化學概念教學必須體現概念的形成過程

一、問題的提出

化學概念在化學知識體系中具有重要的地位，它充當著知識網絡中的“節點”。學習者的認知結構中如果沒有形成清晰的化學概念，則談不上真正掌握化學變化的內在聯系及其規律。有關研究數據表明，化學概念掌握差的學生頭腦中的概念之間聯系比較松散，即使單個化學概念理解有時也會出現錯誤，在解決問題時未能進行有意義的聯系，已有的相關組塊較少，不能表征出內在的關系和規則，外在表現在解決問題的時間長而且容易出錯。

當前，教師不重視章節起始課的教學，概念教學走過場，以解題教學代替概念教學的現象比較普遍。在章節起始時，許多教師沒有把本章節要解決的主要問題、基本過程和主要思想方法等納入教學任務中。概念教學常常采用“一個定義，幾項注意”的方式，在概念的背景引入上著墨不夠，沒有給學生提供充分的概括本質特征的機會，認為讓學生多做幾道題目更有用。更令人擔憂的是，有些教師不知如何教概念。

“物質的量”在化學知識體系中具有重要的地位，它充當化學概念體系的一個非常重要的“節點”。它是連接微觀和宏觀、定性和定量的橋梁，讓我們獲得一個通向微觀世界的視角?！拔镔|的量”貫穿于高中化學知識學習的始終。掌握這一化學概念，有助于學生定量表征化學反應，促進相關化學知識的系統化。

人們認識事物的一般規律是由具體到抽象，由簡單到復雜，學習具體的事物總比抽象的概念容易，對于剛剛進入高中階段的學生來說，抽象思維將逐漸占主導地位，但在很大程度上還屬于經驗型，學生的邏輯思維仍然需要感性經驗直接支持。然而，“物質的量”一下把學生的研究視野，從宏觀世界引入到微觀世界，在微觀的世界里，需要學生更多地使用發達的抽象邏輯思維來重新認識事物的本質，學生在這方面學習過程中有一定的困難，而且很多情況下教師在課堂上講述“物質的量”，只是提供解決問題的計算公式，再通過習題加以訓練，而沒有重視引導學生主動參與到概念的形成與建構之中，讓學生主動對新的概念原理進行構建，從而達到對概念原理的理解。機械地背誦概念，套公式計算，結果是學生在“物質的量”的學習過程中不僅感到有難度，而且很難感受到宏觀和微觀粒子之間的聯系和在實驗中的應用，也影響學生對“化學的本質”的理解。

二、建構主義學習理論對概念教學過程設計的啟示

針對上述存在的問題，本文以“物質的量”概念教學為例，探討化學概念教學如何體現概念的形成過程。

建構主義理論認為，科學概念的形成是建構與重新建構個人概念的過程，學生不是被動地學習而是主動地建構對輸入信息的解釋，在生成概念的意義時，總是與其以前的經驗相結合，涉及其原有的認知結構和認知過程。

“物質的量”的概念抽象遠離學生的生活實際，又沒有有趣的化學實驗，對于“物質的量”的概念學生沒有聽說過，對于與該概念相關的科學事件，學生了解較少，所以先讓學生接觸化學事件是比較重要的，否則先接觸概念，學生頭腦中缺乏相應的產生聯想的知識，缺乏建構的基礎，學習起來自然困難。

在“物質的量”的教學過程中，發揮啟發、設置疑問的主導作用，通過設置一些微粒表示過程中所遇到的困難幫助學生理解為什么要研究這個問題，怎樣研究這個問題。在學生建構“物質的量”概念體系的過程中，對于“物質的量”采用類比、建立集合的方法進行教學，減少學生的陌生感，這些材料的內容介于新舊知識之間，在學生對新知識的理解中充當橋梁作用，使學生易于同化新材料。

教師應該創設問題情境，給學生參與的空間，讓學生感受到概念產生、發展的基本過程，體會到研究問題的基本套路，進而提高提出問題、研究問題的能力，教師設計時應考慮幫助學生建立一個新的概念“物質的量”，考慮其在化學學科中的意義是什么，對中學生來說學習它的價值是什么，在課標中提出的要求是什么，然后接著要考慮：概念建構、概念應用以及概念的辨析在新課程中如何處理。

三、教學過程概述

1．讓學生感受引入概念的必要性

【引入】水是大家非常熟悉的物質，它是由水分子構成的。一滴水（約0.05mL）大約有1.67×1023個水分子。如果一個個去數，即使分秒不停，一個人一生也無法完成這項工作。

【問題】怎樣才能科學又方便地知道一定量的水中含有多少個水分子呢？要解決這些問題，我們需要架設一座從微觀世界通向宏觀世界的橋梁，那么，怎樣去架設這座橋梁呢？這就是我們這節課要研究討論的內容。

【創設問題情境】曹沖稱象的故事，曹沖解決這一難題的主導思想是什么？（主導思想是化整為零，變大為小。）農科人員在研究水稻良種培育時，需要測量一粒稻谷的質量，請問，如果在沒有精密天平（只有托盤天平）的條件下，如何稱量一粒稻谷的質量？先稱幾百粒的粒重或幾千粒的粒重，求其平均值，從而得到一粒的質量。解決這一問題的方法是：積小成大，聚微成宏。

【思考】用什么方法才能算出一個原子、分子或離子的質量？（用聚微成宏的方法）

【問題】農科人員用1000粒為集體測量大米的千粒重，那么化學家又用什么微粒集體作為衡量微觀粒子的量才合適呢？這個微觀的集體的具體個數是多少？這個微觀集體的單位名稱又是什么呢？

2．“物質的量”概念的形成

【教師】物理量是在人類社會的發展過程中逐漸產生的，沒有物理量，人們在描述很多東西時都感覺很不方便，有了物理量就方便了，我們需要建立一個物理量對粒子的數目進行精確描述，這個物理量就是我們今天要介紹的“物質的量”。

【教師】每一個物理量都有單位，物質的量也不例外，因為物質的量是描述物質所含粒子多少的物理量，所以我們最先想到的單位可能是“個”。

【啟發】如描述一個人的身高時，為什么單位不能用“光年”?（“光年”是長度單位，1光年=3×105km/秒×3600秒/小時×24小時/天×365天=946080000km），衡量地球的質量時，為什么單位不能用“克”?

【視頻】短片中，出現了很多的單位，這些單位都可以用來表示什么？它們又有什么樣的共同點呢？

【小結】表達多少的單位不一定是“個”，還有“卷”、“捆”、“袋”等，這些單位的共同特點就是把許多個個體看成一個整體

【引入主題】物質的量的單位參考了這種思想，不過，物質的量的單位不叫“捆”、“袋”，而是叫做“摩爾”。

【板書】1.摩爾是物質的量的單位，摩爾簡稱摩，符號mol。

【投影】國際單位制表。

【創設問題情境】物質的量是描述微觀粒子多少的物理量。我們可以借鑒一些宏觀物理量，如一打毛巾是12條，一盒香煙是20支，那么1摩爾的物質中究竟含有多少個微粒呢？有沒有一個具體的數字來描述？這個數字是如何得到的？12C指什么結構的碳原子?

【過渡】把多少個粒子當作1摩爾？

【視頻】阿伏加德羅。

【教師】剛才的短片中我們知道了科學家將12g12C所含的碳原子數定義為1mol。

【投影】保存于國際計量局的米原器和千克原器的圖片。

【過渡】這是長度的單位米的標準和質量的單位千克的標準，那么物質的量的單位摩爾的標準呢？

“摩爾”起源于希臘文mole，原意為“堆量”。

1摩爾：0.012千克12C中包含的碳的原子的數目。

【展示】試劑瓶（內盛有0.012kg12C），我們把12g12C所含的粒子數當作一個整體，叫做1摩爾，一試管水的物質的量是多少摩爾？只需要和這個參照物做一下對比就行了，如果這一試管水所含的水分子數和這一試管碳所含的碳原子數相等的話，我們就可以說這一試管水的物質的量是1摩爾，為了紀念阿伏加德羅先生，（簡單介紹阿伏加德羅事跡）我們把12g12C所含的碳原子數叫做阿伏加德羅常數。這個常數具體可用很多種不同的方法進行測定，其近似值為6.02×1023。

【板書】2.阿伏加德羅常數：12ｇ12C所含的碳原子數，采用6.02×1023這個近似的數值。

【閱讀課本】“物質的量”：實際是表示含有一定數目粒子的集合體。這個標準微粒的集合指的就是12g12C所含的碳原子數。

【板書】3.每摩爾物質含有阿伏加德羅常數個微粒。

3.深化運用概念

【演繹推理】每摩爾物質含阿伏加德羅常數個微粒，請思考1摩爾碳原子，1摩爾水分子，所含的微粒數各是多少？

【討論】使用“物質的量”概念的注意事項。

【投影】思考題

（1）1molH2O含NA個水分子，含個H，含個O。

（2）2molH2O含2NA個水分子，含個H，含個O。

（3）3NA個水分子的物質的量是mol，含個H。

（4）1個水分子的物質的量是mol。

【提問】如何用公式描述微粒個數和物質的量之間的轉化關系？

討論由學生得出相關公式及公式變型n=NNA。

通過對“一定數目、粒子、集合體”三個關鍵點的理解幫助理解“物質的量”這一概念。

【課堂練習】在2molO2中含有的氧分子數目是多少？氧原子是多少？電子數目是多少？

【小結】

四、教學反思

1．讓學生參與學習

讓學生參與概念本質特征的概括活動是使概念課生動活潑、優質高效的關鍵。這就要求我們一方面充分利用新舊知識蘊含的矛盾，激發認知沖突，把學生融入其中；另一方面要讓學生有參與的時間與機會，特別是有思維的實質性參與?！拔镔|的量”概念的形成過程充滿矛盾沖突，這是激發學生學習興趣與熱情的內在條件也是學生思考的過程，“讓學生參與到定義概念的活動中來”，“以問題引導學習”，在“追問（質疑）——反思”的過程中深化概念的理解，使“概念的理解”成為學生自己主動思維的結果。

2.讓學生體驗學習

體驗學習就是讓學生“在親身經歷中學習”或“在親身經驗中學習”。體驗是一種活動，更是一個過程，“新課標”提出：“要讓學生在參與特定的化學活動，在具體情境中初步認識對象的特征，獲得一些體驗?！北菊n的教學，我們力求使學生了解“物質的量”概念的背景和形成過程，了解為什么要引入這個概念，怎樣定義這個概念，怎樣入手研究一個新的課題。讓學生經歷學習過程，充分體驗學習，從而達到學會學習的目的。

3.讓學生主動學習

現代課堂學習觀愈來愈強調學生在學習活動中的主體價值和能動作用，認為學生不是被動的、消極的客體，而是具有充分主動性和能動性的“自主人”。發揮學生主動性是課堂學習活動的首要特征。

在本節中通過概念的形成，概念本質特征的概括活動，充分調動了學生主動積極地參與，在這個過程中，學生不斷地發現問題、思考問題，通過引導讓學生主動對新的概念原理進行構建，從而達到對概念原理的理解，進而發展智力和培養能力。這是概念教學中培養學生的創新精神和實踐能力的必由之路。

五、結束語

在概念學習中養成的思維方式、方法，遷移能力最強。所以概念教學的意義不僅在于使學生掌握“書本知識”，更重要的是讓學生可以從中學習如何獲得研究的對象、如何提出研究的問題、如何找到研究的方法，并從中體驗科學家概括概念的心路歷程，學會用概念思維，進而發展智力和培養能力。

參考文獻

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［5］“物質的量”概念群的教學難點形成成因分析及其解決策略［D］.長春：東北師范大學，2010.

(責任編輯 羅 艷）