个具体的例子，练练手，熟悉一下计算过程。
87集里面我们凭感觉，定义了ΔG=ΔH-TΔS。但是科学哪里能凭感觉说了算呢。所以这次，Sal老师带我们认认真真地推导出了吉布斯函数。
有很多教材呀，教学网页啊，都有讲吉布斯自由能变和反应自发性的证明。但是它们的证明好像明显简单很多，哪里需要讨论可逆和不可逆过程呀。这个证明的方法很简单，的确很诱人，却有一个经典的BUG啊。我们一起来找找吧。
化学计量学例题1：拿到一个方程式，别人再给你其中一种物质的质量或物质的量，剩下的化合物的质量和物质的量通通都能算出来。这就是漂亮的化学计量学。P.S.记得要先配平哦。
葡萄糖和氧气反应生成水和二氧化碳，已知葡萄糖有25.0g，求完全反应的氧气、水、二氧化碳的质量。Sal老师会一步一步地带着大家求出答案。只要理解了这题，你会发现，化学计量的题目不过如此嘛。
通常两种东西反应，都不是刚刚好全部用光光的，总是会有一个不够，而另一个太多。那么这集，我们就来看看这样的情况。
化学计量学除了能求出反应里面各物质的质量以及物质的量，它还可以结合原子守恒，推出未知反应物的实验式！是不是很神奇呢？
通过产物CO2和H2O的质量求得未知酸中C、H这两个家伙的物质的量，再求得其质量，又已知未知酸质量，从而求得O的质量，进而求得O的物质的量，通过三个物质的量之比，求得最简整数比，即得反应物实验式。
化学计量学问题？？！！前面纯理论的课听的有点晕了吧。没关系！这次我们通过具体的例子再了解一下整体思路和流程。同时复习一下让初学者头疼不已的“物质的量”和“浓度”和“质量”之间的数量关系。千万不要错过哦。
这次我们加入了单位换算，而且我们不一步一步来了。我们整理出完整的思路，把整个表达式都弄了出来再甩出计算器。感觉好像会比较复杂，因为总要拖着一堆数字前进，但是熟练了之后，这样更快捷，而且结果也更精确哦。
这集我们接着来求丁香酚的实验式和分子式。但是题目只给了丁香酚各元素的质量分数，以及摩尔质量，而不是质量。这可怎么办呢？关键啊，是先做一个假设，假设这个化合物，只有1mol。这样，不就轻而易举得到质量了吗？
关于酸碱滴定的题目，无论条件是什么，都要先列出反应，搞清酸和碱的配比关系。然后再利用摩尔质量是物质的量和质量的桥梁。所有问题都能迎刃而解。
这个名字听起来就很高端，似乎是不能为常人所能理解的。但是越复杂的东西，其实越有着简单内心。分光光度的原理非常简单。就是越浓或者越多的溶液，就能吸收越多的光，所以看起来就越不透明。既然如此，我们就能通过测出吸收了多少光，得到溶液浓度了！
上集我们讲了分光光度法的原理。这集，我们利用吸光度和溶液浓度的线性关系，求任意吸光度对应的浓度哦。图解或者计算都可以哦。
还记得盖斯定律吗？反应的焓变，跟途径没有关系！所以只知道一个反应里各个物质的
自己反应的焓变也没关系。只要把它们拼拼凑凑，就能拼出原反应，然后把相应的焓变一加就完事儿了！不过注意反应逆过来还有翻倍的时候，焓变也要跟着变哦。
这道题看起来会比较复杂，但是只要弄清每一步的用意，学会这个解法真是一点问题没有。有一杯水放在房间里，那么很久以后，水会完全蒸发么？我们知道，空气中的水分子达到某个程度就不会增加了，这时水分子的分压，就叫它的饱和蒸气压。那么，这个房间，要蒸发多少水才能达到饱和蒸气压呢？
我有一些室温下的乙醇，要把它全部蒸发掉，需要多少能量？这个问题要分两个部分看。我们知道液体要到达沸点才会开始蒸发，所以先求升高液体到沸点的能量。然后，光是到沸点当然不行，还要继续吸收能量才能变成气态啊。最后只要把这两个部分的能量加一加就大功告成了。
学校：可汗学院
讲师：Salman Khan
授课语言：英文
类型：化学 社会 可汗学院 教育 科技
课程简介：主要为化学的反应原理（包括动力学原理和热力学原理），内容与现今国内的大学一年级相关专业学生所用教材紧密对应，较为全面，无论是预习复习，还是扩展知识都十分适用。每课都特别地侧重于某个内容，学生不需要从头看起，有时甚至可以直接挑选自己需要和感兴趣的某节课看。视频由可汗学院免费提供，详见：（All Khan Academy materials are available for free at ）
扫描左侧二维码下载客户端作者：黄静许利闽教学仪器与实验 2013年02期　　化学前概念是学生长期与周围环境作用并通过主体的建构而形成的，其对化学学习和化学知识的建构既有积极的作用也有消极的影响。因此，研究学生化学前概念的主要模式，分析它们的成因，了解学生原有的概念和思维方式，弄清它们与新知识间的相融或相悖之处，有助于教师在教学中做到有的放矢。　　“电化学”知识是化学课程的重难点内容，主要包括原电池和电解池的原理及其应用，还涉及溶液的导电性、电解质的电离、氧化还原等相关知识。由于这方面知识的抽象性和动态性，大多数师生认为其在理解上有一定的困难。研究表明学生对“电化学”知识的了解存在不同的前概念，但很大部分是对化学现象、反应过程的片面或错误理解而产生的错误概念，对学生学习“电化学”知识产生了消极影响。本文通过对国内外相关文献的综述，对学生“电化学”知识错误前概念诊断、形成原因和概念转化策略进行了分析探讨，并提出几点教学建议，以期对改进“电化学”知识教学有所帮助。　　一、“电化学”知识错误前概念的诊断　　各国研究者通过“电化学”基本概念测试问卷、访谈、观察、录像、小组讨论等方法对学生存在的“电化学”前概念进行诊断，结果表明，学生关于“电化学”知识的错误概念主要表现在两方面：一方面是关于电极知识的错误概念，另一方面是关于电解质导电性的错误概念。　　（一）关于电极知识的错误概念　　Bradley和Ogude在2007年的研究中提到学生很难将电池部件、电动势、电流等概念相联系，他们认为电极是带电的，正极带正电荷，所以会吸引电子[1]。Garnett和Treagust 1992年对高中生进行了采访，访谈结果中探讨了学生对电极认识的几个方面存在错误概念：①判断原电池的阴阳极；②理解标准电极的作用；③对阴阳极所带电荷的理解；④确定电解池中的阴阳极；⑤确定浓差电池的阴阳极；⑥认为半电极电势是独立的，它可以用来预测电极反应是否能自发发生[2]。Hans等在2007年的研究中发现很多学生不是通过氧化还原反应来判断阴阳极，而是笼统地认为阴极总是负极，阳极总是正极[3]。我国研究者方婷在2008年对学生“电化学”概念认知发展的研究过程中也得出类似结论[4]。　　（二）关于电解质导电性的错误概念　　任红艳等2009年通过团体测查和个案访谈的方法，对104名高三学生和108名大一学生进行了电化学概念理解的探查，结果表明很多学生错误地认为在化学电池中电子的移动形成电流，在他们看来，电子的移动是形成电流的必要条件，而对于金属和电解液两种导电方式的关系模糊不清[5]。Garnett和Treangust 1992年对澳大利亚高中32名17岁学生进行了采访，发现大部分学生认为，即使是在溶液中，电流也是由于自由电子的移动而引起的[7]。1997年，Sanger和Greenbrowe对学习美国化学导论课程的大学生进行研究，同样发现了学生有关溶液导电性的错误概念，如电子在水溶液中能自由移动而不需要离子的协助，以及在溶液中离子的协助下，电子能从阴极移向阳极等等[6]。　　二、“电化学”知识前概念的成因分析　　（一）旧有概念的局限　　概念的形成往往是一个内涵不断丰富和外延不断发展的过程，学生常常会受到原有概念的局限而产生不全面的甚至是错误的概念。Valandies和Nicos等人的研究表明，许多学生在学习氧化还原反应和燃烧反应等概念时，形成了错误概念[7]。在初中，氧化还原反应的概念是从得氧和失氧的角度来定义的，而到了高中阶段，需要学生从化合价的升降以及电子得失的角度来界定和理解氧化还原的概念，学生往往受先前学习的局限。原电池和电解池的电极上发生的反应均为氧化还原反应，在学习“电化学”知识时，学生如果不能从化合价升降和电子得失的角度来理解氧化还原反应的概念，而仅仅停留在得失氧层次上来理解，会影响学生对“电化学”有关概念的形成。方婷在研究中得出，生活经验或日常概念对学生形成电化学概念有着重要影响。这种影响可能是积极的，也可能是消极的，它取决于日常概念的含义与化学概念的内涵是否一致，若日常概念的含义与化学概念的内涵不一致时，则会产生消极作用。如，日常“电”的概念对学习“电离”概念总是产生干扰作用，学生会错误地认为电解质的电离是在电流作用下发生的。　　（二）与物理学概念的混淆　　有不少研究者认为，早期物理学家和化学家在定义一些物理学和化学概念时倾向于从现象本身来定义，缺乏对现象背后本质的理解。这样的物理学和化学定义沿用至今，学生缺乏对科学发展历史的认识，不能正确地理解概念的本质，从而影响了学生对“电化学”概念的形成。David Treagust指出学生在“电化学”学习过程中产生的许多概念认知困难是受物理学概念的显著影响导致的[2]。例如学生倾向把盐桥看作像电线一样连接电路，认为电子可以穿过盐桥进入到电解液，并且他们无法正确判断电子或是离子的运动方向；部分学生判断阴阳极时也会受到物理中判断正负极的干扰。任红艳通过访谈研究得出学生对电解液中电流的形成认识不清，认为电子的移动是电流形成的必要条件，他们认为电解液里面含有电子，很大程度上是受到物理课中所学的“直流电路中电流的电子本质”和“电流具有连续性特征”的影响。学生在学习化学电池以前就学习过有关电流和电路的知识，他们对金属导电已经非常熟悉，即金属导电是电子定向移动的结果，又知道电流具有连续性的特征，从而错误地认为在化学电池中电流是电子的连续运动形成的。　　（三）“电化学”知识本身的抽象性和教学手段的单一化　　“电化学”知识涉及电子转移、浓度差等抽象概念，学生较难通过想象描绘抽象知识画面，教师若不能将抽象知识点直观呈现，学生很可能因缺乏感性认识导致死记硬背。De Jong等1998年的研究结果[8]表明：教师讲解能斯特方程时，在黑板上举出一系列的计算例题，要求学生通过解决计算问题来了解能斯特方程的应用，可是却没有进行关于测量原电池电位差的实验或是通过其他手段直观展示浓度变化过程。对学生而言，并没有真正了解能斯特方程以及计算的电极电势差的意义，只是在进行一个乏味的数学计算过程。教师在教学过程中，有时候过于高估学生的接受能力。他们没有考虑到学生思维发展水平的阶段性特点，不能化抽象为具体，用形式多样的教学手段来促进学生对知识的理解，这势必会影响学生概念的形成。　　（四）化学教材的不明确定义　　教材对于学生理解“电化学”概念具有很好的导向作用，若教材中对某些抽象概念的定义不明确或是教师对教材的解读讲解不够到位，都很难引导学生对概念形成正确的理解。任红艳指出在原人教版高二化学课本第四章第四节“原电池原理及其应用”中有这样的描述：放电时，负极上的电子通过导线流向用电器，从正极流回电池，形成电流。这里所说的“形成电流”对刚刚接触原电池的高二学生而言就显得比较模糊，他们本来就已经对电子定向移动形成电流的现象印象非常深刻，因此可能错误地认为整个回路（导线中和溶液里面）中的电流都是电子的移动所致[5]。并且在这一节中并没有提到溶液导电和金属导电的区别，在原电池示意图中对阴阳离子的运动方向标示也不清楚，如果在教学过程中教师不刻意向学生解释的话，学生很容易产生错误理解。Marohn 2007年曾对教材中有关电极的定义做了研究，教材中通常将发生氧化反应的电极定义为阳极；发生还原反应的电极定义为阴极，却没有指明电子从哪儿来、到哪儿去。Marohn建议应更明确的定义电极，如发生氧化反应的电极为阳极，粒子在电极上失去电子；发生还原反应的电极为阴极，粒子从电极上获得电子[3]。　　三、“电化学”知识前概念转化的研究　　学习是新旧知识相互作用的过程，不能视为简单的新信息和已有知识框架的加合，有意义的科学概念学习包括重新排列、改组、替代已有概念来重组新的概念，这个过程就被称为概念转化。国内外研究人员主要利用概念转化文本、实验设计、微观过程模拟等方法来促进“电化学”概念转化。　　（一）利用概念转化文本促进概念转化　　概念转化策略是基于概念转化文本，即通过将科学的概念以例子、问题和解释的方式和学生错误概念对照，提醒学生常见的错误概念，帮助学生建构各知识点之间的联系，形成科学观点。许多研究表明概念转化文本对学生理解许多方面的科学概念都有帮助。　　2007年，Yuruk选取74名大一学生作为研究对象，进行原电池教学研究，他们将原电池的相关知识分为8个领域，并确定每个领域的概念理解任务，以问题形式呈现（即概念转化文本的制作），作为实验组学生的补充材料。概念转化文本让学生在系统学习之前先进行交流讨论，与其前概念产生认知冲突，并通过科学解释告知学生常见的“电化学”错误概念。经过一段时间学习后，利用研究者编制的概念测试题和问题解决能力测试来评估实验组和对照组的差异，结果表明，实验组的学生无论在概念测试题中或是问题解决测试中都有较明显的提高[9]。　　（二）通过合理的实验教学设计帮助学生实现概念转化　　国外一些研究者认为，通过实验对学生弄清电池的一些基本特征，尤其是电极、电极反应、电解等概念有较大帮助。比如Barral等人1992年进行了一个简单实验：将磨光的锌棒和铜棒分别插入盛有同浓度稀硫酸的烧杯中，让学生观察反应，再将锌棒和铜棒用电线连接后插入盛有稀硫酸的烧杯，并连接电表。让学生预测电表是否偏转和偏转的方向，并讨论实验现象的成因，为引出更复杂的丹尼尔电池、盐桥、半反应概念讲解打下基础[10]。实验过程中通过对学生的步步引导，由浅入深，取得了良好的教学效果。　　（三）通过微观过程模拟促进“电化学”知识概念转化　　化学作为一门学科，学生在理解其概念上存在大量的问题。一个很重要的原因在于学生对化学微观过程的抽象认识能力有限。学生在表征化学知识的时候，通常局限于宏观水平。有不少学者都提出可以利用现代信息技术手段来模拟、揭示化学微观过程，使学生在微观水平上来认识化学。在南非，Huddle和White等人2000年利用一个精确的模型来教授“电化学”电池微观层面的反应，教学之后，学生在绘制溶液中电子移动的图画测试中成绩有了很大的提高[11]；Sanger等人利用电脑仿真系统演示原电池中电子移动现象，帮助学生进行抽象画面的构建，教学效果也得到显著的提高[6]。　　四、国内外研究对我国“电化学”教学的启示　　通过对国内外电化学前概念及其转化的相关研究进行梳理分析，我们认为要使学生更好地掌握“电化学”的有关概念，可以从以下几个方面入手。　　（一）关注前概念，重整学生认知结构　　认知结构是主体在认知过程中所采取的一种处理信息的方式。学生头脑中含有错误的前概念，认知结构不能正确地同化吸收新的化学概念，因此必须进行重整。教师可在知识讲解之前提供一些实例或指导材料，激发学生进行思考。让学生描述自己的认识，通过学生和教师交换各自的观点，不断暴露认识上的冲突，并在此过程中进行适当的引导，使学生建构新的理解。同时应用新的理解建构概念间新的联系，并将新旧知识进行比较、整合、多次往复，使其认识不断完善。　　（二）丰富教学手段，促进学生对电化学概念微观本质的理解　　电化学知识抽象，如何将其微观内涵直观化是电化学教学中的重要问题。而在我们的化学教材中大多是经典的电池图示，这些图示没有描绘电子转移或阴阳离子移动的微观过程，这会给学生理解电流的产生、电子的转移、阴阳离子的移动带来一定的障碍。加强电化学微观过程的理解可通过两种途径：一是在进行化学实验并观察宏观现象的基础上，通过对宏观现象的分析逐步迈入微观世界；二是用形象的图片、模型、动画等形式对微观过程进行模拟，以直观的形式反映微观世界[12]。比如学生对电解液中电流的产生理解模糊，认为电解液中可以有电子存在。针对这一点化学教师可以利用计算机软件制作一些模拟化学电池微观工作过程的动画，其中包括导线中电子的运动路径和电解液里面阴阳离子的运动情况。　　（三）强化变式问题解决训练，促进学生前概念的转化与灵活迁移　　国外已有研究证实经历“变中求同”的问题解决或变式训练，有助于深化学生对概念的理解[4]。在电化学教学过程中，教师可尝试围绕若干重难点、疑点的教学内容从不同角度构造问题，并嵌入到各个教学环节中。经历详细的问题解决步骤能使学生意识到自己在什么问题上会出现错误概念，以便针对性地予以克服。通过演练，学生能够较全面理解问题的本质属性，并在新的情境中提高变通能力。需要教师重视的是，在新情境中变式训练的迁移效果如何并不取决于平时演练“同质”习题的多少，而在于是否真正把握了各种变式所共有的本质要素，能否解释某些隐含较深的知识规律。在变式训练中，典型分析和习题演练相结合，方能促进知识的灵活迁移。作者介绍：黄静、许利闽，福建师范大学化学与化工学院（350108）。百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网,您的在线图书馆
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