基于構建化學概念的教學研究

王軍 吳海霞

摘要：以蘇教版高中化學必修1“物質的量”的教學為例，聯系實際談如何突破化學概念教學中的難點，幫助學生構建化學概念的過程。

關鍵詞：物質的量；摩爾；阿伏加德羅常數；摩爾質量

文章編號：1008-0546（2016）05-0038-02 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.05.015

一、設計思想

“物質的量”作為基本物理量，是中學化學教學中的重要概念，在整個中學化學計算中處于核心地位。蘇教版安排在必修1專題1“化學家眼中的物質世界”第一單元“豐富多彩的化學物質”，即把“物質的量”概念作為引領學生學習高中化學的開始。由于“物質的量”概念本身較為抽象，加之聯系到物質結構，還有物理的質量、體積、濃度等物理量，因而它又是中學化學教學中的一個難點。對于剛升入高中的學生來說，若能準確理解并熟練運用“物質的量”，不僅能為以后學習化學打下堅實的基礎，也能開發學生智力，培養學生能力。

二、教學流程

【引入】 誰能數一數一袋大米中有多少粒米呢？（展示圖片）

【學生】數出100粒大米，稱出重量，然后稱出一袋大米的重量，一除再乘以100就好了（學生表現得很活躍，也有學生插嘴說可以少數一點再稱）。

【過渡】 同學們都很聰明，假如袋子里裝的是沙子，你能數出有多少粒沙子嗎？（同學們搖頭，顯得很無奈）那現在有一袋食鹽，你能確定其中有多少個鈉離子和氯離子嗎？（同學們顯得更加無可奈何）

【教師】沙子雖小，但仍然是宏觀物體，鈉離子和氯離子則屬于微觀離子，對于沙子這樣很小的宏觀物體我們尚且沒有辦法依據質量確定它的數目，更何況看不見、摸不著的微觀粒子呢？但很多情況下，我們又需要通過宏觀質量確定微觀粒子的數目，要弄清它們之間的關系，還得引入一個新的物理量——物質的量。

（設計意圖：通過宏觀與微觀之間的對比，讓學生理解為什么要學習“物質的量”這樣一個新的物理量。）

【教師】引導一名學生說出自己的身高、體重。

（設計意圖：激活學生的量度意識。）

【教師】物理量是對物質“大小、多少、長短”等方面的一種量度，那么“物質的量”這個物理量是對物質哪方面的量度？

【學生】閱讀課本，討論得出物質的量是用來描述物質所含微粒數多少的一種度量。

【教師】任何物質都是由許許多多肉眼看不見的分子、原子、離子等微粒構成。例如：1滴水是由許多水分子構成，1粒氯化鈉是由許多Na+、Cl-構成。那么，構成物質的基本微粒的多少，也應該有相應的物理量，這個物理量叫“物質的量”。

（設計意圖：通過與常見物理量的類比，幫助學生理解：①物質的量是一個物理量的名稱；②它表示構成物質的基本微粒數目是多少的一個物理量。這樣順利突破“物質的量”概念。）

【過渡】每種物理量都有相應的單位。例如：速率的單位是“米/秒”等，“物質的質量”單位是“千克”等。“物質的量”作為一種物理量也應有相應的單位，它的單位是什么？

【學生】部分學生猶豫的回答：是“個”嗎？

【教師】由于“物質的量”是表示構成物質的基本微粒數目多少的一個物理量，大家聯想到“個”是有道理的。下面我們做這樣一個計算：已知一個水分子的質量約是3×10-26kg，1滴水約0.05g，1滴水中大約有多少個水分子？

【學生活動】1滴水中大約有1.67×1021個水分子。

【教師】由于微粒太小，數目太多，用“個”作單位表示時數目太大，不方便。科學上用“摩爾”作為“物質的量”的單位。

（設計意圖：通過計算，學生體驗到用“個”作單位描述微粒數目數值太大。不方便，自然產生尋找合適單位的想法，為引出“摩爾”作鋪墊。）

【教師】那么1摩爾是多少？

【學生活動】閱讀課本。

【投影】

（設計意圖：通過對比兩個物理量及單位，幫助學生理解“物質的量”與“摩爾”之間的關系。這樣順利突破“摩爾”概念。同時，也讓學生弄清“物質的質量”與“物質的量”盡管只有一字之差，但含義大相徑庭。）【教師】每摩爾物質含阿伏加德羅常數個微粒。阿氏常數的近似值為6.02×1023個。其它物質的組成微粒在數目上是阿伏加德羅常數個時，其物質的量也是1摩爾。

【學生活動】0.5mol NaCl中有多少個Na+、Cl-？

3.01×1023個水分子的物質的量是多少？

2mol H2SO4中有多少個硫酸分子？有多少個氧原子？

（設計意圖：在理解化學概念的基礎上，學生自然掌握了n、N、NA之間的換算關系。這樣順利突破“阿伏加德羅常數”概念。）

【教師】 假設200張紙的厚度是1厘米，1摩爾紙的厚度將達到約3×1019米，地球與太陽之間的平均距離是約1.5×1011米，也就是說1摩爾紙可以往返地球與太陽之間108次！由此可知，用阿伏加德羅常數計量宏觀物質是非常荒唐的，即不用摩爾表示宏觀物質的多少。

（設計意圖：以豐富的想象空間幫助學生形成對阿伏加德羅常數的切實體驗，引導學生在豐富的想象中萌生智慧。）

【教師】1molC-12的質量為12克，其它物質的質量與物質的量有什么關系呢？

【教師】由相對原子質量概念和阿伏加德羅常數推導，設某原子A，相對原子質量為M，則有：， 將左式分子分母同時擴大阿伏加德羅常數倍，則有：。

即1摩爾物質A的質量在數值上等于其相對原子（分子）質量。

【學生活動】 快速口答：1摩爾鐵原子的質量是多少？1摩爾硫酸分子的質量是多少？1摩爾Na+的質量是多少？1摩爾Cl- 的質量是多少？

【教師】引導學生歸納“摩爾質量”的概念。

（設計意圖：通過推理、歸納、分析、計算，讓學生掌握m、n、M之間的關系。這樣順利突破“摩爾質量”概念。）

三、課后反思

許多教師習慣于將“物質的量”分成兩節課完成，第一課時講解“物質的量”、“摩爾”、“阿伏加德羅常數”等概念，第二課時講解“摩爾質量”概念，這樣的教法忽視了引入“物質的量”這一物理量的初衷，教材指出“為了將一定數目的微觀粒子與可稱量的宏觀物質聯系起來，在化學上引入了物質的量”。因此，本節課讓學生在真實的情境中自主發現規律、生成新知、發展能力，一氣呵成的構建上述化學概念，讓學生體驗到物質的量確實在微觀與宏觀之間架起一座橋梁。同時，作為教師，尊重學生應落實到教學環節，從學生的視角設計符合學生自身發展規律的教學過程，找準學生知識和能力的生長點，設計好“臺階”，引領學生自主學習、突破、提高和應用。

參考文獻

[1] 中華人民共和國教育部. 普通高中化學課程標準（實驗）[M].北京：人民教育出版社，2003