林良柱 李虹瑩
摘? 要:對于氣體摩爾體積(物質(zhì)的量)不僅僅是學生頭痛的課,也是老師特別害怕上的課,有沒有辦法使這堂課輕松簡單化呢,讓學生更好地接受,課本一大段的文字枯燥乏味,能否添加有趣的實驗增加趣味性、通過熟悉的模型認識這一章的概念。
關(guān)鍵詞:氣體摩爾體積;概念化;熟系的模型
《普通高中化學課程標準提出2017年版2020年修訂》提出建立認知模型,并運用模型解釋化學現(xiàn)象,揭示化學本質(zhì)和規(guī)律。 張華認為追問為什么深入微觀世界探索現(xiàn)實的宏觀世界,理解模型的內(nèi)涵,利用其解決實際問題。陳進前認為學生能夠從實際問題中提取認識對象,能夠從多個認識角度分析問題。筆者認為學習一些比較抽象的概念時,我們可以借助生活中常見的模型來解釋其內(nèi)在的聯(lián)系,可以利用學生熟悉化的情境建構(gòu)出對核心知識的理解。筆者在上物質(zhì)的量這節(jié)時發(fā)現(xiàn)很多抽象的概念,理解起來比較枯燥無味。筆者在對氣體摩爾體積上課時準備幾個學生較為熟悉的認知模型,幫助學生建構(gòu)起概念學習的認知模型。
一、教學設計思路
通過回顧摩爾質(zhì)量及其關(guān)系式,圖片展示1mol不同固體、液體的體積,引導出1mol氣體在相同條件下體積是否相同?拋出為什么相同物質(zhì)的量氣體體積一樣,而固體液體不同這樣的疑惑,通過數(shù)據(jù)計算和類比摩爾質(zhì)量的方法建構(gòu)出氣體摩爾體積定義以及關(guān)系式。引導學生從微觀上思考討論出影響物質(zhì)體積的三個因素;展示固體、液體、氣體三種不同狀態(tài)的的微觀粒子排布圖,得出為什么固體液體體積不同而氣體體積相同。通過實驗探究溫度和壓強如何影響氣體體積,通過實驗結(jié)論得到阿福加特羅定率。通過回顧剛才計算的數(shù)據(jù)得到標準狀態(tài)下,氣體摩爾體積等于22.4L,通過幾個籃球類比22.4L體積的大小;最后通過習題鞏固氣體摩爾體積注意的事項。
二、教學目標(化學學科核心素養(yǎng))
【變化觀念與平衡思想】
化學源于生活,讓學生通過將抽象的概念形象化既可以打消學生畏難情緒,引起學生的好奇心,又可以強化學生的感性認識。在進行決定物質(zhì)體積大小的因素教學時,可讓學生思考影響氣體體積變化的可能因素,然后在直觀的模型或示意圖中的引導下討論出微粒數(shù)、微粒大小、壓強和溫度對氣體體積的影響,再用微觀知識去分析、解釋在一定條件下,某一因素的變化對氣體體積大小變化的影響。這樣的分析、討論、啟發(fā)有利于學生對知識的深刻理解,又有利與學生的邏輯推理能力。通過學生自己計算引導出阿伏加德羅定律。
【宏觀探討與微觀探析】
1.通過圖片、計算等宏觀現(xiàn)象1mol物質(zhì)體積的差別,用物質(zhì)的微觀粒子排列得到體積不同的本質(zhì)原因。
2.通過對問題的思考討論,從微觀的角度上分析問題。
【證據(jù)推理與模型認知】
1.通過實驗探究得出影響氣體體積因素,讓學生學會運用控制變量法去設計和分析問題;
2.通過理論建模探究,進一步通過學生的思維類比能力,初步學會概念學習的一般方法;
3.通過對比生活中常見的物質(zhì)(如籃球)在腦海中形成22.4L氣體的大小。
【科學探究與創(chuàng)新精神】
高一學生在第一章第一單元的學習形成了一定的實驗操作能力。他們對化學現(xiàn)象、化學實驗興趣濃厚,有探究欲。而且學生具備了一定的實驗操作能力和觀察分析能力。本節(jié)課通過學生自己對生活中常見的現(xiàn)象(熱脹冷縮)進行探究,從微觀上明白了熱脹冷縮的原理。
【科學精神與社會責任】
1.重視聯(lián)系生活實際,學會運用觀察、探究、交流討論多種手段獲取信息,運用比較和類比(摩爾質(zhì)量)的方法得出新的知識概念。
2.充分發(fā)揮學生自主性,把生活中的一些小現(xiàn)象聯(lián)系起來,讓學生通過將自己所學的知識應用到生活中去。
三、教學過程
教學環(huán)節(jié)1:數(shù)據(jù)展示1mol固體、液體、氣體的體積;
提出問題1:為什么1mol氣體體積在同溫同壓下氣體體積相同,而固體和液體卻不相同?請從微觀的角度分析,物質(zhì)體積有哪些因素決定?如何影響?
設計意圖:引導學生從微觀角度上分析問題,影響三種不同狀態(tài)物質(zhì)體積的主要因素。
教學環(huán)節(jié):2:微觀展示固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三種不同狀態(tài)的決定體積的因素;
提出問題2:若改變溫度或壓強氣體體積會不會發(fā)生改變?
實驗探究:
1.溫度對氣體體積的影響2.壓強對微粒體積的影響
設計意圖:學生通過圖片明白為什么氣體體積是相同而液體體積不同,通過學生動手實驗得出影響氣體體積的因素。
教學環(huán)節(jié)3:相同溫度和壓強下,相同物質(zhì)的量不同氣體所含的氣體均含體積相等。 當0℃,101kPa 1mol 氣體體積為22.4L。我們把這個叫條件叫做標準狀況;圖片展示22.4L體積的大小。
設計意圖:引出阿伏伽德羅定律,氣體摩爾體積概念在在腦海中形成22.4L氣體的大小。
四、教學思考
通過熟悉的化學模型學習氣體摩爾體積能夠讓學生對這一抽象的概念能夠有更加深刻的認識,本節(jié)課通過真實的問題情境為載體,讓學生動手探究溫度、壓強對氣體體積的影響,讓學生在實驗中總結(jié)規(guī)律,從而對概念進行建構(gòu)使得學生對的知識遷移能力、分析微觀觀問題能力的提升。
參考文獻:
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[3]陳進前.關(guān)于化學認識模型的思考[J].中學化學教學參考,2020(09):1-4.