基于熟悉的模型學習氣體摩爾體積

林良柱 李虹瑩

摘? 要：對于氣體摩爾體積（物質的量）不僅僅是學生頭痛的課，也是老師特別害怕上的課，有沒有辦法使這堂課輕松簡單化呢，讓學生更好地接受，課本一大段的文字枯燥乏味，能否添加有趣的實驗增加趣味性、通過熟悉的模型認識這一章的概念。

關鍵詞：氣體摩爾體積;概念化;熟系的模型

《普通高中化學課程標準提出2017年版2020年修訂》提出建立認知模型，并運用模型解釋化學現象，揭示化學本質和規律。 張華認為追問為什么深入微觀世界探索現實的宏觀世界，理解模型的內涵，利用其解決實際問題。陳進前認為學生能夠從實際問題中提取認識對象，能夠從多個認識角度分析問題。筆者認為學習一些比較抽象的概念時，我們可以借助生活中常見的模型來解釋其內在的聯系，可以利用學生熟悉化的情境建構出對核心知識的理解。筆者在上物質的量這節時發現很多抽象的概念，理解起來比較枯燥無味。筆者在對氣體摩爾體積上課時準備幾個學生較為熟悉的認知模型，幫助學生建構起概念學習的認知模型。

一、教學設計思路

通過回顧摩爾質量及其關系式，圖片展示1mol不同固體、液體的體積，引導出1mol氣體在相同條件下體積是否相同？拋出為什么相同物質的量氣體體積一樣，而固體液體不同這樣的疑惑，通過數據計算和類比摩爾質量的方法建構出氣體摩爾體積定義以及關系式。引導學生從微觀上思考討論出影響物質體積的三個因素;展示固體、液體、氣體三種不同狀態的的微觀粒子排布圖，得出為什么固體液體體積不同而氣體體積相同。通過實驗探究溫度和壓強如何影響氣體體積，通過實驗結論得到阿福加特羅定率。通過回顧剛才計算的數據得到標準狀態下，氣體摩爾體積等于22.4L，通過幾個籃球類比22.4L體積的大小;最后通過習題鞏固氣體摩爾體積注意的事項。

二、教學目標（化學學科核心素養）

【變化觀念與平衡思想】

化學源于生活，讓學生通過將抽象的概念形象化既可以打消學生畏難情緒，引起學生的好奇心，又可以強化學生的感性認識。在進行決定物質體積大小的因素教學時，可讓學生思考影響氣體體積變化的可能因素，然后在直觀的模型或示意圖中的引導下討論出微粒數、微粒大小、壓強和溫度對氣體體積的影響，再用微觀知識去分析、解釋在一定條件下，某一因素的變化對氣體體積大小變化的影響。這樣的分析、討論、啟發有利于學生對知識的深刻理解，又有利與學生的邏輯推理能力。通過學生自己計算引導出阿伏加德羅定律。

【宏觀探討與微觀探析】

1.通過圖片、計算等宏觀現象1mol物質體積的差別，用物質的微觀粒子排列得到體積不同的本質原因。

2.通過對問題的思考討論，從微觀的角度上分析問題。

【證據推理與模型認知】

1.通過實驗探究得出影響氣體體積因素，讓學生學會運用控制變量法去設計和分析問題;

2.通過理論建模探究，進一步通過學生的思維類比能力，初步學會概念學習的一般方法;

3.通過對比生活中常見的物質（如籃球）在腦海中形成22.4L氣體的大小。

【科學探究與創新精神】

高一學生在第一章第一單元的學習形成了一定的實驗操作能力。他們對化學現象、化學實驗興趣濃厚，有探究欲。而且學生具備了一定的實驗操作能力和觀察分析能力。本節課通過學生自己對生活中常見的現象（熱脹冷縮）進行探究，從微觀上明白了熱脹冷縮的原理。

【科學精神與社會責任】

1.重視聯系生活實際，學會運用觀察、探究、交流討論多種手段獲取信息，運用比較和類比（摩爾質量）的方法得出新的知識概念。

2.充分發揮學生自主性，把生活中的一些小現象聯系起來，讓學生通過將自己所學的知識應用到生活中去。

三、教學過程

教學環節1：數據展示1mol固體、液體、氣體的體積;

提出問題1：為什么1mol氣體體積在同溫同壓下氣體體積相同，而固體和液體卻不相同？請從微觀的角度分析，物質體積有哪些因素決定？如何影響？

設計意圖：引導學生從微觀角度上分析問題，影響三種不同狀態物質體積的主要因素。

教學環節：2：微觀展示固態、液態、氣態三種不同狀態的決定體積的因素;

提出問題2：若改變溫度或壓強氣體體積會不會發生改變？

實驗探究：

1.溫度對氣體體積的影響2.壓強對微粒體積的影響

設計意圖：學生通過圖片明白為什么氣體體積是相同而液體體積不同，通過學生動手實驗得出影響氣體體積的因素。

教學環節3：相同溫度和壓強下，相同物質的量不同氣體所含的氣體均含體積相等。 當0℃，101kPa 1mol 氣體體積為22.4L。我們把這個叫條件叫做標準狀況;圖片展示22.4L體積的大小。

設計意圖：引出阿伏伽德羅定律，氣體摩爾體積概念在在腦海中形成22.4L氣體的大小。

四、教學思考

通過熟悉的化學模型學習氣體摩爾體積能夠讓學生對這一抽象的概念能夠有更加深刻的認識，本節課通過真實的問題情境為載體，讓學生動手探究溫度、壓強對氣體體積的影響，讓學生在實驗中總結規律，從而對概念進行建構使得學生對的知識遷移能力、分析微觀觀問題能力的提升。

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（2017年版2020年修訂）[M].北京：人民教育出版社，2020：4

[2]張華.基于模型認知的高中化學課堂教學思考——“原電池”教學模塊的教學實踐研究[J].福建基礎教育研究，2020（11）：118-119.

[3]陳進前.關于化學認識模型的思考[J].中學化學教學參考，2020（09）：1-4.