基于構(gòu)建化學(xué)概念的教學(xué)研究

王軍 吳海霞

摘要：以蘇教版高中化學(xué)必修1“物質(zhì)的量”的教學(xué)為例，聯(lián)系實(shí)際談如何突破化學(xué)概念教學(xué)中的難點(diǎn)，幫助學(xué)生構(gòu)建化學(xué)概念的過(guò)程。

關(guān)鍵詞：物質(zhì)的量；摩爾；阿伏加德羅常數(shù)；摩爾質(zhì)量

文章編號(hào)：1008-0546（2016）05-0038-02 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.05.015

一、設(shè)計(jì)思想

“物質(zhì)的量”作為基本物理量，是中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的重要概念，在整個(gè)中學(xué)化學(xué)計(jì)算中處于核心地位。蘇教版安排在必修1專題1“化學(xué)家眼中的物質(zhì)世界”第一單元“豐富多彩的化學(xué)物質(zhì)”，即把“物質(zhì)的量”概念作為引領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)高中化學(xué)的開(kāi)始。由于“物質(zhì)的量”概念本身較為抽象，加之聯(lián)系到物質(zhì)結(jié)構(gòu)，還有物理的質(zhì)量、體積、濃度等物理量，因而它又是中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)。對(duì)于剛升入高中的學(xué)生來(lái)說(shuō)，若能準(zhǔn)確理解并熟練運(yùn)用“物質(zhì)的量”，不僅能為以后學(xué)習(xí)化學(xué)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也能開(kāi)發(fā)學(xué)生智力，培養(yǎng)學(xué)生能力。

二、教學(xué)流程

【引入】 誰(shuí)能數(shù)一數(shù)一袋大米中有多少粒米呢？（展示圖片）

【學(xué)生】數(shù)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(xué)生表現(xiàn)得很活躍，也有學(xué)生插嘴說(shuō)可以少數(shù)一點(diǎn)再稱）。

【過(guò)渡】 同學(xué)們都很聰明，假如袋子里裝的是沙子，你能數(shù)出有多少粒沙子嗎？（同學(xué)們搖頭，顯得很無(wú)奈）那現(xiàn)在有一袋食鹽，你能確定其中有多少個(gè)鈉離子和氯離子嗎？（同學(xué)們顯得更加無(wú)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(duì)于沙子這樣很小的宏觀物體我們尚且沒(méi)有辦法依據(jù)質(zhì)量確定它的數(shù)目，更何況看不見(jiàn)、摸不著的微觀粒子呢？但很多情況下，我們又需要通過(guò)宏觀質(zhì)量確定微觀粒子的數(shù)目，要弄清它們之間的關(guān)系，還得引入一個(gè)新的物理量——物質(zhì)的量。

（設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)宏觀與微觀之間的對(duì)比，讓學(xué)生理解為什么要學(xué)習(xí)“物質(zhì)的量”這樣一個(gè)新的物理量。）

【教師】引導(dǎo)一名學(xué)生說(shuō)出自己的身高、體重。

（設(shè)計(jì)意圖：激活學(xué)生的量度意識(shí)。）

【教師】物理量是對(duì)物質(zhì)“大小、多少、長(zhǎng)短”等方面的一種量度，那么“物質(zhì)的量”這個(gè)物理量是對(duì)物質(zhì)哪方面的量度？

【學(xué)生】閱讀課本，討論得出物質(zhì)的量是用來(lái)描述物質(zhì)所含微粒數(shù)多少的一種度量。

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

（設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)與常見(jiàn)物理量的類比，幫助學(xué)生理解：①物質(zhì)的量是一個(gè)物理量的名稱；②它表示構(gòu)成物質(zhì)的基本微粒數(shù)目是多少的一個(gè)物理量。這樣順利突破“物質(zhì)的量”概念。）

【過(guò)渡】每種物理量都有相應(yīng)的單位。例如：速率的單位是“米/秒”等，“物質(zhì)的質(zhì)量”單位是“千克”等。“物質(zhì)的量”作為一種物理量也應(yīng)有相應(yīng)的單位，它的單位是什么？

【學(xué)生】部分學(xué)生猶豫的回答：是“個(gè)”嗎？

【教師】由于“物質(zhì)的量”是表示構(gòu)成物質(zhì)的基本微粒數(shù)目多少的一個(gè)物理量，大家聯(lián)想到“個(gè)”是有道理的。下面我們做這樣一個(gè)計(jì)算：已知一個(gè)水分子的質(zhì)量約是3×10-26kg，1滴水約0.05g，1滴水中大約有多少個(gè)水分子？

【學(xué)生活動(dòng)】1滴水中大約有1.67×1021個(gè)水分子。

【教師】由于微粒太小，數(shù)目太多，用“個(gè)”作單位表示時(shí)數(shù)目太大，不方便?？茖W(xué)上用“摩爾”作為“物質(zhì)的量”的單位。

（設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)計(jì)算，學(xué)生體驗(yàn)到用“個(gè)”作單位描述微粒數(shù)目數(shù)值太大。不方便，自然產(chǎn)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(xué)生活動(dòng)】閱讀課本。

【投影】

（設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)對(duì)比兩個(gè)物理量及單位，幫助學(xué)生理解“物質(zhì)的量”與“摩爾”之間的關(guān)系。這樣順利突破“摩爾”概念。同時(shí)，也讓學(xué)生弄清“物質(zhì)的質(zhì)量”與“物質(zhì)的量”盡管只有一字之差，但含義大相徑庭。）【教師】每摩爾物質(zhì)含阿伏加德羅常數(shù)個(gè)微粒。阿氏常數(shù)的近似值為6.02×1023個(gè)。其它物質(zhì)的組成微粒在數(shù)目上是阿伏加德羅常數(shù)個(gè)時(shí)，其物質(zhì)的量也是1摩爾。

【學(xué)生活動(dòng)】0.5mol NaCl中有多少個(gè)Na+、Cl-？

3.01×1023個(gè)水分子的物質(zhì)的量是多少？

2mol H2SO4中有多少個(gè)硫酸分子？有多少個(gè)氧原子？

（設(shè)計(jì)意圖：在理解化學(xué)概念的基礎(chǔ)上，學(xué)生自然掌握了n、N、NA之間的換算關(guān)系。這樣順利突破“阿伏加德羅常數(shù)”概念。）

【教師】 假設(shè)200張紙的厚度是1厘米，1摩爾紙的厚度將達(dá)到約3×1019米，地球與太陽(yáng)之間的平均距離是約1.5×1011米，也就是說(shuō)1摩爾紙可以往返地球與太陽(yáng)之間108次！由此可知，用阿伏加德羅常數(shù)計(jì)量宏觀物質(zhì)是非?；奶频模床挥媚柋硎竞暧^物質(zhì)的多少。

（設(shè)計(jì)意圖：以豐富的想象空間幫助學(xué)生形成對(duì)阿伏加德羅常數(shù)的切實(shí)體驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生在豐富的想象中萌生智慧。）

【教師】1molC-12的質(zhì)量為12克，其它物質(zhì)的質(zhì)量與物質(zhì)的量有什么關(guān)系呢？

【教師】由相對(duì)原子質(zhì)量概念和阿伏加德羅常數(shù)推導(dǎo)，設(shè)某原子A，相對(duì)原子質(zhì)量為M，則有：， 將左式分子分母同時(shí)擴(kuò)大阿伏加德羅常數(shù)倍，則有：。

即1摩爾物質(zhì)A的質(zhì)量在數(shù)值上等于其相對(duì)原子（分子）質(zhì)量。

【學(xué)生活動(dòng)】 快速口答：1摩爾鐵原子的質(zhì)量是多少？1摩爾硫酸分子的質(zhì)量是多少？1摩爾Na+的質(zhì)量是多少？1摩爾Cl- 的質(zhì)量是多少？

【教師】引導(dǎo)學(xué)生歸納“摩爾質(zhì)量”的概念。

（設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)推理、歸納、分析、計(jì)算，讓學(xué)生掌握m、n、M之間的關(guān)系。這樣順利突破“摩爾質(zhì)量”概念。）

三、課后反思

許多教師習(xí)慣于將“物質(zhì)的量”分成兩節(jié)課完成，第一課時(shí)講解“物質(zhì)的量”、“摩爾”、“阿伏加德羅常數(shù)”等概念，第二課時(shí)講解“摩爾質(zhì)量”概念，這樣的教法忽視了引入“物質(zhì)的量”這一物理量的初衷，教材指出“為了將一定數(shù)目的微觀粒子與可稱量的宏觀物質(zhì)聯(lián)系起來(lái)，在化學(xué)上引入了物質(zhì)的量”。因此，本節(jié)課讓學(xué)生在真實(shí)的情境中自主發(fā)現(xiàn)規(guī)律、生成新知、發(fā)展能力，一氣呵成的構(gòu)建上述化學(xué)概念，讓學(xué)生體驗(yàn)到物質(zhì)的量確實(shí)在微觀與宏觀之間架起一座橋梁。同時(shí)，作為教師，尊重學(xué)生應(yīng)落實(shí)到教學(xué)環(huán)節(jié)，從學(xué)生的視角設(shè)計(jì)符合學(xué)生自身發(fā)展規(guī)律的教學(xué)過(guò)程，找準(zhǔn)學(xué)生知識(shí)和能力的生長(zhǎng)點(diǎn)，設(shè)計(jì)好“臺(tái)階”，引領(lǐng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、突破、提高和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國(guó)教育部. 普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）[M].北京：人民教育出版社，2003