在化學(xué)概念課型中的探究方式初探

王緒平

摘要：本文以人教版高中化學(xué)必修一《氣體摩爾體積》為例，探討概念課的課型設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué);概念課;探究能力;課例研究

中圖分類號(hào)：G633.8? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ?文章編號(hào)：1992-7711（2018）09-0082

高中化學(xué)中“概念學(xué)習(xí)”課型占較大的比例，研究該課型的教學(xué)設(shè)計(jì)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，推進(jìn)素質(zhì)教育有重要的實(shí)踐意義。本文以高中化學(xué)必修一《氣體摩爾體積》這一課為例，作出了積極的探索。

一、概念課的教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)著力培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力

以《氣體摩爾體積》為例，整節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)均可采用探究學(xué)習(xí)的教學(xué)模式，將教學(xué)進(jìn)程分成發(fā)現(xiàn)問(wèn)題→提出假設(shè)→分析問(wèn)題→解決問(wèn)題→原理應(yīng)用五個(gè)階段：

1. 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題階段。本節(jié)課突破傳統(tǒng)教師提問(wèn)學(xué)生回答的模式，而是教師課前布置學(xué)生查找各種固體、液體、氣體的密度，并將這些數(shù)據(jù)羅列，讓學(xué)生通過(guò)分組討論、觀察、分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)狀況下1mol不同的氣體體積都是相同的，而液體、固體體積不同，從而產(chǎn)生想解釋這種結(jié)論的欲望。問(wèn)題來(lái)源于學(xué)生自己的觀察，通過(guò)分析數(shù)據(jù)，不僅可以提高學(xué)生整理數(shù)據(jù)、分析解決問(wèn)題的能力，還可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，產(chǎn)生強(qiáng)烈的研究欲望，因而具有可發(fā)展性和生命力。

2. 提出假設(shè)階段。學(xué)生想解釋上述現(xiàn)象，每個(gè)人腦海中會(huì)產(chǎn)生各種假設(shè)、各種原因，這些假設(shè)是學(xué)生的初級(jí)思維，這種初級(jí)思維是進(jìn)一步探究學(xué)習(xí)的原動(dòng)力。

3. 分析問(wèn)題階段。在分組討論中學(xué)生將自己各種假設(shè)匯總，在交流中相互補(bǔ)充、相互糾正，形成正確的認(rèn)識(shí)。學(xué)習(xí)過(guò)程變?yōu)橛山忉寴?biāo)準(zhǔn)狀況下相同物質(zhì)的量的氣體，其體積都是相同，而液體、固體體積不同，想到固體、液體、氣體粒子的排列方式，再由排列方式想到?jīng)Q定物體體積的微觀因素，想到?jīng)Q定固體、液體、氣體體積的主要微觀因素，通過(guò)教師精心創(chuàng)設(shè)的六個(gè)情境，讓學(xué)生經(jīng)過(guò)探究，水到渠成地得出阿伏加德羅定律。此討論分析過(guò)程應(yīng)充分展現(xiàn)學(xué)生的思維，通過(guò)學(xué)生間交流、評(píng)價(jià)、相互補(bǔ)充、相互糾正形成正確的認(rèn)識(shí)。在此過(guò)程中，教師只是創(chuàng)設(shè)各種條件，為學(xué)生解決問(wèn)題提供幫助，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)過(guò)程，而不是牽引或代替學(xué)生的思維。

4. 解決問(wèn)題階段。將阿伏加德羅定律具體化，溫度取0℃、壓強(qiáng)取1.01×105Pa，1 mol 任何氣體的體積約為22.4L，就是標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體摩爾體積概念。阿伏加德羅定律、氣體摩爾體積概念以及氣體摩爾體積的四個(gè)要素都由學(xué)生經(jīng)過(guò)探究、歸納得出，增強(qiáng)了學(xué)生探究學(xué)習(xí)的成就感，同時(shí)鍛煉了學(xué)生的歸納和表達(dá)能力。

5. 原理應(yīng)用階段。此階段，教師布置學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)將粒子數(shù)、物質(zhì)的量、氣體體積、質(zhì)量之間的關(guān)系表示出來(lái)。此過(guò)程又是展現(xiàn)和發(fā)展學(xué)生思維的過(guò)程，學(xué)生將新學(xué)習(xí)的內(nèi)容納入已有知識(shí)體系，使其系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化，培養(yǎng)了學(xué)生思維的完整性。

二、概念課的教學(xué)情境應(yīng)讓學(xué)生在主動(dòng)思考中養(yǎng)成科學(xué)探究的習(xí)慣

以《氣體摩爾體積》這一課為例，為引入阿伏加德羅定律這個(gè)概念，教師在創(chuàng)設(shè)情境時(shí)要進(jìn)行“精細(xì)化”處理，要充分考慮學(xué)生的起點(diǎn)知識(shí)與能力，盡量使我們創(chuàng)設(shè)的情境落到學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)：

情境1：演示電解水的實(shí)驗(yàn)，觀察不同時(shí)間試管內(nèi)氣體的體積變化。（讓學(xué)生通過(guò)觀察，“親自目睹”在相同的溫度和壓強(qiáng)下，1mol氫氣和1mol氧氣的體積“可能”相同，此時(shí)學(xué)生有了些感性認(rèn)識(shí)。）

情境2：用表格列出0℃，101KPa時(shí)氧氣和氫氣的密度，查表得到氧氣和氫氣的摩爾質(zhì)量是32.00g/mol，2.016g/mol，請(qǐng)學(xué)生計(jì)算出1mol氫氣和1mol氧氣此時(shí)的體積。（學(xué)生分別計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)1mol氫氣和1mol氧氣的體積分別是22.39L和22.42L， 驗(yàn)證了在同樣的條件下，1mol氫氣和1mol氧氣的體積幾乎是相同的。繼而提出問(wèn)題：是不是所有的氣體都是這樣的呢？）

情境3：列出0℃ ，101KPa時(shí)二氧化碳的密度和它的摩爾質(zhì)量，再計(jì)算1mol二氧化碳的體積是多少？（學(xué)生可得出結(jié)論：相同條件下，1mol任何氣體的體積是相同的。）

情境4：列舉生活中的3個(gè)小例子，要求學(xué)生討論思考它們說(shuō)明了什么？例：（1）50個(gè)乒乓球與 100個(gè)乒乓球所占空間誰(shuí)大？（2）50個(gè)乒乓球與50個(gè)籃球所占空間誰(shuí)大？（3）乒乓球與籃球都為50個(gè)，且球與球都間隔10米，在操場(chǎng)上均勻分布，那么哪個(gè)所占的總體積大？（從這三個(gè)來(lái)自生活的問(wèn)題引導(dǎo)，學(xué)生可由易到難，由宏觀遷移到微觀，探究出影響物質(zhì)體積大小的因素有粒子的大小，粒子的數(shù)目和粒子間的平均間距三個(gè)方面。）

通過(guò)以上教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)，教師在課堂上通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)、文字、表格、影像、聲音等方式，大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，化靜為動(dòng)，發(fā)展了學(xué)生的思維，培養(yǎng)了學(xué)生主動(dòng)探究的能力，讓學(xué)生在探究的過(guò)程中體驗(yàn)到愉悅，同時(shí)也很好地突破了整堂課的難點(diǎn)。

三、概念課的應(yīng)用應(yīng)注重挖掘新概念的內(nèi)涵與外延

以《氣體摩爾體積》為例，教師在創(chuàng)設(shè)了大量情境幫助學(xué)生理解阿伏加德羅定律的內(nèi)容后，關(guān)鍵還是要由一般到特殊，引出氣體摩爾體積的概念，讓學(xué)生能進(jìn)行氣體體積、物質(zhì)的量、微粒數(shù)目之間的換算，讓概念得以應(yīng)用。

學(xué)生活動(dòng)1：討論標(biāo)準(zhǔn)狀況（0℃，101KPa）下的氣體摩爾體積與阿伏加德羅定律的關(guān)系。

（經(jīng)過(guò)辨析，學(xué)生探究出標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體摩爾體積只是阿伏加德羅定律的一個(gè)特例，進(jìn)一步提高對(duì)阿伏加德羅定律概念的理解層次。并且認(rèn)識(shí)到之所以提出氣體摩爾體積這個(gè)新概念，就是為了在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中應(yīng)用起來(lái)更方便。）

學(xué)生活動(dòng)2：討論在不同的溫度和壓強(qiáng)下，氣體摩爾體積的變化情況。如在25℃，101KPa下，氣體摩爾體積的數(shù)值是大于22.4還是小于22.4呢？1mol氣體在非標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積可能是22.4L嗎？（學(xué)生可通過(guò)辨析得出正確的結(jié)果，查看教材數(shù)據(jù)驗(yàn)證，在25℃ ，101KPa下，氣體摩爾體積約為24.5L/mol。而1mol氣體在非標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積可能是22.4L，也可能不是22.4L。教師在此處可視學(xué)生情況，簡(jiǎn)單介紹理想氣體狀態(tài)方程，適當(dāng)拓寬對(duì)氣體摩爾體積概念的內(nèi)涵理解。）

學(xué)生活動(dòng)3：討論在標(biāo)準(zhǔn)狀況（0℃ ，101KPa）下，1mol混合氣體的體積也大約為22.4L嗎？為什么？（學(xué)生經(jīng)過(guò)辨析，得知?dú)怏w摩爾體積不僅適用純氣體，也適用于混合氣體。因?yàn)?mol氣體的體積主要取決于粒子間距離，與粒子本身的大小無(wú)關(guān)，而在相同的溫度和壓強(qiáng)下，不同粒子間的距離都是幾乎相同的。這無(wú)疑對(duì)氣體摩爾體積的應(yīng)用做了進(jìn)一步的延伸。）

氣體摩爾體積概念的引入，是對(duì)前面已有的物質(zhì)的量，摩爾質(zhì)量，阿伏加德羅常數(shù)和阿伏加德羅定律等概念的繼承、發(fā)展和完善。由于其內(nèi)涵豐富、外延廣泛，學(xué)生理解它很難一步到位，這就需要教師分成若干個(gè)層次，逐步加深提高。但最終還是應(yīng)以氣體摩爾體積的應(yīng)用為導(dǎo)向，去挖掘概念的內(nèi)涵和外延。

四、概念課的課型設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題

1. 概念課理論部分多，形式單一，深?yuàn)W難懂，所以在教學(xué)設(shè)計(jì)上要充分利用合作學(xué)習(xí)的形式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。

2. 對(duì)于概念課的教學(xué)，情景創(chuàng)設(shè)在其中占據(jù)著很重要的地位。創(chuàng)設(shè)問(wèn)題的情景恰當(dāng)與否對(duì)于學(xué)生對(duì)概念的掌握和理解有很大的影響，一定要重視教學(xué)情景創(chuàng)設(shè)的整體設(shè)計(jì)，遵循生成性策略，使學(xué)生的問(wèn)題性思維獲得顯著的發(fā)展。

3. 通過(guò)概念課教學(xué)，力求使學(xué)生明確：概念的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程以及產(chǎn)生背景;概念中有哪些規(guī)定和限制的條件，它們與以前的什么知識(shí)有聯(lián)系;概念的名稱、表述的語(yǔ)言有何特點(diǎn);概念有沒(méi)有等價(jià)的敘述;運(yùn)用概念能解決哪些化學(xué)問(wèn)題等。

4. 教師在教學(xué)中會(huì)發(fā)現(xiàn)，同樣的化學(xué)概念課，運(yùn)用探究式的教學(xué)模式教學(xué)會(huì)比傳統(tǒng)的模式教學(xué)用時(shí)更多，為了更好地解決好時(shí)間問(wèn)題，教師可以把一部分探究問(wèn)題提前布置，讓學(xué)生在對(duì)問(wèn)題有了深思熟慮之后，再在課堂上充分展開(kāi)討論，其次還可以對(duì)所學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，對(duì)于核心概念和遷移性強(qiáng)的概念以及對(duì)學(xué)生思維能力的培養(yǎng)有較大影響的概念，要舍得花時(shí)間讓學(xué)生充分地探究，“砍柴不怕磨刀工”。

總之，在高中化學(xué)概念課的教學(xué)設(shè)計(jì)中，要依據(jù)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和思維能力，盡可能做到學(xué)生的探究點(diǎn)通俗易懂，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)和事實(shí)進(jìn)行分析、比較，歸納、概括形成概念，并引導(dǎo)學(xué)生在探究過(guò)程中不斷地理解和加強(qiáng)記憶，再把基本概念運(yùn)用到解題和生活實(shí)踐中，這樣就能不斷加深對(duì)概念的理解，使學(xué)生的探究能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、觀察能力、思維能力和學(xué)習(xí)方法都能得到提高。