上好開(kāi)學(xué)第一課

陳藪

摘 要： 物質(zhì)的量及其單位——摩爾的有關(guān)概念，是化學(xué)中重要的化學(xué)概念，在化學(xué)計(jì)算中處于核心地位，物質(zhì)的量同時(shí)是一個(gè)教學(xué)難點(diǎn)，其概念抽象、陌生，學(xué)生在接受中往往屢遇困難，靈活運(yùn)用更需要較長(zhǎng)時(shí)間磨煉。學(xué)生從初中階段以分子、原子等概念、質(zhì)量概念為基礎(chǔ)的知識(shí)體系，到建立以物質(zhì)的量為核心的化學(xué)量化體系，要經(jīng)歷一個(gè)由宏觀到微觀、由抽象到具體的過(guò)程，從而面臨變化快、跨度大、要求高的困難。如何教好物質(zhì)的量成為老師們競(jìng)相討論的課題。結(jié)合多年教學(xué)，作者談?wù)勛陨眢w會(huì)。

關(guān)鍵詞： 化學(xué)教學(xué) 物質(zhì)的量 摩爾 阿伏伽德羅常數(shù)

要在原有量化體系的基礎(chǔ)上，建立以物質(zhì)的量及單位為核心的新的量化體系，核心問(wèn)題就是讓學(xué)生理解物質(zhì)的量在宏觀和微觀兩重世界之間的“橋梁”作用，這座“橋梁”的構(gòu)建可從以下方面做起。

一、為什么要引入“物質(zhì)的量”這個(gè)概念？

魯科版教材從計(jì)算一滴水所含水分子數(shù)入手，讓學(xué)生體會(huì)微粒數(shù)的“多”，數(shù)不過(guò)來(lái)；教師可讓學(xué)生試著從一桶水中拿出一個(gè)水分子，使其體會(huì)微粒的“小”，看不見(jiàn)、摸不著。在計(jì)算分子個(gè)數(shù)之前，先請(qǐng)同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量一滴水的質(zhì)量和體積，事實(shí)上宏觀世界中即使對(duì)象是一滴水，也很難單獨(dú)測(cè)量，此時(shí)需用到集合的概念，然后自然過(guò)渡：物質(zhì)由微觀粒子構(gòu)成，如何讓宏觀量質(zhì)量和體積與微觀量粒子數(shù)建立聯(lián)系？本節(jié)課教學(xué)便順利開(kāi)始了，再與生活實(shí)例聯(lián)系，如買火柴不論根而論盒；買紙巾不論張而論包等，人們也把一定數(shù)目的粒子“打包”處理，就是本節(jié)要學(xué)習(xí)的物質(zhì)的量。

二、物質(zhì)的量、摩爾、阿伏伽德羅常數(shù)是什么？

通過(guò)以上分析，同學(xué)們基本認(rèn)同了分子和原子的個(gè)數(shù)太多，需要一個(gè)新的表示一定數(shù)目微粒集合的物理量。接下來(lái)通過(guò)回憶其他基本物理量及其單位，這節(jié)課的主題“物質(zhì)的量”及其單位“摩爾”就正式登場(chǎng)了。此時(shí)同學(xué)們都很好奇，摩爾這個(gè)集合到底有多大？于是介紹1摩爾微粒的個(gè)數(shù)，順理成章地引出阿伏伽德羅常數(shù)。教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生最易搞錯(cuò)“物質(zhì)的量”及“摩爾”的地位和關(guān)系，如有的同學(xué)會(huì)這樣表述：氯化鈉的摩爾是多少？這就要求教師注重概念形成，在引入和介紹上下工夫，讓學(xué)生了解新概念的意義，幫助學(xué)生做好思維的轉(zhuǎn)換，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)逐步從物質(zhì)的量的角度思考問(wèn)題，只有將抽象的物質(zhì)的量與生活聯(lián)系在一起，通過(guò)類比方法，由熟悉的事物學(xué)習(xí)陌生的概念，在學(xué)生已有認(rèn)知的基礎(chǔ)上做文章，才能快速建立物質(zhì)的量的框架。可將國(guó)際規(guī)定的七個(gè)基本物理量及其單位列成表格進(jìn)行比較，便于學(xué)生認(rèn)識(shí)“物質(zhì)的量”及“摩爾”的地位和關(guān)系。

摩爾雖然和千克、米一樣也是一個(gè)單位，但學(xué)生卻感到無(wú)法建立起它和“物質(zhì)的量”的聯(lián)系。有的學(xué)生反映物質(zhì)的量不就是物質(zhì)的質(zhì)量或者數(shù)量嗎？質(zhì)量和數(shù)量不都有各自的單位嗎？何必再來(lái)一個(gè)摩爾？學(xué)生問(wèn)題不少，使教學(xué)難以推進(jìn)。關(guān)于阿伏伽德羅常數(shù)，可與一打啤酒12瓶聯(lián)系，1mol微觀粒子就像一箱啤酒是一個(gè)集體，只不過(guò)一箱啤酒的個(gè)體是12個(gè)，這是導(dǎo)致物質(zhì)的量計(jì)算失敗的客觀原因。需要不斷強(qiáng)化從粒子個(gè)數(shù)到物質(zhì)的量而1mol微觀粒子個(gè)數(shù)是6.02×10個(gè)。當(dāng)學(xué)生感到概念模糊時(shí)，不要直接想微觀粒子的情況，而是想想啤酒的集體“箱”和個(gè)體“瓶”的關(guān)系。

三、物質(zhì)的量與微觀粒子數(shù)及阿伏伽德羅常數(shù)之間的關(guān)系是怎樣的？

常用的一個(gè)例子是一箱啤酒裝12瓶啤酒，兩箱啤酒共有24瓶啤酒，x箱啤酒共有12x瓶啤酒；1mol微觀粒子個(gè)數(shù)是6.02×10個(gè)，2mol微觀粒子個(gè)數(shù)是2×6.02×10個(gè)，nmol微觀粒子個(gè)數(shù)是n×6.02×10個(gè)。相信到此時(shí)，學(xué)生自己能導(dǎo)出三者的關(guān)系。在理解概念的基礎(chǔ)上，三者的關(guān)系相對(duì)容易。

四、物質(zhì)的量與摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積、物質(zhì)的量濃度的關(guān)系是什么？

物質(zhì)的量與摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積、物質(zhì)的量濃度建立聯(lián)系，才能真正擔(dān)起微粒數(shù)與宏觀質(zhì)量、體積的橋梁。摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積的概念容易理解和接受，重要的是強(qiáng)調(diào)單位和它們?cè)跀?shù)值上的特點(diǎn)。物質(zhì)的量濃度相對(duì)較難，可先分析引入的必要性，再?gòu)?qiáng)調(diào)定義和計(jì)算方法并與質(zhì)量分?jǐn)?shù)區(qū)別開(kāi)來(lái)。

最后復(fù)習(xí)歸納與物質(zhì)的量相關(guān)的概念和公式，得出：n=m/M=V（g）/Vm=N/NA=c*V.這樣才真正連起微粒數(shù)與宏觀上物質(zhì)的質(zhì)量、體積等。有人把物質(zhì)的量與微粒數(shù)、物質(zhì)質(zhì)量、氣體體積、溶液體積之間關(guān)系描述為“一個(gè)中心，四個(gè)基本點(diǎn)”，形象說(shuō)明物質(zhì)的量的重要性。

參考文獻(xiàn)：

[1]藍(lán)明文，黃興友.淺談師生間的合作與交流[J].科學(xué)咨詢（教育科研），2011（05）.