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(jiàn)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(lèi)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(lèi)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(lèi)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(jiàn)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(jiàn)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(lèi)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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