對“物質(zhì)的量”教學(xué)的探討

韋仲剛 李瑞霞

摘要：對“物質(zhì)的量”概念的理解，有利于學(xué)生用宏觀和微觀結(jié)合的思維方法來思考化學(xué)問題，使化學(xué)貼近學(xué)生的生活實(shí)際，對學(xué)生整個(gè)中學(xué)階段化學(xué)的學(xué)習(xí)起著非常重要的作用。但“物質(zhì)的量”的教學(xué)效果一直不理想。為此，多年來，我們對“物質(zhì)的量”一節(jié)的教學(xué)進(jìn)行經(jīng)常性反思、研究探討，現(xiàn)在把對“物質(zhì)的量”教學(xué)的探討情況做一介紹。

關(guān)鍵詞：化學(xué)教學(xué)；“物質(zhì)的量”；教學(xué)探討

中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1992-7711（2018）08-0110

一、弄清對“物質(zhì)的量”概念的學(xué)習(xí)難點(diǎn)

1. 東西方文化差異給教學(xué)造成難以逾越的障礙?！拔镔|(zhì)的量”實(shí)質(zhì)上是用集合體的形式來描述微觀粒子的多少，在漢語系統(tǒng)里，描述物質(zhì)多少時(shí)有著豐富的量詞：個(gè)、雙、打、堆、捆等，針對不同的物質(zhì)使用不同的量詞在人們的語言系統(tǒng)中已根深蒂固。用漢語系統(tǒng)的思維方式來理解源于西方語言系統(tǒng)的“物質(zhì)的量”是學(xué)生理解的最大障礙，“物質(zhì)的量”“摩”等詞本身也缺乏親切感，外來詞難以融入現(xiàn)有的詞匯中，從微粒個(gè)數(shù)到微粒的集合體在學(xué)生已有的知識、經(jīng)驗(yàn)和觀念上存在著困難。教師在教學(xué)過程中對“物質(zhì)的量”的講解也不敢越雷池一步，實(shí)際效果并不佳，存在著越說越糊涂的現(xiàn)象。

2. “物質(zhì)的量”及其衍生概念是定量分析的基礎(chǔ)性工具，學(xué)習(xí)效果表現(xiàn)在各種量的相互轉(zhuǎn)換上。學(xué)習(xí)困難的表現(xiàn)之一就是這種轉(zhuǎn)換不熟練，容易混淆。比如，阿氏常數(shù)與6.02×1023的關(guān)系，氣體摩爾體積與22.4的關(guān)系，摩爾質(zhì)量與相對分子質(zhì)量的關(guān)系。在計(jì)算中，學(xué)生容易回到用質(zhì)量作為中心物理量的老路上，主動運(yùn)用“物質(zhì)的量”與化學(xué)計(jì)算的能力不足。這與學(xué)生未能全面掌握“物質(zhì)的量”為中心的計(jì)算法則有關(guān)，沿用初中建立起來的計(jì)算系統(tǒng)顯然是正常現(xiàn)象，但這種沿用阻礙了新計(jì)算系統(tǒng)的建立。

3. 微粒中的層次意識不強(qiáng)，各種微粒數(shù)間的相互轉(zhuǎn)換困難。由于初中課本是以知識綜合性進(jìn)行編排，化學(xué)體系相對欠缺，學(xué)生對化學(xué)微粒的認(rèn)識深度不夠。比如水分子中的原子組成，含有質(zhì)子數(shù)、電子數(shù)、中子數(shù)，延伸到各種微粒間的“物質(zhì)的量”、微粒數(shù)目之間的轉(zhuǎn)換，學(xué)生感到困難更大。

二、“物質(zhì)的量”的教學(xué)建議

1. 安排一節(jié)探究課，探究1滴水中有多少個(gè)水分子，引領(lǐng)學(xué)生體驗(yàn)任何宏觀物質(zhì)都是由數(shù)量巨大的微觀粒子組成，幫助學(xué)生建立微觀意識，產(chǎn)生如何表述巨大數(shù)量微粒的學(xué)習(xí)疑問。探究過程：

（1）從宏觀的事例中類比：在十米遠(yuǎn)放一粒米，讓學(xué)生觀察能否看見，再放十粒看……直到放的米?？匆姙橹埂７治鲆龑?dǎo)得出：看見的宏觀物質(zhì)是由看不見的微觀粒子組成的或看不見的微粒構(gòu)成看見的宏觀物質(zhì)。在此基礎(chǔ)上提出一滴水中有幾個(gè)水分子。

（2）在此基礎(chǔ)上提出一杯子水中有多少個(gè)水分子。假設(shè)一個(gè)水分子質(zhì)量為■克，計(jì)算36克水中有多少個(gè)水分子？

（3）無數(shù)個(gè)水分子聚集在一起是多少克？計(jì)算5NA個(gè)水分子聚集在一起有多少克？在這樣的過程中讓學(xué)生體會微粒個(gè)數(shù)與微粒群體總質(zhì)量的關(guān)系，為引入物質(zhì)的量做好鋪墊工作。

2. 進(jìn)行有效的教學(xué)設(shè)計(jì)

在學(xué)生體會到微粒個(gè)數(shù)與微粒群體之間關(guān)系的基礎(chǔ)上進(jìn)行如下有效的教學(xué)設(shè)計(jì)：

提問：什么是物質(zhì)的量？（物質(zhì)的量的含義是什么？）

請同學(xué)們看課本，找答案。（5分鐘）學(xué)生知道大概的意思，但不甚清楚。

講述：“物質(zhì)的量”的含義是什么？我們多次探討認(rèn)為不必過多糾纏于概念的科學(xué)性和規(guī)范性而重在能讓學(xué)生清楚理解概念，為此，我們把課本上“物質(zhì)的量”定義改為：是表示物質(zhì)含微粒（規(guī)定數(shù)目）群體多少的物理量。把改過了定義明確無誤地交代給學(xué)生。

過渡：那么“物質(zhì)的量”究竟是以多少為規(guī)定數(shù)目作為一群體的標(biāo)準(zhǔn)呢？

請同學(xué)們看課本，找答案

講解：那么1（規(guī)定數(shù)目）微粒群即1摩爾微觀粒子是以多少數(shù)目作為標(biāo)準(zhǔn)呢？以12g12C所含碳原子數(shù)為規(guī)定數(shù)目，這么多個(gè)微粒為1群即1摩爾。這個(gè)規(guī)定數(shù)目的提出，對科學(xué)貢獻(xiàn)很大，為了紀(jì)念這位科學(xué)家，用他的名字命名這個(gè)數(shù)，即12g12C所含有的碳原子數(shù)叫阿伏加德羅常數(shù)。即以12g12C所含碳原子數(shù)或阿伏加德羅常數(shù)NA或約6.12×1023個(gè)為標(biāo)準(zhǔn)，也就是說凡是物質(zhì)中含有微粒數(shù)是12g12C所含碳原子數(shù)或阿伏加德羅常數(shù)NA或約6.12×1023個(gè)即是1摩爾微粒。

練習(xí)強(qiáng)化：重點(diǎn)強(qiáng)化已知微粒數(shù)計(jì)算含有多少摩爾微粒及已知多少摩爾物質(zhì)計(jì)算含有多少個(gè)微粒。

設(shè)問：阿伏加德羅的規(guī)定有何貢獻(xiàn)？我們在這兒可以看出他的規(guī)定有如此的重要作用。分析引入摩爾質(zhì)量概念

強(qiáng)調(diào)：在使用物質(zhì)的量時(shí)要注意：（啟發(fā)學(xué)生、總結(jié)注意事項(xiàng)）

注意事項(xiàng)：

（1）使用物質(zhì)的量時(shí)一定要指明微粒的種類（分子、原子、離子等）

（2）阿伏加德羅常數(shù)是準(zhǔn)確值，而6.02×1023也是準(zhǔn)確值，但兩者數(shù)值上是近似相等。（可以有一步啟發(fā)然后再歸納總結(jié)）

看教材“遷移與應(yīng)用”指導(dǎo)學(xué)生練習(xí)

指出學(xué)生解題中存在的問題。

設(shè)問：在微粒數(shù)、物質(zhì)的量和阿伏加德羅常數(shù)三者之間是否存在一定的數(shù)學(xué)關(guān)系呢？

總結(jié)：微粒數(shù)（N）=物質(zhì)的量（n）×阿伏加德羅常數(shù)（NA）

討論其變形的形式。

陳述：通過上面的學(xué)習(xí)我們可以發(fā)現(xiàn)微觀粒子數(shù)可以通過物質(zhì)的量和阿伏加德羅常數(shù)來計(jì)算，這個(gè)阿伏加德羅常數(shù)和我們?nèi)粘Ｉ钪杏玫暮芏嗔肯嗨啤?/p>

3. 概念比較

（1）物質(zhì)的量和質(zhì)量

（2）物質(zhì)的量和摩爾

（3）阿伏加德羅常數(shù)和6.02×1023

三、“物質(zhì)的量”的應(yīng)用尤其要突出尋找關(guān)系式的地位

與以“物質(zhì)的量”為中心的換算配合才能形成一個(gè)完整體系，需要滲透到化學(xué)教學(xué)的全過程。我們平時(shí)的教學(xué)注重以“物質(zhì)的量”為中心的換算教學(xué)和訓(xùn)練，而忽視了尋找關(guān)系式在解題過程中的作用，幾年來的問題調(diào)查卷反映出的情況是學(xué)生對物質(zhì)的量計(jì)算題的障礙還有尋找關(guān)系式。

總之，這部分教學(xué)不宜一蹴而就而重在逐漸形成，不搞一步到位，講究細(xì)水長流，在應(yīng)用中強(qiáng)化，隨著教學(xué)深入而逐漸加深應(yīng)用難度。在后續(xù)的教學(xué)中，逐漸強(qiáng)化“物質(zhì)的量”的應(yīng)用，引領(lǐng)學(xué)生逐步擺脫初中以質(zhì)量為基礎(chǔ)的計(jì)算體系的思維模式，建立起以“物質(zhì)的量”為基礎(chǔ)的高中化學(xué)計(jì)算體系。

（作者單位：①甘肅省金昌市金川總校第二高級中學(xué) 737100； ②甘肅省金昌市金川總校第五小學(xué) 737100）