張銀英
摘 要: “物質(zhì)的量”是國際單位制7個基本物理量之一,作為高中化學中的基本概念,是構(gòu)成高中化學結(jié)構(gòu)體系的重要基石,是學生化學學習的一個瓶頸問題,是教學中公認的重點和難點。作者就“物質(zhì)的量”的教學談談看法。
關(guān)鍵詞: 物質(zhì)的量 摩爾 概念
上了高中,開學的第一個月非常關(guān)鍵,對于化學學習,儼然就是一個分水嶺。因為這里涉及學習方法及習慣的養(yǎng)成,還涉及一些化學的基本概念,特別是有關(guān)“物質(zhì)的量”的概念及相關(guān)計算。
任何一門學科都離不開概念,化學作為一門基礎學科當然也不例外。中學化學中有許許多多的基本概念,“物質(zhì)的量”作為高中化學中的基本概念,是高中化學知識體系的重要組成部分,是學生化學學習的一個關(guān)口,是教學中公認的重點和難點。
我們先來了解一下“物質(zhì)的量”的概念:“物質(zhì)的量”這四個字是一個整體,不能拆開,用來表示含有一定數(shù)目微觀粒子集合體,“物質(zhì)的量”可以把肉眼無法看到和用現(xiàn)代化工具難以稱量的微觀粒子跟宏觀上可稱量的物質(zhì)聯(lián)系起來,它是國際單位制基本物理量之一,符號為n,單位為摩爾(符號為mol)。1mol某種微粒集合體含阿伏伽德羅常數(shù)個微粒。
由于“物質(zhì)的量”用于表達微粒數(shù)目,因此在使用摩爾作單位時,應指明具體的微粒,且粒子的種類要用化學式表示。物質(zhì)的量這個詞對學生來說是比較陌生、抽象、難懂的,而且非常容易將物質(zhì)的量和物質(zhì)的質(zhì)量混淆起來,以致錯誤地理解物質(zhì)的量的含義。應該注意:摩爾只是物質(zhì)的量的單位,切忌將摩爾當做物理量使用,例如說水的摩爾是1mol是錯誤說法。長期的錯誤認知將導致知識系統(tǒng)的混亂。所以,在教學活動中,“物質(zhì)的量”及單位“摩爾”作為概念教學的重點內(nèi)容,應該認真分析其內(nèi)涵及外延,才有利于建立正確的概念,才有利于學生靈活運用。
新課標對“物質(zhì)的量”做出了規(guī)定,它要求學生能“認識摩爾是物質(zhì)的量的基本單位,能用于進行簡單的化學計算,體會定量研究的方法對研究和學習化學的重要作用”。因此,“物質(zhì)的量”是中學化學教學基本內(nèi)容的重要組成部分,有關(guān)物質(zhì)的量的計算貫穿于高中化學的始終,處于化學計算的核心地位。如果物質(zhì)的量知識有所缺失,則勢必會影響整個高中階段化學的學習。
“物質(zhì)的量”是中學化學教學中的重、難點之一,是學生學習的分化點。這是由于“物質(zhì)的量”不僅是一個遠離人們?nèi)粘I罱?jīng)驗的比較抽象的概念,而且“物質(zhì)的量”外延比較廣,通過其導出“摩爾質(zhì)量”、“氣體摩爾體積”、“物質(zhì)的量濃度”與“質(zhì)量”、“微粒數(shù)”、“溶液體積”、“溶液密度”、“質(zhì)量分數(shù)”等之間眾多的轉(zhuǎn)換關(guān)系,從而導致學生不能正確理解和應用“物質(zhì)的量”概念系統(tǒng)。而在初中化學知識中,“物質(zhì)微觀組成”等知識將影響學生正確掌握“物質(zhì)的量”概念,從而影響“物質(zhì)的量”系統(tǒng)應用于物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)問題的解決;“相對原子質(zhì)量”、“質(zhì)量分數(shù)”等對“物質(zhì)的量”系統(tǒng)應用于化學式確定、混合物組成問題的解決將產(chǎn)生影響;有關(guān)溶液組成的知識將影響“物質(zhì)的量”系統(tǒng)應用于溶液計算問題的解決;“化學反應方程式的含義及應用”方面的知識將影響“物質(zhì)的量”系統(tǒng)應用于單步或多步化學反應計算問題的解決。
造成學生對物質(zhì)的量的學習困難,原因是多方面的。(1)由于學生從未接觸過物質(zhì)的量和摩爾這兩個專有名詞,且學習這個基本物理量,學生需要有相當多的知識儲備,新、舊知識不能順利地融會貫通。對后面的一系列學習活動產(chǎn)生了恐懼心理,影響了他們進一步接受下面的知識。所以有一大部分學生都覺得“物質(zhì)的量”太難學了,從而大大降低了他們學習化學的興趣。(2)高一年級學生還沒有完全適應高中的學習節(jié)奏和方式,學習以直接興趣為主,他們的觀察往往只停留在一些表面現(xiàn)象上,認知能力處在較低水平。不同學生的智力因素是不同的,他們的學習態(tài)度也不盡相同,而有很大一部分學生延續(xù)初中的那種定勢:老師會替我總結(jié)好;到時考前再背一背,等等,會出現(xiàn)不同的情感體驗。面對物質(zhì)的量的概念學生會有怎樣的情感和態(tài)度對教學會產(chǎn)生很大影響。
學生在學習知識的過程中,通常是根據(jù)自己的實踐或情感體驗理解概念。學生在學習物質(zhì)的量概念之前,學生已經(jīng)熟知國際單位制中的七個基本物理量中長度、質(zhì)量、時間等,掌握它們的基本單位,具有熟練運用能力。而且通過前兩個單元的學習,學生已經(jīng)具備了初步的高中化學學習方法和一定分析能力,初步建立實驗觀察能力,能借助簡單的實驗進行觀察和分析,從而進一步認識事物。
如在“物質(zhì)的量”教學中,為了更直觀體現(xiàn)這集合體的關(guān)系,理解“物質(zhì)的量”概念,我介紹了生活中常遇到的情況:去超市買一打毛巾就是12條,某品牌礦泉水一箱20瓶,10箱共200瓶。我再設計了以“稱量1粒米”的問題情境:用托盤天平稱量1粒小米,1粒大米的質(zhì)量,再稱量100粒小米,100粒大米的質(zhì)量。而實驗的事實說明托盤天平難以稱量1粒大(?。┟椎馁|(zhì)量,而稱量100粒的質(zhì)量是極易辦得到的。這讓學生在解決問題中掌握并建構(gòu)物質(zhì)的量的概念,建立微觀與宏觀的聯(lián)系。
因此教師在設計這節(jié)課過程中應結(jié)合學生現(xiàn)有的認知水平,利用一些背景資料,聯(lián)系生活實際和已有的知識,設計問題,通過問題揭示概念產(chǎn)生的矛盾沖突,充分展示概念的形成過程,讓學生運用一定的探究方法發(fā)現(xiàn)知識的本質(zhì)特征,從而形成概念,再探究該知識的實際應用,得到一個完整概念。在教學設計中,注重引導學生主動發(fā)現(xiàn)問題,并創(chuàng)造性地解決問題。這種學習過程的體驗既克服了他們的思維障礙,又培養(yǎng)了他們發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力,為學生的后續(xù)學習打下了堅實的基礎。
總之,“物質(zhì)的量”在教學中的困難既有客觀原因又有主觀原因:客觀原因是概念本身的特殊性,主觀原因是學生自身知識儲備不足及學習方式的不適應性。由于上述諸多因素的客觀存在,教師在教學中要根據(jù)學生的不同情況,選擇不同的教學方法。
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