物質(zhì)的量概念教學(xué)策略再探

張慶華+汪阿戀+吳新建+張賢金

[摘 要]

物質(zhì)的量概念教學(xué)一直以來都是高中化學(xué)教學(xué)的重點和難點內(nèi)容。要幫助學(xué)生更好地認識、理解和掌握物質(zhì)的量概念可以采用以下策略：利用生活實際，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景;注重物質(zhì)的量概念的內(nèi)涵和外延;讓學(xué)生體會感悟?qū)W習(xí);通過練習(xí)鞏固概念，加強對概念的理解。

[關(guān)鍵詞]

物質(zhì)的量;情景引入;教學(xué)策略;練習(xí)鞏固

物質(zhì)的量的概念是定量研究化學(xué)過程中不可或缺的知識，它的掌握與否直接影響到學(xué)生整個高中階段化學(xué)的學(xué)習(xí)。同時，基于物質(zhì)的量概念幫助學(xué)生深化建立微粒觀，將一定數(shù)目的原子、分子、離子等微觀粒子與可稱量的宏觀物質(zhì)建立起聯(lián)系，對幫助學(xué)生實現(xiàn)化學(xué)的微觀研究到宏觀應(yīng)用的飛躍，具有重要的意義。然而，當(dāng)前物質(zhì)的量概念教學(xué)并不盡如人意。首先，由于現(xiàn)行的初中化學(xué)教育在微觀知識要求上較低和大量使用直觀教學(xué)手段，導(dǎo)致剛進入高中階段學(xué)習(xí)的高一學(xué)生，在微觀想象力方面普遍不能滿足從宏觀到微觀之間的相互過渡的需要。其次，物質(zhì)的量概念抽象且缺乏實驗基礎(chǔ)，學(xué)生難以從前概念中搭建起知識間內(nèi)在的聯(lián)系，表現(xiàn)在解決實際問題時對概念和原理的理解缺乏遷移性。再次，學(xué)生尚缺乏定量認識物質(zhì)的意識，使學(xué)生對事物的認識仍停留于定性描述的階段，不能通過數(shù)量之間的關(guān)系預(yù)測物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及可能的性質(zhì)，在分析問題和解決問題的過程中會造成一定的困難。因此，如何對該知識內(nèi)容的教學(xué)進行有效的策略設(shè)計與研究，一直受到一線教師的高度關(guān)注。本文基于長期的一線教學(xué)實踐，就物質(zhì)的量概念的有效教學(xué)策略略談粗淺認識。

一、利用生活實際，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景

課堂情景是教師為了更好引導(dǎo)學(xué)生對知識的理解和掌握，通過詳細的畫面、情感、動作、社會和發(fā)現(xiàn)等場景，依據(jù)對認知存在不同的感悟，制造出活躍的學(xué)習(xí)氣氛，讓學(xué)生從學(xué)習(xí)的思維中盡快獲得一種情景的氛圍，從而激發(fā)學(xué)生的認知行為，促進學(xué)生的實踐活動。

【案例一】班級若買來了一車柑桔，要分發(fā)給全班每一位同學(xué)，讓學(xué)生聯(lián)系生活中所知道的分發(fā)物品的方法，幫助班干部設(shè)計一個分發(fā)柑桔的方案。學(xué)生討論的分發(fā)柑桔的方案可能有多種多樣，其中這樣的幾種方案是最普遍的：

甲：把買來的柑桔用秤稱量后發(fā)給大家：每人各多少千克。

乙：把買來的柑桔用某個容器如筐來分裝，每筐大小相同，各自裝滿，即各人都分得體積相同柑桔。

丙：把所有的柑桔，一個一個地平均分給大家。

丁：將柑桔或者是十只或者是二十只地裝好袋，每人分上幾袋。

師追問：如果買來的是一車大米一大桶油又應(yīng)該怎樣分呢？

此時學(xué)生通過討論認為分發(fā)大米和油，甲、乙和丁的方法可行而丙的方法是不可行的。

師總結(jié)：衡量物質(zhì)多少的物理量有：質(zhì)量、體積、個數(shù)或人為規(guī)定某個特定的組合（如一袋、一桶等）。物質(zhì)的量也是科學(xué)上規(guī)定專門用來衡量微觀物質(zhì)的一個重要物理量，將一定數(shù)目微粒和重新設(shè)定的量進行聯(lián)系，從而導(dǎo)入物質(zhì)的量概念。使得學(xué)生理解物質(zhì)的量這個概念水到渠成。

【案例二】哪位同學(xué)能用實驗室的儀器幫老師取出一定量的氣體（如氧氣）？如何取比較準確？學(xué)生討論回答：

甲：將氣體裝在容器中進行稱量。

乙：用大針筒抽取一定體積的氣體。

丙：甲的方法不好，因為氣體稱量時由于受到空氣阻力的影響，必定會造成較大的誤差。

教師及時歸納：物質(zhì)存在三態(tài)：固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)，衡量不同狀態(tài)的物質(zhì)時應(yīng)根據(jù)可行性分析，不能一概采用稱量的方式操作，顯然氣態(tài)物質(zhì)用體積來衡量比較合理。從而導(dǎo)入氣體摩爾體積的概念。

【案例三】通過對物質(zhì)的量和氣體摩爾體積的學(xué)習(xí)，請同學(xué)們從某氯化鈉溶液中取出一定量的氯化鈉的方法有哪些？學(xué)生踴躍討論：

甲：用燒杯盛好一定量的溶液放在天平上稱量。

乙：用量筒量取一定體積的該溶液。

丙：用稱量的方法操作不方便，而用量筒比較方便。

教師總結(jié)：大家回答得很好，可以采用質(zhì)量和體積兩種形式取用，兩種形式都必須知道一定量的溶液中所含溶質(zhì)的量，這就是溶液的濃度。進而通過學(xué)生已學(xué)過的質(zhì)量分數(shù)濃度的知識自然過渡到物質(zhì)的量濃度。

以上的情境引入，教師從實際生活和操作入手，對物質(zhì)取量方便的可行性角度出發(fā)，探究微觀粒子的宏觀表征，讓學(xué)生感受到微觀物質(zhì)的可視性，并對知識的系統(tǒng)性有初步的了解。

二、注重物質(zhì)的量概念的內(nèi)涵及外延

物質(zhì)的量是表示組成物質(zhì)的基本微粒數(shù)目多少的物理量，摩爾是物質(zhì)的量的單位。1摩爾物質(zhì)含阿伏加德羅常數(shù)個微粒。由于物質(zhì)的量用于表達微粒數(shù)目，在宏觀物質(zhì)與微觀粒子之間建立起一座橋梁，將人們研究物質(zhì)世界的兩個層面——宏觀與微觀有機地結(jié)合起來，才有了物質(zhì)的量在化學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

物質(zhì)的量概念的外延：物質(zhì)的量用于表示微粒數(shù)目，由于微粒也具有一定的質(zhì)量和體積，因此由1摩爾（阿伏加德羅常數(shù)個）微粒的質(zhì)量總和引出“摩爾質(zhì)量”。在氣體中分子之間有一定的距離，在1.01×103帕，0℃時，氣體分子之間的距離幾乎是一致的，分子間的距離相對于分子自身直徑大許多，氣體的體積主要就由分子間的距離來決定。在標準狀態(tài)下，1mol（阿伏加德羅常數(shù)個）氣體分子所占體積約為 22.4L，引出“氣體摩爾體積”。在溶液中，以1L溶液中所含溶質(zhì)物質(zhì)的量引出“溶液物質(zhì)的量濃度”。由此，我們可以建立起物質(zhì)的量通過其派生物理量摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積和物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量、氣體體積、溶液濃度之間的知識網(wǎng)絡(luò)。

物質(zhì)的量在教學(xué)過程中必須注意概念的適用范圍，摩爾只能作為微粒的單位，而不能用作宏觀物質(zhì)的單位。然而，它仍可作純凈物的單位，如：1mol水，2mol單質(zhì)鐵等。在利用物質(zhì)的量進行化學(xué)方程式計算時，可采用相當(dāng)量的關(guān)系，如：1mol氧氣相當(dāng)于32克也相當(dāng)于標準狀況下22.4L氧氣，從而在計算時省去了轉(zhuǎn)化的環(huán)節(jié)。同時對1mol物質(zhì)所含的各種成分也應(yīng)讓學(xué)生有所了解，如：1molH2O中含有1mol氧原子2mol氫原子，還含有10mol質(zhì)子，1molMgCl2含有1molMg2+和2molCl-等。

物質(zhì)的聚集狀態(tài)教學(xué)應(yīng)注重通過實驗（利用教材中物質(zhì)體積與實驗測量出的密度計算出1mol不同狀態(tài)物質(zhì)的摩爾體積）和理論分析影響物質(zhì)體積大小的因素（微粒數(shù)、微粒本身的大小及微粒間的平均距離）構(gòu)建氣體摩爾體積概念，讓學(xué)生認識到影響氣態(tài)物質(zhì)的因素是微粒數(shù)和分子間的平均距離，而與微粒本身的大小無關(guān)。要強調(diào)22.4L·mol-1只能適用于氣態(tài)物質(zhì)，且必須在標準狀況下，但非標準狀況下氣體摩爾體積不一定就不是22.4L·mol-1。

物質(zhì)的量濃度的教學(xué)中應(yīng)從溶液濃度的不同表現(xiàn)形式出發(fā)，分析得出用物質(zhì)的量濃度表示溶液濃度更便于實際操作，對于在溶液中進行的化學(xué)反應(yīng)中定量分析時，引入物質(zhì)的量濃度給實際生產(chǎn)和操作帶來方便，通過物質(zhì)的量濃度的配制操作的教學(xué)，讓學(xué)生進一步理解物質(zhì)的量濃度的概念。

三、讓學(xué)生體驗感悟?qū)W習(xí)

《普通高中化學(xué)課程標準（實驗）》指出：“要讓學(xué)生在參與特定的化學(xué)活動，在具體情境中初步認識對象的特征，獲得一些體驗?！盵2]教師要以課標精神為指導(dǎo)，認真鉆研教材，進行創(chuàng)造性地教，讓學(xué)生經(jīng)歷學(xué)習(xí)過程，充分體驗感悟，從而達到學(xué)會學(xué)習(xí)的目的。

如為便于學(xué)生理解可設(shè)計如下問題：摩爾粒子的數(shù)目大約是多少？6.02x1023這個數(shù)值是以什么為依據(jù)得出來的？“12C”原子特指什么結(jié)構(gòu)的碳原子？再如在物質(zhì)的量濃度的教學(xué)過程中，設(shè)置配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液學(xué)生實驗，使學(xué)生體會定量研究的方法對研究和學(xué)習(xí)化學(xué)的重要作用，教師可以設(shè)置：“物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量分數(shù)的意義及它們之間的關(guān)系”“為什么要用蒸餾水洗滌燒杯，并將洗滌液也注入容量瓶”“如果轉(zhuǎn)移過程中不慎將溶液濺出容量瓶外，最后配成的溶液會發(fā)生什么變化”等等一系列問題，從而使學(xué)生在深入思考，深刻理解有關(guān)知識的過程中，完成知識結(jié)構(gòu)的建構(gòu)。

四、通過練習(xí)鞏固概念，加強對概念的理解

物質(zhì)的量概念形成之后，一定要使學(xué)生通過復(fù)習(xí)和反復(fù)運用來掌握和鞏固，絕不能讓學(xué)生滿足于死記硬背和一般性理解。在教學(xué)過程中一是要注意組織練習(xí)，當(dāng)學(xué)生學(xué)過有關(guān)概念后，教師應(yīng)有目的、有針對性的布置一些練習(xí)題，使學(xué)生通過習(xí)題實踐，鞏固和增強學(xué)生應(yīng)用概念的能力。二是分析錯誤及時改正。還應(yīng)采用多種形式對學(xué)生掌握情況進行考查了解，根據(jù)反饋發(fā)現(xiàn)的問題及時有針對性的采取補救措施。同時要求學(xué)生必須做到：

（1）認真審題，找出題中明確的信息，挖掘隱含的信息，弄清最終要解決的問題。

（2）找出題中涉及到的物質(zhì)的量問題的知識概念模塊，聯(lián)想已有認知結(jié)構(gòu)中的與該知識模塊相關(guān)的基礎(chǔ)概念和知識。

（3）充分思考，正確提取和運用解決問題所需的物質(zhì)的量概念系統(tǒng)模塊，找出已知項與所求項在量方面的內(nèi)在聯(lián)系，形成正確的解題思路，選擇合適的解題方法從而達到將問題解決的目的。

總之，物質(zhì)的量相關(guān)知識的教學(xué)，概念多，內(nèi)容抽象，細節(jié)特別多，應(yīng)用廣泛。教師必須精心備課，了解學(xué)生學(xué)情，整體把握好知識體系，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、主動性，引導(dǎo)學(xué)生從生活實際出發(fā)，通過多種教學(xué)方式，使學(xué)生能更好掌握物質(zhì)的量這一工具，才能為學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

[參 考 文 獻]

[1]方婷，王祖浩.國內(nèi)外關(guān)于物質(zhì)的量概念的研究及啟示[J].化學(xué)教育，2008（5）.

[2]沈建.體驗性：學(xué)生主體參與的一個重要維度[J].中國教育學(xué)刊，2001（4）.

（責(zé)任編輯：張華偉）