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关于初中化学引入“物质的量”教学内容的一些思考

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摘要:部分“物质的量”的内容进入初中化学基础型课程,是上海市“二期课改”化学课程内容与要求的重大调整。本文对这一调整的意义、存在困难以及教学所要采取的相应措施进行了分析。

关键字:物质的量;初中化学

文章编号:1005-6629(2007)03-0024-03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

在上海市“二期课改”的《上海市中学化学课程标准(试行稿)》中,部分“物质的量”的知识已进入初中阶段化学学科基础型课程的内容与要求,这一改动成为广大专家、教师关注和研讨的焦点之一。初中化学的新教材即将在上海市全面推开,如何认识、设计和组织好这一内容的教学已成为实施好初中化学新课程的重要环节。在近几年试点的过程中,很多教师对这一改变存在不少困惑,下面对初中引入物质的量”这一问题谈谈自己的一些想法。

1初中阶段基础型课程为什么要引入“物质的量”

1.1 “物质的量”更能体现化学学科计量、计算的特点

化学是一门研究分子的自然科学[1], 无论是研究物质的构成还是物质的变化都会涉及微观粒子的计量问题。物质的量这个概念是源于微观粒子的计量,它是联系微观粒子和宏观物质的纽带。在初中阶段使学生掌握一定的“物质的量”的知识,可以使计量的方法与物质的微观结构或变化紧密结合,更具有化学学科的特点。这样的计量方法,不仅使用方便,而且有利于学生加强宏观与微观的联系,认识化学学科的一些本质问题。

原来在教学中遇到的一些尴尬的问题,在有了“物质的量”以后,也可以得到很好的解决。例如:过去在初中阶段讲到化学方程式系数的含义时,老师往往只能用“几份”、“微粒数之比”等来表述,虽然没有出现“物质的量”四个字,但其本质已经是“物质的量”的思想。如果学生具有了“物质的量”知识,一定会更好地理解化学方程式系数的含义。可见“物质的量”在初中的引入,也是源于教学本身对计量的需要。

1.2 有利于解决学生初、高中计算习惯改变的教学难题

以往由于学生在初中掌握了以“质量”为核心的计算方法,到了高中阶段以后,很多学生对“物质的量”的学习自然而然地形成了一种排斥的心态,这成为广大高中教师在进行相关教学时的最大困难,常常出现即使教师规定学生一定要用“物质的量”的方法解题,学生仍然我行我素用“质量”方法的情况。“物质的量”在初中的引入,使整个中学阶段的化学计算内容得到了整体的设计,学生学习的始终是以“物质的量”为主线的化学计算方法,因此习惯的扭转问题就不再存在。

1.3有利于减轻学生学习负担,提高“物质的量”内容的教学效果

将部分“物质的量”的知识引入初中阶段,取代原来以“质量”为主线的化学计算方法,从初中来看,没有增加学习内容;从初、高中整体来看,由于对化学计算进行了整体设计,表现为减少了原来“质量”计算的内容,有利于学生学习负担的减轻。原来在高中学习的“物质的量”一致被认为是教学的重点和难点,现在被分成两块分别在初中和高中学习,避免了众多概念间的相互干扰,使难点分散,有利于学生对该内容的认知,从而提高教学效果。

2初中阶段引入哪些“物质的量”的内容

初中阶段引入“物质的量”并不是全盘照搬原来高中阶段的全部相关内容,而是在充分考虑初中学生的认知基础、学习能力以及初中化学知识的相互关联等各方面的因素后确定的,具体为:物质的量的概念,物质的量、微粒数、质量间的相互转换, 化学反应中反应物和生成物的物质的量关系[2]。气体摩尔体积和物质的量浓度仍放在高中阶段。

这样的一个内容要求划分是在实践中不断改进而形成的。试点过程中曾经在初中只要求:物质的量的概念,物质的量、微粒数、质量间的相互转换,结果由于这些内容相对孤立,在后续的学习环境中缺少对这些知识的应用机会,而使“物质的量”在学生头脑中不易“生根”,也不利于学生对“物质的量”的深入理解。到了高中阶段,老师往往不得不从头讲起。因此,后来又加入了“物质的量”在化学方程式中应用的要求,从而使这部分知识能够自成一定的体系,并且贯穿于整个初中化学学习过程中。

3 初中阶段引入“物质的量”存在些什么困难

3.1“物质的量”的抽象性是初中学生掌握它的最大障碍

“物质的量”这一概念涉及分子、原子等微观粒子,这些东西看不见、摸不着,初三年级的学生抽象思维的能力还不是很强,不同的学生个体间又存在很大的差异性,肯定会产生认知上的困难。

上海市“二期课改”自然科学学习领域“合-分-合”体系中,6~7年级的科学课程使学生对原子、分子等微观粒子有了初步的认识,为物质的量的学习作了适当的铺垫。随着新课程的全面推开,学生的这一认知困难有望得到缓解。

3.2“物质的量”这一名词本身具有一定的迷惑性

首先“物质的量”四个字读起来很拗口,学生在学习过程中很难将其认识为一个整体。

其次,“物质的量”从字眼上很容易与“质量”、“摩尔质量”等概念混淆或相互干扰,从而影响学生在头脑中形成清晰的概念。

3.3 部分教师还没有适应这一教学内容的调整

有些教师长期用“质量”的方法进行教学,积累了丰富的实践经验,但对“物质的量”的教学却比较陌生,甚至少数教师对“物质的量”的概念因长期不用而淡忘。个别老师在讲解根据化学方程式的系数关系求反应物或生成物的物质的量时,让学生走由物质的量质量物质的量的弯路。这些现象都充分说明要实施好“物质的量”的内容调整,教师首先要对其充分认识和理解。

教学中还普遍存在急于求成的现象,即仅从考试的要求着眼,急于进行计算,而忽视“物质的量”的概念在学生头脑中形成的客观规律,最后欲速不达,即使花成倍的课时,仍然得不到满意的教学效果。

4 如何在初中阶段搞好“物质的量”的教学

4.1要关注学生学习“物质的量”的情感因素,激发他们学习该内容的动机

如果学生根本不明白为什么要学习“物质的量”?学习“物质的量”能解决什么问题?他们的学习动力肯定是不足的。因此在教学中应通过大量具体的实例代替机械的说教来使他们感悟学习该内容的重要意义。例如:在讲摩尔的概念时,可以创造机会让学生反复朗读、书写以科学计数法形式表示的微观粒子数目,使他们充分体验这种描述微观粒子多少的方法之不方便,甚至产生厌烦情绪。在此基础上再引入摩尔这一计量单位,学生就会发现对大量微粒多少的描述原来可以如此简单,于是对这一新概念的理解和接受便水到渠成。

4.2 要采取“概念先行、先分后总”的策略

尽管对“物质的量”掌握情况的考查往往是以计算的形式来进行的,但学生能够灵活计算的前提是对“物质的量”的概念的清晰认识。因此,在教学中千万不能吝惜讲解概念的时间,2~3分钟匆匆带过肯定是不行的。有的老师花近半课时引入“物质的量”的概念,实践证明这些时间没有白花,后面的教学往往“事半功倍”。

在讲物质的量、微粒数、质量的转换时,宜分物质的量和微粒数的转换、物质的量和质量的转换两阶段进行,分别巩固夯实,这样可以避免学生在众多变量的转换中迷失方向。

在分阶段巩固的基础上,再引导学生将知识汇总、网络化,通过图、表等形式使学生对物质的量、微粒数、质量等变量的关系有一个整体的认识,物质的量的桥梁作用就自然而然地得到了体现。

4.3要在初中阶段整体设计规划“物质的量”的教学设计,使“物质的量”的教学是一个循序渐进、不断巩固的过程

要落实“物质的量”的教学要求,光靠集中的几课时的教学是不够的。在后续的学习中,随着新的化学物质和化学反应的不断出现,要创设让学生应用“物质的量”的机会,培养他们用有关的计算来解决实际问题。在不断应用的过程中,学生不仅对“物质的量”的知识掌握得更牢固,对其理解也会有进一步的深化。

4.4 要采用合理教法,使抽象概念具体化

面对抽象的“物质的量”的概念,在教学中要善于运用类比的方法,例如可以将微观的粒子比喻为宏观球类物体进行讲解,适当的时候还可以借助模型或计算机多媒体技术。

教学中还要注意多与学生过去熟悉的知识对比,在原有概念的基础上形成对新概念的理解。例如在讲物质的量、微粒数、阿伏加德罗常数间的关系时,就可以和打数、铅笔数、12进行对比。

4.5 要向学生揭示化学计算问题背后的数学本质

学生在学习化学知识时,往往很少思考其中所需的其它学科的知识,学科间缺乏综合,相互割裂,势必影响对知识认识的深刻性。在学习“物质的量”的适当时候,我们要向学生揭示无论是物质的量、微粒数、质量间的相互转换还是化学反应中反应物和生成物的物质的量关系,其本质都依赖于数学中的比例式关系。比例式的知识是学生在小学阶段就牢固掌握的,为什么学生进行“物质的量”的计算仍然会存在困难?其根本原因就是还没有把化学的概念和数学的本质紧密联系在一起考虑。

其实,在后续的教学中还可以将“物质的量”的计算和“溶液”的计算通过比例式这一共性联系起来,使学生对初中阶段的化学计算的基本方法有一个整体的认识。

4.6 要正确认识、处理好“物质的量”的计算和“质量”计算的关系

有些老师在接受“物质的量”的同时,仍然对“质量”计算恋恋不舍。其实国外的确有教材是将“物质的量”的计算方法和“质量”的计算方法同时呈现给学生的。但从我们目前的教学现状来看,这样做没有必要。首先,如果将两者同时教给学生,学生的学习负担会有所加重。我们要获得质量完全可以通过物质的量和摩尔质量来求得。其次,在学生牢固掌握“物质的量”的计算方法以前,急于传授“质量”的计算方法,会使两种方法相互干扰,最后两头落空。

当然,对于一些学有余力需要进行拓展学习的学生,在牢固掌握“物质的量”的计算的基础上,再掌握一些“质量”计算的方法,有利于他们拓宽思路,掌握解决问题的多种方法。例如对于差量问题的计算,两种方法都可解决:

问题:将重5.6 g的铁钉放入足量硫酸铜溶液中,过一段时间后取出,干燥后称重质量为5.68 g,求被置换出的铜的质量为多少克?

①用质量进行计算的方法:

可见方法①的优点是比例对应关系非常清晰,但需要学生对差量的关系有清晰的认识。方法②的优点是通过列方程,学生解决问题的思维是正向的,学生容易理解,后面只要完成简单的解方程就可以了。以上两种方法学生完全可以在解决问题时根据自身的思维特点选择。

从近几年的试点情况来看,初中学生都能较好掌握“物质的量”的知识,进入高中阶段后,在学习相关知识时往往较其他学生具有一定优势。因此,“物质的量”进入初中是有其合理性的。我们要在教学时间中多研究、交流怎么教的问题,使这一内容的教学更加有效、高效,从而更好体现“二期课改”化学新课程的设计思想。

参考文献:

[1]评论员. 化学学科发展与基础教育改革的思考[J]. 化学教学, 2005, 1~2: 1.

[2]上海市教育委员会. 上海市中学化学课程标准[S]. 第2版. 上海: 上海教育出版社, 2004: 71.