基于构建化学概念的教学研究

王军 吴海霞

摘要：以苏教版高中化学必修1“物质的量”的教学为例，联系实际谈如何突破化学概念教学中的难点，帮助学生构建化学概念的过程。

关键词：物质的量；摩尔；阿伏加德罗常数；摩尔质量

文章编号：1008-0546（2016）05-0038-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.05.015

一、设计思想

“物质的量”作为基本物理量，是中学化学教学中的重要概念，在整个中学化学计算中处于核心地位。苏教版安排在必修1专题1“化学家眼中的物质世界”第一单元“丰富多彩的化学物质”，即把“物质的量”概念作为引领学生学习高中化学的开始。由于“物质的量”概念本身较为抽象，加之联系到物质结构，还有物理的质量、体积、浓度等物理量，因而它又是中学化学教学中的一个难点。对于刚升入高中的学生来说，若能准确理解并熟练运用“物质的量”，不仅能为以后学习化学打下坚实的基础，也能开发学生智力，培养学生能力。

二、教学流程

【引入】 谁能数一数一袋大米中有多少粒米呢？（展示图片）

【学生】数出100粒大米，称出重量，然后称出一袋大米的重量，一除再乘以100就好了（学生表现得很活跃，也有学生插嘴说可以少数一点再称）。

【过渡】 同学们都很聪明，假如袋子里装的是沙子，你能数出有多少粒沙子吗？（同学们摇头，显得很无奈）那现在有一袋食盐，你能确定其中有多少个钠离子和氯离子吗？（同学们显得更加无可奈何）

【教师】沙子虽小，但仍然是宏观物体，钠离子和氯离子则属于微观离子，对于沙子这样很小的宏观物体我们尚且没有办法依据质量确定它的数目，更何况看不见、摸不着的微观粒子呢？但很多情况下，我们又需要通过宏观质量确定微观粒子的数目，要弄清它们之间的关系，还得引入一个新的物理量——物质的量。

（设计意图：通过宏观与微观之间的对比，让学生理解为什么要学习“物质的量”这样一个新的物理量。）

【教师】引导一名学生说出自己的身高、体重。

（设计意图：激活学生的量度意识。）

【教师】物理量是对物质“大小、多少、长短”等方面的一种量度，那么“物质的量”这个物理量是对物质哪方面的量度？

【学生】阅读课本，讨论得出物质的量是用来描述物质所含微粒数多少的一种度量。

【教师】任何物质都是由许许多多肉眼看不见的分子、原子、离子等微粒构成。例如：1滴水是由许多水分子构成，1粒氯化钠是由许多Na+、Cl-构成。那么，构成物质的基本微粒的多少，也应该有相应的物理量，这个物理量叫“物质的量”。

（设计意图：通过与常见物理量的类比，帮助学生理解：①物质的量是一个物理量的名称；②它表示构成物质的基本微粒数目是多少的一个物理量。这样顺利突破“物质的量”概念。）

【过渡】每种物理量都有相应的单位。例如：速率的单位是“米/秒”等，“物质的质量”单位是“千克”等。“物质的量”作为一种物理量也应有相应的单位，它的单位是什么？

【学生】部分学生犹豫的回答：是“个”吗？

【教师】由于“物质的量”是表示构成物质的基本微粒数目多少的一个物理量，大家联想到“个”是有道理的。下面我们做这样一个计算：已知一个水分子的质量约是3×10-26kg，1滴水约0.05g，1滴水中大约有多少个水分子？

【学生活动】1滴水中大约有1.67×1021个水分子。

【教师】由于微粒太小，数目太多，用“个”作单位表示时数目太大，不方便。科学上用“摩尔”作为“物质的量”的单位。

（设计意图：通过计算，学生体验到用“个”作单位描述微粒数目数值太大。不方便，自然产生寻找合适单位的想法，为引出“摩尔”作铺垫。）

【教师】那么1摩尔是多少？

【学生活动】阅读课本。

【投影】

（设计意图：通过对比两个物理量及单位，帮助学生理解“物质的量”与“摩尔”之间的关系。这样顺利突破“摩尔”概念。同时，也让学生弄清“物质的质量”与“物质的量”尽管只有一字之差，但含义大相径庭。）【教师】每摩尔物质含阿伏加德罗常数个微粒。阿氏常数的近似值为6.02×1023个。其它物质的组成微粒在数目上是阿伏加德罗常数个时，其物质的量也是1摩尔。

【学生活动】0.5mol NaCl中有多少个Na+、Cl-？

3.01×1023个水分子的物质的量是多少？

2mol H2SO4中有多少个硫酸分子？有多少个氧原子？

（设计意图：在理解化学概念的基础上，学生自然掌握了n、N、NA之间的换算关系。这样顺利突破“阿伏加德罗常数”概念。）

【教师】 假设200张纸的厚度是1厘米，1摩尔纸的厚度将达到约3×1019米，地球与太阳之间的平均距离是约1.5×1011米，也就是说1摩尔纸可以往返地球与太阳之间108次！由此可知，用阿伏加德罗常数计量宏观物质是非常荒唐的，即不用摩尔表示宏观物质的多少。

（设计意图：以丰富的想象空间帮助学生形成对阿伏加德罗常数的切实体验，引导学生在丰富的想象中萌生智慧。）

【教师】1molC-12的质量为12克，其它物质的质量与物质的量有什么关系呢？

【教师】由相对原子质量概念和阿伏加德罗常数推导，设某原子A，相对原子质量为M，则有：， 将左式分子分母同时扩大阿伏加德罗常数倍，则有：。

即1摩尔物质A的质量在数值上等于其相对原子（分子）质量。

【学生活动】 快速口答：1摩尔铁原子的质量是多少？1摩尔硫酸分子的质量是多少？1摩尔Na+的质量是多少？1摩尔Cl- 的质量是多少？

【教师】引导学生归纳“摩尔质量”的概念。

（设计意图：通过推理、归纳、分析、计算，让学生掌握m、n、M之间的关系。这样顺利突破“摩尔质量”概念。）

三、课后反思

许多教师习惯于将“物质的量”分成两节课完成，第一课时讲解“物质的量”、“摩尔”、“阿伏加德罗常数”等概念，第二课时讲解“摩尔质量”概念，这样的教法忽视了引入“物质的量”这一物理量的初衷，教材指出“为了将一定数目的微观粒子与可称量的宏观物质联系起来，在化学上引入了物质的量”。因此，本节课让学生在真实的情境中自主发现规律、生成新知、发展能力，一气呵成的构建上述化学概念，让学生体验到物质的量确实在微观与宏观之间架起一座桥梁。同时，作为教师，尊重学生应落实到教学环节，从学生的视角设计符合学生自身发展规律的教学过程，找准学生知识和能力的生长点，设计好“台阶”，引领学生自主学习、突破、提高和应用。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部. 普通高中化学课程标准（实验）[M].北京：人民教育出版社，2003