基于宏微符三结合理解的物质的量教学设计
2016-06-14王亚男
王亚男
山西师范大学教育科学研究院，山西 临汾 041000
基于宏微符三结合理解的物质的量教学设计
王亚男
山西师范大学教育科学研究院，山西临汾041000
摘要：宏微符三结合思想是化学学科特有的思维方式，物质的量是宏微符相结合的重要体现。以物质的量这一内容为基点，以宏微符的理解为理念，进行物质的量的课堂教学设计。
关键词：宏微符三结合；物质的量；教学设计
一、化学中的宏微符
义务教育阶段化学课标指出：从宏观到微观体现着化学学科发展趋势。[1]化学研究从宏观、微观、符号三个层面展开。宏观指我们能直观感受到的物质的颜色、状态、气味、化学变化中一系列现象等。微观指无法用肉眼观察到的分子、原子等物质的微观构成及微粒间相关作用等。符号包括化学式、化合价、化学方程式及相关化学计算等。
宏微符三重表征是化学学习中重要的思维方式。我们可用化学符号来表示宏观信息，并从微观角度对其进行解释，只有将三方面结合，才能构成对化学知识完整的认识体系。
二、物质的量与宏微符
物质的量是化学基础物理量之一，是连接宏观可称量物质与微观粒子的桥梁：物质的量n与阿伏伽德罗常数NA、微粒个数N间存在关系n=N¤NA；与物质的摩尔质量M、物质的质量m存在关系n=m¤M。综合二者考虑存在转换关系N⟺n⟺m。n将物质宏观质量m与微观粒子数目N联系在一起，是宏微符三结合的重要体现。
三、“物质的量”的知识分析
物质的量表示含有一定数目粒子的集合体，单位摩尔(mol)；阿伏伽德罗常数指1mol物质所含微粒数目，物质的量n、阿伏伽德罗常数NA、微粒数目N、摩尔质量M、物质的质量m间存在关系：n=N∕NA，n=m∕M。物质的量将一定数目微观粒子与可称量的物质联系在一起，是化学学习中微观定量研究的方法。物质的量与摩尔是科学家对相关概念、理论不断质疑、争论、发展，最后确定为当前含义。
四、学生已有经验
生活中买东西要称斤或者以箱为单位。
五、教学目标建立
(一)知识与技能
认识物质的量，及其单位摩尔，阿伏伽德罗常数，物质的量与微粒数目关系，摩尔质量，物质的量、质量、摩尔质量间关系；应用物质的量计算并解决实际问题。
(二)过程与方法
通过类比的方法将抽象概念形象化，增强对物质的量的理解。
(三)情感态度与价值观
通过物质的量的学习感受化学研究中微观与宏观间联系，体会科学研究的伟大。
(四)教学重难点
重点：物质的量概念，单位mol，摩尔质量概念及计算。
难点：物质的量概念，阿伏伽德罗常数含义，通过计算解决实际问题。
六、作业设计
教学目标作业认识物质的量及其单位补充1了解阿伏伽德罗常数含义课后2了解摩尔质量补充2应用物质的量计算并解决实际问题课后3、8、9理解物质的量是微观与宏观之间的桥梁补充3
补充作业：
1.物质的量的计量对象是________，可以是________、________等；它表示________，符号：________，单位：________。
2.判断：1mol氧气所具有的质量就是氧气的摩尔重量。()
3.写出物质的量与微粒个数间、物质的量与物质的质量间关系。
七、教学过程设计
(一)物质的量
[图片展示]粉笔，从一根到一盒到一箱。
[提问]观察图片，把粉笔这样一盒一盒的装，再装整箱，有什么作用？
[追问]这里有三箱粉笔，我们怎么知道里面到底有多少支粉笔？
(设计意图)通过实例的展示，提出将一定数量的小物质作为一个集体方便计数，方便研究的思想。
[引出问题]宏观可称量的物质与构成它的微粒间是不是也可以用类似的关系表示呢？
[讲述]我们可用一定数目粒子的集体为单位来表示它们间的关系。国际科学界称之为“物质的量”。好比我们衡量一个物体的长短时用“长度”，衡量冷热程度用“温度”，国际规定用“物质的量”来表示物质所含微粒的数量。
如同长度、温度都有符号以及单位，物质的量也有，物质的量符号为n。单位：摩尔(mol)。
[举例]这杯水的物质的量是1mol；这块铁的物质的量是1mol。
[小结]物质的量表示物质所含微粒的多少。微粒包括：分子、原子、离子、质子、中子等。
(设计意图)与长度、温度的形成进行对比，加深对物质的量以及摩尔的理解。
(二)阿伏伽德罗常数
[提问]一盒粉笔有几支？是不是规定好的？那么一摩尔含有微粒个数是多少？
[讲述]国际统一规定12g12C中所含碳原子数作为一个集体，即1mol。
[练习]已知一个碳原子质量为1.993×1023g，那12g碳中有多少个碳原子？
[回答]约6.02×1023个。
[讲述]12g12C中含碳原子约6.02×1023个，我们称之为阿伏伽德罗常数，符号“NA”，即NA约为6.02×1023。任何含有NA个微粒的集体都称为1mol。
[举例]1molH2O含有NA个水分子，大约含有6.02×1023个水分子。
[计算]求3molH2O中含有多少个水分子呢？
[总结]物质的量n、粒子数N、阿伏伽德罗常数NA间关系：n=N∕NA。
[练习]2molH2O中含水分子数目____________；含氢原子数目____________。
(设计意图)计算得出物质的量n、粒子数N、阿伏伽德罗常数NA间关系，加深理解。
(三)摩尔质量
[讲述]摩尔质量：单位物质的量的物质所具有的质量，符号：M，单位：g∕mol。
[找不同]1mol水的质量为18g，水的摩尔质量为18g∕mol。
[注意]当摩尔质量单位为g∕mol时，其数值与相对原子质量或相对分子质量相等，但含义不同。例：H2O的相对分子质量18，H2O的摩尔质量18g∕mol。
[计算]3molH2O的质量是多少？
[总结]物质的量n、物质的摩尔质量M、物质的质量m间的关系：n=m∕M。
[练习]48gO2的物质的量是多少？
(设计意图)计算得出物质的量n、物质的摩尔质量M、物质的质量m间关系，加深理解。
(四)总结
[小结]物质的量联系宏观与微观：N⟺n⟺m，n=N∕NA、n=m∕M。
[练习]54gH2O中含有多少个水分子？
(设计意图)回顾知识，总结物质的量是联系宏观与微观的桥梁。
八、基于认识论的反思
课程的教学要以课标为基准，教学设计必须是以分析课标，教科书为基础展开的。课程教学中要充分考虑教学内容的理念，以此为指导结合具体教学目标，学生学情等进行合理的教学设计。
[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.
中图分类号：O6-4
文献标识码：A
文章编号：1006-0049-(2016)07-0136-02
