三招搞定物質的量及其計算

龔新強

摘 要：由于學生缺乏必要的物質觀和微粒觀，加之與物質的量相關的概念多且容易混淆和曲解其意，所以，物質的量及其計算這一內容教學難度較大。通過采用“記清公式、明確微粒、找準比值”三招教學策略，可以顯著提高教學效率。

關鍵詞：物質的量；計算；教學策略

物質的量是高中化學非常重要的基本概念，也是高中化學計算的中心，是高中化學必備的基礎知識。筆者分析，原因是多方面的，但主要原因有如下三個方面。

第一，由于物質的量及其單位的名稱來源于外文翻譯和音譯，所以學生學習時容易混淆或者曲解其意。例如，很多學生會把物質的量與摩爾兩個概念混為一談，以為物質的量就是摩爾，摩爾就是物質的量，筆者多次測試“摩爾是國際單位制中的基本物理量之一”這一選項是否是正確的說法，結果還是有很多高一學生，甚至高三的學生認為這一說法是正確的。由于“物質的量”一詞是外文翻譯名詞，所以學生接受這個專有名詞有一定的難度，很多學生習慣從字面上曲解這一概念的本意，將“物質的量”錯誤理解為物質的數量、物質的質量等，而偏離了物質的量表示微觀粒子集體大小這一本意。還有很多學生將“物質的量濃度”這一概念錯誤理解為物質的“量濃度”，在測試中公然地將“物質的量濃度”縮寫為“量濃度”。

第二，因為物質的量這部分概念較多，而且各個概念的定義各不相同但又彼此相互聯系，所以容易導致這些概念間的混淆。本節內容中與物質的量相關的概念有物質的量、摩爾、阿伏伽德羅常數、質量、摩爾質量、體積、摩爾體積、氣體摩爾體積、標況下氣體摩爾體積、溶液體積、物質的量濃度等10余個概念。要在短時間內將這么多概念全部正確區分是有難度的。比如，很多學生會把物質的量與物質的摩爾質量混為一談，把阿伏伽德羅常數與摩爾混為一談，將氣體摩爾體積與標況下氣體摩爾體積等同起來。

第三，學生對于微觀物質世界的構成還沒有一個清晰、完整的認識和了解，缺乏正確的物質觀、微粒觀，這對于物質的量及其計算的教學是十分不利的。所以，對于高一學生來說，很難對一定物質的量的物質中所含有的電子、質子、中子等微粒進行分析和計算。所以面對眾多資料中諸如此類的練習，學生肯定會無所適從。

綜上所述，物質的量及其計算的教學確實具有較高的難度。筆者在實際教學中，嘗試從以下三方面進行引導和實踐，結果表明，教學效果不錯。我把教學中運用的策略概括為三招，現逐一介紹如下。

第一招：概念符號化，記清公式

如對于“物質的量”這個概念，縱使教師怎么強調這個概念的意義，怎么強調這個專用名詞的完整性和一體化，學生總是會簡單地從字面意義上曲解。為了防止出現這樣的錯誤，一方面，我通過人的姓名的意義來類比說明專用名詞的完整性，人的姓名是專用名詞，不能任意添字或刪字，也不能胡亂曲解，姓名就是為區分人的個體，給每個個體給定的特定名稱符號，除此而外，沒有別的意義。而物質的量也一樣，是表示一定數目微觀粒子集體的物理量，除此而外，沒有別的意義。但即使這樣講，部分學生還是會有錯誤認識，所以，另一方面，我就讓學生簡單地把物質的量等同于符號n來認識，這樣可以有效避免學生把物質的量這個概念“想歪”了。同樣，對于其他相關概念，我也都是讓學生緊密聯系概念對應的符號來理解和認識概念的本意，實踐表明，這樣做的效果是很理想的。

實際上，物質的量的教學，最終的落腳點就是以物質的量為中心的計算，所以將概念符號化，并將概念間關系公式化，應該是我們教學的重心，這樣的做法，不但避免了冗長拗口的概念名詞對學生思維的干擾，而且能使學生將眾多復雜概念的關系簡單化、程序化、公式化，化繁瑣為簡單。只要學生弄清了概念的對應符號，并記住了對應的公式，那對于物質的量為中心的計算，就成功了一半，本部分知識的教學也就達到了預期目標。

第二招：物質微粒化，明確微粒

前文提及，學生缺乏必要的物質觀和微粒觀，是影響物質的量學習的一個重要障礙，所以，在物質的量的教學中，我特意用一節課的時間來復習初中化學中關于物質構成方面的知識，并適當補充陰陽離子的形成、常見原子團的構成、原子的基本構成等簡單知識，對學生的相關知識進行復習和“掃盲”。通過“掃盲”，學生能比較清晰、完整地認識構成物質的微粒及其多樣性，建立起正確的微粒觀，為微粒物質的量的相關計算奠定了物質基礎。

通過這樣的教學，學生眼中的物質不再只是肉眼能看得見的宏觀單一物體，而同時是由各種各樣的肉眼看不見的微粒共同組合構筑起來的復雜物質，從而建立起完整、正確的物質觀、微粒觀。例如，對于水的認識，學生不僅知道它是由水分子構成的物質，同時也知道水分子里還有氫原子和氧原子，而這些原子內部還含質子和電子等微粒。再如，對于1mol鎂離子的認識，不僅知道它含NA個陽離子，而且還知道每個離子內部有質子和電子，且每個離子內電子的數目比質子的數目少2個。

可見，在正確的物質觀、微粒觀的指導下，學生就可以迅速根據題目的情境明確已知的是什么微粒，所要求的微粒又是什么，與已知微粒有著怎樣的包含關系，從而可以由已知聯系未知，為最終得出正確結論做好必要準備。

第三招：微粒關系化，找準比值

明確了已知微粒和所求微粒，只是找到了方向，做好了必要的準備，要得出正確結論，還必須要用好最后一招：微粒關系化，找準比值。

所謂微粒關系化，就是找到已知微粒和所求微粒之間的聯系，確定兩者之間的包含關系。所謂找準比值，就是確定已知微粒和所求微粒在物質內部構成的比例關系。例如，求14 g C2H4所含的碳原子和氫原子數分別是多少，關鍵是建立已知分子和所求原子間的包含關系，也即明確C2H4分子是由碳原子和氫原子構成的，再根據分子式C2H4即可建立起已知微粒和所求微粒間的比值關系為1C2H4～2C和1C2H4～4H。然后根據此比例關系就可以得出正確結果。

在教學中，為了讓學生更容易理解微粒比值關系的建立過程，我講了一個“青蛙的故事”，形象生動地講述了如何確定比值關系。我將已知微粒C2H4分子看成青蛙，把C2H4分子中的C原子看成青蛙的眼睛，而把C2H4分子中的H原子看成青蛙的腿。那么一個C2H4分子中含2個C，就如同一只青蛙有2只眼睛，那么，2只青蛙就有4只眼睛，以此類推，3.01×1023只青蛙必然有6.02×1023只眼睛，也就是說3.01×1023個C2H4分子中含6.02×1023個C。同理，一個C2H4分子中含4個H，就如同一只青蛙有4條腿，那么就可以輕松地算出3.01×1023個C2H4分子中含1.204×1024個H。通過這樣的類比，既增加了課堂的趣味性，也使學生學會了確定已知微粒與所求微粒間比值關系的方法，那么對于同類計算問題，學生就能得心應手地解決。

以上三招，是相互聯系的，其中第一招是基礎，第二招和第三招是關鍵。沒有正確的計算公式，就無法進行物質的量的計算。而弄清物質的構成微粒并正確建立微粒間的比值關系是得出正確結論的關鍵所在。我將這些策略概括為“記清公式、明確微粒、找準比值、n為中心”的16字方針口訣教給學生，效果特別顯著。

當然，在物質的量教學中，除了運用以上三招外，我們還要教會學生正確把握各個公式的適用范疇和適用條件，同時，要引導學生在計算中以物質的量為中心，熟練掌握各物理量與物質的量之間的換算關系。另外，還要注意把握好教學的難度和深廣度，不搞一步到位，特別是在高一新授課時，切不可引入與電離、水解、同位素、氧化還原電子轉移、可逆反應等有關的計算。

總之，在真實教學中，如果靈活運用以上三招教學策略，同時注意根據學生的實際情況進行適當的訓練，那么對于物質的量及其計算這一教學重點和難點，是不難突破的，一定可以取得比較滿意的教學效果和成績。endprint