基于宏微符三結(jié)合理解的物質(zhì)的量教學(xué)設(shè)計(jì)

王亞男

山西師范大學(xué)教育科學(xué)研究院，山西　臨汾　041000

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基于宏微符三結(jié)合理解的物質(zhì)的量教學(xué)設(shè)計(jì)

王亞男

山西師范大學(xué)教育科學(xué)研究院，山西臨汾041000

摘要：宏微符三結(jié)合思想是化學(xué)學(xué)科特有的思維方式，物質(zhì)的量是宏微符相結(jié)合的重要體現(xiàn)。以物質(zhì)的量這一內(nèi)容為基點(diǎn)，以宏微符的理解為理念，進(jìn)行物質(zhì)的量的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：宏微符三結(jié)合；物質(zhì)的量；教學(xué)設(shè)計(jì)

一、化學(xué)中的宏微符

義務(wù)教育階段化學(xué)課標(biāo)指出：從宏觀到微觀體現(xiàn)著化學(xué)學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)。[1]化學(xué)研究從宏觀、微觀、符號(hào)三個(gè)層面展開(kāi)。宏觀指我們能直觀感受到的物質(zhì)的顏色、狀態(tài)、氣味、化學(xué)變化中一系列現(xiàn)象等。微觀指無(wú)法用肉眼觀察到的分子、原子等物質(zhì)的微觀構(gòu)成及微粒間相關(guān)作用等。符號(hào)包括化學(xué)式、化合價(jià)、化學(xué)方程式及相關(guān)化學(xué)計(jì)算等。

宏微符三重表征是化學(xué)學(xué)習(xí)中重要的思維方式。我們可用化學(xué)符號(hào)來(lái)表示宏觀信息，并從微觀角度對(duì)其進(jìn)行解釋，只有將三方面結(jié)合，才能構(gòu)成對(duì)化學(xué)知識(shí)完整的認(rèn)識(shí)體系。

二、物質(zhì)的量與宏微符

物質(zhì)的量是化學(xué)基礎(chǔ)物理量之一，是連接宏觀可稱量物質(zhì)與微觀粒子的橋梁：物質(zhì)的量n與阿伏伽德羅常數(shù)NA、微粒個(gè)數(shù)N間存在關(guān)系n=N¤NA；與物質(zhì)的摩爾質(zhì)量M、物質(zhì)的質(zhì)量m存在關(guān)系n=m¤M。綜合二者考慮存在轉(zhuǎn)換關(guān)系N?n?m。n將物質(zhì)宏觀質(zhì)量m與微觀粒子數(shù)目N聯(lián)系在一起，是宏微符三結(jié)合的重要體現(xiàn)。

三、“物質(zhì)的量”的知識(shí)分析

物質(zhì)的量表示含有一定數(shù)目粒子的集合體，單位摩爾(mol)；阿伏伽德羅常數(shù)指1mol物質(zhì)所含微粒數(shù)目，物質(zhì)的量n、阿伏伽德羅常數(shù)NA、微粒數(shù)目N、摩爾質(zhì)量M、物質(zhì)的質(zhì)量m間存在關(guān)系：n=N∕NA，n=m∕M。物質(zhì)的量將一定數(shù)目微觀粒子與可稱量的物質(zhì)聯(lián)系在一起，是化學(xué)學(xué)習(xí)中微觀定量研究的方法。物質(zhì)的量與摩爾是科學(xué)家對(duì)相關(guān)概念、理論不斷質(zhì)疑、爭(zhēng)論、發(fā)展，最后確定為當(dāng)前含義。

四、學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)

生活中買東西要稱斤或者以箱為單位。

五、教學(xué)目標(biāo)建立

(一)知識(shí)與技能

認(rèn)識(shí)物質(zhì)的量，及其單位摩爾，阿伏伽德羅常數(shù)，物質(zhì)的量與微粒數(shù)目關(guān)系，摩爾質(zhì)量，物質(zhì)的量、質(zhì)量、摩爾質(zhì)量間關(guān)系；應(yīng)用物質(zhì)的量計(jì)算并解決實(shí)際問(wèn)題。

(二)過(guò)程與方法

通過(guò)類比的方法將抽象概念形象化，增強(qiáng)對(duì)物質(zhì)的量的理解。

(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀

通過(guò)物質(zhì)的量的學(xué)習(xí)感受化學(xué)研究中微觀與宏觀間聯(lián)系，體會(huì)科學(xué)研究的偉大。

(四)教學(xué)重難點(diǎn)

重點(diǎn)：物質(zhì)的量概念，單位mol，摩爾質(zhì)量概念及計(jì)算。

難點(diǎn)：物質(zhì)的量概念，阿伏伽德羅常數(shù)含義，通過(guò)計(jì)算解決實(shí)際問(wèn)題。

六、作業(yè)設(shè)計(jì)

教學(xué)目標(biāo)作業(yè)認(rèn)識(shí)物質(zhì)的量及其單位補(bǔ)充1了解阿伏伽德羅常數(shù)含義課后2了解摩爾質(zhì)量補(bǔ)充2應(yīng)用物質(zhì)的量計(jì)算并解決實(shí)際問(wèn)題課后3、8、9理解物質(zhì)的量是微觀與宏觀之間的橋梁補(bǔ)充3

補(bǔ)充作業(yè)：

1.物質(zhì)的量的計(jì)量對(duì)象是________，可以是________、________等；它表示________，符號(hào)：________，單位：________。

2.判斷：1mol氧氣所具有的質(zhì)量就是氧氣的摩爾重量。()

3.寫出物質(zhì)的量與微粒個(gè)數(shù)間、物質(zhì)的量與物質(zhì)的質(zhì)量間關(guān)系。

七、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

(一)物質(zhì)的量

[圖片展示]粉筆，從一根到一盒到一箱。

[提問(wèn)]觀察圖片，把粉筆這樣一盒一盒的裝，再裝整箱，有什么作用？

[追問(wèn)]這里有三箱粉筆，我們?cè)趺粗览锩娴降子卸嗌僦Х酃P？

(設(shè)計(jì)意圖)通過(guò)實(shí)例的展示，提出將一定數(shù)量的小物質(zhì)作為一個(gè)集體方便計(jì)數(shù)，方便研究的思想。

[引出問(wèn)題]宏觀可稱量的物質(zhì)與構(gòu)成它的微粒間是不是也可以用類似的關(guān)系表示呢？

[講述]我們可用一定數(shù)目粒子的集體為單位來(lái)表示它們間的關(guān)系。國(guó)際科學(xué)界稱之為“物質(zhì)的量”。好比我們衡量一個(gè)物體的長(zhǎng)短時(shí)用“長(zhǎng)度”，衡量冷熱程度用“溫度”，國(guó)際規(guī)定用“物質(zhì)的量”來(lái)表示物質(zhì)所含微粒的數(shù)量。

如同長(zhǎng)度、溫度都有符號(hào)以及單位，物質(zhì)的量也有，物質(zhì)的量符號(hào)為n。單位：摩爾(mol)。

[舉例]這杯水的物質(zhì)的量是1mol；這塊鐵的物質(zhì)的量是1mol。

[小結(jié)]物質(zhì)的量表示物質(zhì)所含微粒的多少。微粒包括：分子、原子、離子、質(zhì)子、中子等。

(設(shè)計(jì)意圖)與長(zhǎng)度、溫度的形成進(jìn)行對(duì)比，加深對(duì)物質(zhì)的量以及摩爾的理解。

(二)阿伏伽德羅常數(shù)

[提問(wèn)]一盒粉筆有幾支？是不是規(guī)定好的？那么一摩爾含有微粒個(gè)數(shù)是多少？

[講述]國(guó)際統(tǒng)一規(guī)定12g12C中所含碳原子數(shù)作為一個(gè)集體，即1mol。

[練習(xí)]已知一個(gè)碳原子質(zhì)量為1.993×1023g，那12g碳中有多少個(gè)碳原子？

[回答]約6.02×1023個(gè)。

[講述]12g12C中含碳原子約6.02×1023個(gè)，我們稱之為阿伏伽德羅常數(shù)，符號(hào)“NA”，即NA約為6.02×1023。任何含有NA個(gè)微粒的集體都稱為1mol。

[舉例]1molH2O含有NA個(gè)水分子，大約含有6.02×1023個(gè)水分子。

[計(jì)算]求3molH2O中含有多少個(gè)水分子呢？

[總結(jié)]物質(zhì)的量n、粒子數(shù)N、阿伏伽德羅常數(shù)NA間關(guān)系：n=N∕NA。

[練習(xí)]2molH2O中含水分子數(shù)目____________；含氫原子數(shù)目____________。

(設(shè)計(jì)意圖)計(jì)算得出物質(zhì)的量n、粒子數(shù)N、阿伏伽德羅常數(shù)NA間關(guān)系，加深理解。

(三)摩爾質(zhì)量

[講述]摩爾質(zhì)量：?jiǎn)挝晃镔|(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量，符號(hào)：M，單位：g∕mol。

[找不同]1mol水的質(zhì)量為18g，水的摩爾質(zhì)量為18g∕mol。

[注意]當(dāng)摩爾質(zhì)量單位為g∕mol時(shí)，其數(shù)值與相對(duì)原子質(zhì)量或相對(duì)分子質(zhì)量相等，但含義不同。例：H2O的相對(duì)分子質(zhì)量18，H2O的摩爾質(zhì)量18g∕mol。

[計(jì)算]3molH2O的質(zhì)量是多少？

[總結(jié)]物質(zhì)的量n、物質(zhì)的摩爾質(zhì)量M、物質(zhì)的質(zhì)量m間的關(guān)系：n=m∕M。

[練習(xí)]48gO2的物質(zhì)的量是多少？

(設(shè)計(jì)意圖)計(jì)算得出物質(zhì)的量n、物質(zhì)的摩爾質(zhì)量M、物質(zhì)的質(zhì)量m間關(guān)系，加深理解。

(四)總結(jié)

[小結(jié)]物質(zhì)的量聯(lián)系宏觀與微觀：N?n?m，n=N∕NA、n=m∕M。

[練習(xí)]54gH2O中含有多少個(gè)水分子？

(設(shè)計(jì)意圖)回顧知識(shí)，總結(jié)物質(zhì)的量是聯(lián)系宏觀與微觀的橋梁。

八、基于認(rèn)識(shí)論的反思

課程的教學(xué)要以課標(biāo)為基準(zhǔn)，教學(xué)設(shè)計(jì)必須是以分析課標(biāo)，教科書為基礎(chǔ)展開(kāi)的。課程教學(xué)中要充分考慮教學(xué)內(nèi)容的理念，以此為指導(dǎo)結(jié)合具體教學(xué)目標(biāo)，學(xué)生學(xué)情等進(jìn)行合理的教學(xué)設(shè)計(jì)。

[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.

中圖分類號(hào)：O6-4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006-0049-(2016)07-0136-02