在发现中学习 在应用中理解

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文章编号：1005-6629(2007)02-0045-02

中图分类号：G633．8

文献标识码：B

1　教学引入

[师]大象是陆地上最重的动物，大象的体重约为1500－2000公斤，如何称它的质量呢?

[生]用巨型大秤称。

[师提问]三国时可没有这么大的秤，此时的曹冲是怎样称象的?

(一生讲述曹冲称大象的故事)

[师强调]我们这样理解，称大象的质量相当于对大象的质量进行“记数”(记录、得出准确数值)。 “曹冲称象”的主要思路是“将巨大不可直接称物体(大象)的质量‘分解’成一块块可以称的(石头)质量”。这个故事启示我们，在记数时可采取“分解思想”：即将巨大分解成微小、整体分解成部分。

[师提问]生活中，我们如何购买面粉?

[生回答]买面粉是论斤论两，如买50斤、100斤面粉等。

[师提问]为什么不买一颗或几粒面粉?

[生笑答]面粉颗粒的质量太小，买“大量”的面粉更方便。

[师强调]“买面粉”的记数思路是“将微小的不可直接称量的物体(面粉)‘集合’成大量可称的质量”。这个现象启示我们，在记数时有时要采取“集合”的思想：即将部分集合成整体、微小汇成多数。

(设计意图：学生由生活经验了解科学记数的两大思路，为构建如何记数微观粒子作铺垫。)

2　教学过程

[教师播放录像：1克水分子所含有分子数、1克铁所含有的原子数、1克H+所含有的离子数]

[师提问]我们如何“数”这么多的微观粒子?

[生容易回答]显然不能一个一个地数，应采取“集合”思想记数微观粒子，即将很多微粒视为一个集合，以此数微观粒子。

[师提出问题]那我们如何“数”水分子、铁原子或者H+?选择“集合”的标准是多少?选择3个、300个还是多少做标准?

[学生困惑]应该选择多少为一个集合标准来数微观粒子呢?

(设计意图：学生已经接受用“集合思想”记数微观粒子，但对“怎样数”感到困惑。这为引入阿佛加德罗常数作铺垫。)

[师提供情景]我们先回顾一个化学方程式：C+O2=CO2

提问：该方程式表示什么意义?

[学生互相补充、回答完整]

C　+　O2 =　CO2从微观粒子的角度1个碳原子1个氧分子 1个水二氧化碳分子从宏观质量的角度　12克碳　32克氧气　44克二氧化碳

[师提问]无论是表示微粒个数、还是表示质量，一个方程式表示的化学含义应该相同!那么。1个碳原子和12克碳；1个氧分子和32克氧如何才能表示相同意思呢?存在哪些假设?

[生甲]提出假设一：1个碳原子就是12克、1个氧分子的质量就是32克。

[师生评价]该假设显然不成立(引导学生回顾碳原子、氧分子的质量和相对原子质量的概念)。

[生乙]提出假设二：1个碳原子质量的“若干倍”是12克、1个氧分子质量的“若干倍”恰好是32克；或者说12克、32克氧含有“相同”的微粒数。

[师生讨论]要证明假设二，必须算出12克碳含有多少个碳原子、32克氧分子含有多少个氧气分子?根据以下公式计算：碳原子数=12／一个碳原子的质量、氧分子数=32／一个氧分子的质量(师提供数据：mC=1．9934×10-23克，mO2=5．3156×10-23克)。

学生计算发现，12克碳、32克氧含有相同的微粒数，该数值约为6．2x10-23，故假设二成立。

[师提问]我们再来算一算、找一找规律，学生填表。

[师生归纳]由上表得出规律：在数值上等于物质式量一定质量的物质含有的微粒数为一个常数，其值约为6．02x1023。

[师讲述]为了纪念化学家阿佛加德罗，我们把6．02x1023称为阿佛加德罗常数，符号为NA。再回到上面的问题：如果要你“数”微观粒子f如水分子)，你会以多大的“集合标准”去数?说出选择这个标准的理由是什么?

[生讨论]多数学生用6．02×1023为标准，选择这个标准的好处是“能将微粒数、物质的质量和化学式量联系起来”，即6．02x1023个微粒的质量在数值上就是该物质的式量。应用非常方便(注意：讨论时还有学生选择3．01×1023、6．02×101024为标准，这样也可求出一定数目微粒的质量，但求的质量是化学式量的相应倍数，教师可引导学生从简洁的角度进行优化)。

(设计意图：学生通过计算、思考、自己发现并归纳出物质质量与NA的关系，理解选择标准应该遵循概念承袭性、联系性和方便性原则。)

[师过渡]其实，化学家们也非常赞成同学们的观点,我们将上述观点用概念的形式规定下来。

[师讲述]这样就引入一个新的概念――物质的量，按照概念学习的“3W”程序，我们总结如下：

[师问]Why(为什么要引人物质的量)?[生答]是为记数微观粒子，师补充，更重要的，是为了在“微观粒子和宏观质量”之间搭起一座桥梁，更深入地研究化学反应。

[师问]What(物质的量是什么)?[生答]内容见上表。

[师问]How(物质的量怎么用)?学生回答不全面。

[师讲述]物质的量主要有二个方面的应用，一是概念本身的应用问题(即概念的内涵)，二是物质的量与其它概念的联系问题(即概念的外延)。

(设计意图：学生通过学习教材内容如长度、时间概念，对物质的量进行类比体会、表格归纳，巩固本节课的重点知识学习。教师介绍概念学习的“3W”程序，使学生明确概念课学习的一般程序。)

[练习一]判断下列说法正误(正确答案D、E)

A．物质的量既表示一定物质的质量，又表示一定微粒的数量。

B．1mol氧气一定含有6．02x1023个O2分子

C．1mol氧约含有6．02x101023个O2

D．0．5mol NH3分子一定含有1．5mol氢原子

E．1．204×1023个H2含有氢原子的物质的量0．4mol

(设题意图：掌握物质的量的含义、应用要点，熟悉物质的量与微粒数的转换关系，公式见下图。)

[练]计算并填下列空格(答案：48克、0．4克、1．5tool和1．5NA)

1．5mol O2的质量是______克?

1．204×1023个H22分子的质量是______克?

84克Fe的物质的量是_______mol?含有Fe原子的数目是_______?

(设题意图：引出摩尔质量的概念，熟悉物质的量、质量、微粒数的转换关系，公式见下图。)

3　教学反思

《物质的量》内容的教学，一直是教师教学的难点、学生学习的难点，其原因主要有三点：一是教学内容本身抽象难懂，物质的量、摩尔、NA)具有高密度的认知陌生性；二是高一学生身心、智力水平不高，抽象思维和演绎能力不强，对概念的理解模糊；三是教师在组织教学时有畏难情绪、创新精神不够，有些教师甚至认为，不理解没关系，只要会做题就行了。笔者结合十余年的教学经历，重新设计了本节内容的教学。教师创设教学情景，以生活现象为喻，引导学生自行发现探究、最终实现知识的建构，这是本节课的教学特色。课堂上，学生将抽象概念与生活经验有机地融和，在发现中理解概念、在应用中巩固概念，顺利地完成了教学任务。

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。

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