基于熟悉的模型學(xué)習(xí)氣體摩爾體積

林良柱 李虹瑩

摘? 要：對(duì)于氣體摩爾體積（物質(zhì)的量）不僅僅是學(xué)生頭痛的課，也是老師特別害怕上的課，有沒(méi)有辦法使這堂課輕松簡(jiǎn)單化呢，讓學(xué)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(shí)驗(yàn)增加趣味性、通過(guò)熟悉的模型認(rèn)識(shí)這一章的概念。

關(guān)鍵詞：氣體摩爾體積;概念化;熟系的模型

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)提出2017年版2020年修訂》提出建立認(rèn)知模型，并運(yùn)用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，揭示化學(xué)本質(zhì)和規(guī)律。 張華認(rèn)為追問(wèn)為什么深入微觀世界探索現(xiàn)實(shí)的宏觀世界，理解模型的內(nèi)涵，利用其解決實(shí)際問(wèn)題。陳進(jìn)前認(rèn)為學(xué)生能夠從實(shí)際問(wèn)題中提取認(rèn)識(shí)對(duì)象，能夠從多個(gè)認(rèn)識(shí)角度分析問(wèn)題。筆者認(rèn)為學(xué)習(xí)一些比較抽象的概念時(shí)，我們可以借助生活中常見的模型來(lái)解釋其內(nèi)在的聯(lián)系，可以利用學(xué)生熟悉化的情境建構(gòu)出對(duì)核心知識(shí)的理解。筆者在上物質(zhì)的量這節(jié)時(shí)發(fā)現(xiàn)很多抽象的概念，理解起來(lái)比較枯燥無(wú)味。筆者在對(duì)氣體摩爾體積上課時(shí)準(zhǔn)備幾個(gè)學(xué)生較為熟悉的認(rèn)知模型，幫助學(xué)生建構(gòu)起概念學(xué)習(xí)的認(rèn)知模型。

一、教學(xué)設(shè)計(jì)思路

通過(guò)回顧摩爾質(zhì)量及其關(guān)系式，圖片展示1mol不同固體、液體的體積，引導(dǎo)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(zhì)的量氣體體積一樣，而固體液體不同這樣的疑惑，通過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)算和類比摩爾質(zhì)量的方法建構(gòu)出氣體摩爾體積定義以及關(guān)系式。引導(dǎo)學(xué)生從微觀上思考討論出影響物質(zhì)體積的三個(gè)因素;展示固體、液體、氣體三種不同狀態(tài)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(guò)實(shí)驗(yàn)探究溫度和壓強(qiáng)如何影響氣體體積，通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)論得到阿福加特羅定率。通過(guò)回顧剛才計(jì)算的數(shù)據(jù)得到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，氣體摩爾體積等于22.4L，通過(guò)幾個(gè)籃球類比22.4L體積的大小;最后通過(guò)習(xí)題鞏固氣體摩爾體積注意的事項(xiàng)。

二、教學(xué)目標(biāo)（化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)）

【變化觀念與平衡思想】

化學(xué)源于生活，讓學(xué)生通過(guò)將抽象的概念形象化既可以打消學(xué)生畏難情緒，引起學(xué)生的好奇心，又可以強(qiáng)化學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。在進(jìn)行決定物質(zhì)體積大小的因素教學(xué)時(shí)，可讓學(xué)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(dǎo)下討論出微粒數(shù)、微粒大小、壓強(qiáng)和溫度對(duì)氣體體積的影響，再用微觀知識(shí)去分析、解釋在一定條件下，某一因素的變化對(duì)氣體體積大小變化的影響。這樣的分析、討論、啟發(fā)有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的深刻理解，又有利與學(xué)生的邏輯推理能力。通過(guò)學(xué)生自己計(jì)算引導(dǎo)出阿伏加德羅定律。

【宏觀探討與微觀探析】

1.通過(guò)圖片、計(jì)算等宏觀現(xiàn)象1mol物質(zhì)體積的差別，用物質(zhì)的微觀粒子排列得到體積不同的本質(zhì)原因。

2.通過(guò)對(duì)問(wèn)題的思考討論，從微觀的角度上分析問(wèn)題。

【證據(jù)推理與模型認(rèn)知】

1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究得出影響氣體體積因素，讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用控制變量法去設(shè)計(jì)和分析問(wèn)題;

2.通過(guò)理論建模探究，進(jìn)一步通過(guò)學(xué)生的思維類比能力，初步學(xué)會(huì)概念學(xué)習(xí)的一般方法;

3.通過(guò)對(duì)比生活中常見的物質(zhì)（如籃球）在腦海中形成22.4L氣體的大小。

【科學(xué)探究與創(chuàng)新精神】

高一學(xué)生在第一章第一單元的學(xué)習(xí)形成了一定的實(shí)驗(yàn)操作能力。他們對(duì)化學(xué)現(xiàn)象、化學(xué)實(shí)驗(yàn)興趣濃厚，有探究欲。而且學(xué)生具備了一定的實(shí)驗(yàn)操作能力和觀察分析能力。本節(jié)課通過(guò)學(xué)生自己對(duì)生活中常見的現(xiàn)象（熱脹冷縮）進(jìn)行探究，從微觀上明白了熱脹冷縮的原理。

【科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任】

1.重視聯(lián)系生活實(shí)際，學(xué)會(huì)運(yùn)用觀察、探究、交流討論多種手段獲取信息，運(yùn)用比較和類比（摩爾質(zhì)量）的方法得出新的知識(shí)概念。

2.充分發(fā)揮學(xué)生自主性，把生活中的一些小現(xiàn)象聯(lián)系起來(lái)，讓學(xué)生通過(guò)將自己所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到生活中去。

三、教學(xué)過(guò)程

教學(xué)環(huán)節(jié)1：數(shù)據(jù)展示1mol固體、液體、氣體的體積;

提出問(wèn)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(qǐng)從微觀的角度分析，物質(zhì)體積有哪些因素決定？如何影響？

設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生從微觀角度上分析問(wèn)題，影響三種不同狀態(tài)物質(zhì)體積的主要因素。

教學(xué)環(huán)節(jié)：2：微觀展示固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三種不同狀態(tài)的決定體積的因素;

提出問(wèn)題2：若改變溫度或壓強(qiáng)氣體體積會(huì)不會(huì)發(fā)生改變？

實(shí)驗(yàn)探究：

1.溫度對(duì)氣體體積的影響2.壓強(qiáng)對(duì)微粒體積的影響

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生通過(guò)圖片明白為什么氣體體積是相同而液體體積不同，通過(guò)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)得出影響氣體體積的因素。

教學(xué)環(huán)節(jié)3：相同溫度和壓強(qiáng)下，相同物質(zhì)的量不同氣體所含的氣體均含體積相等。 當(dāng)0℃，101kPa 1mol 氣體體積為22.4L。我們把這個(gè)叫條件叫做標(biāo)準(zhǔn)狀況;圖片展示22.4L體積的大小。

設(shè)計(jì)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(xué)思考

通過(guò)熟悉的化學(xué)模型學(xué)習(xí)氣體摩爾體積能夠讓學(xué)生對(duì)這一抽象的概念能夠有更加深刻的認(rèn)識(shí)，本節(jié)課通過(guò)真實(shí)的問(wèn)題情境為載體，讓學(xué)生動(dòng)手探究溫度、壓強(qiáng)對(duì)氣體體積的影響，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中總結(jié)規(guī)律，從而對(duì)概念進(jìn)行建構(gòu)使得學(xué)生對(duì)的知識(shí)遷移能力、分析微觀觀問(wèn)題能力的提升。

參考文獻(xiàn)：

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