回歸概念教學的本真
——以“物質的量”教學為例

陳誠（福清第一中學，福建福清350300）

回歸概念教學的本真
——以“物質的量”教學為例

陳誠
（福清第一中學，福建福清350300）

分析“物質的量”概念教學的誤區及成因，提出以“概念的建構”為教學重心的解決方法，根據奧蘇伯爾的概念形成理論，在豐富的感性體驗的基礎上安排教學環節，使學習者通過新舊經驗間雙向的交互作用進行概念建構，讓學生成為知識的主動建構者。

物質的量；概念建構；感性體驗

化學概念是化學學科知識的基礎。可以說，學生學習化學，主要就是在學習化學概念以及由概念所構建起的知識網絡。概念學習對學生建立完整有效的化學知識體系有著至關重要的作用。正因為如此，概念教學一直是中學化學課堂教學的重點，想要學好化學，先要學好化學概念。而其中“物質的量”這一概念，更是重中之重。它作為一個不可或缺的工具概念，在宏觀與微觀間架起一座橋梁，是化學定量研究的基礎與核心，貫穿于整個高中化學的學習過程。是否能夠掌握好“物質的量”這一概念，直接影響到學生對化學這一學科的學習狀況。

一、當前“物質的量”教學普遍存在的誤區

筆者在研究了當前“物質的量”教學的不少案例后發現，普遍存在以下兩個教學誤區。

第一，為了增加“物質的量”這一概念教學的趣味性，教師設計讓學生數大米或者綠豆等類似的探究活動。第二，為了強化學生對“物質的量”的認知與理解，教師往往直接給出概念，之后再設計較多的練習題進行概念鞏固。

第一種做法，能調動學生的學習興趣，較好地活躍課堂氣氛，但用宏觀物質（大米或綠豆）去類比微觀粒子，這種缺乏科學性的探究活動給課堂帶來的只是貌似繁榮的假象。

第二種做法，不重視理解概念的內涵，側重于概念的應用，學生在機械地練習之后雖然也可以較靈活地運用概念，但這種避重就輕的教學方法有悖新課程的教學理念。學生不能通過概念學習很好地理解科學探究的意義，學習科學探究的方法或者提高科學探究的能力。

二、“物質的量”教學誤區的成因分析

之所以形成這兩大教學誤區，主要是因為“物質的量”的教學存在以下幾個困難：

第一，初中化學在教學中很重視提高學生對化學的學習興趣，采用了大量直觀的教學手段，造成高一學生對于抽象的微觀粒子普遍想象力不足。而化學是一門以實驗為基礎的學科，但“物質的量”作為本學科中的核心概念，卻沒有合適的實驗可以用于演示。

第二，學生在過去的學習經歷中，習慣了簡單組合的詞組，“物質的量”這一名詞，在早年引入時在翻譯上沒有考慮到中國人的語言習慣，顯得比較生硬。像“XX的物質的量”這樣的描述方式并不符合學生的語言習慣，不容易接受。

第三，學生在初中已經很好地掌握了質量為核心的方程式計算，在這節課的學習中，他們要打破這一固有的思維習慣，建立以“物質的量”為核心的新的計算體系，存在一定難度。

第四，一節課同時出現阿伏加德羅常數、物質的量和摩爾質量等多個概念，容易造成知識消化上的困難。

三、“物質的量”教學目標與教學重點的正確定位

筆者認為，對于概念教學，不宜流于形式，應緊扣概念內涵，正確定位教學目標與教學重點，以達到優化課堂教學的目的。

1.“物質的量”教學目標的定位

（1）正確理解阿伏加德羅常數、摩爾、物質的量、摩爾質量的內涵，理解物質的量與微粒數、物質的量與質量之間的關系；

（2）感受宏觀和微觀的完美結合，體驗化繁為簡的科學思想與概念建構的邏輯之美；

（3）體會在解決實際問題的過程中構建概念的基本學科思維與方法，養成嚴謹、認真的學習態度。

2.“物質的量”教學重點的定位

將教學的重點定位在“物質的量概念的建構”以及“在解決實際問題的過程中感受概念的形成過程與作用”，讓高一學生根據已有經驗去建構核心概念的意義，從化學視角較深入地進行概念建構，更有利于引導學生進入化學微觀世界并探索其奧秘打下堅實的基礎。

在教學中，注重發展學生的“微粒觀”“定量觀”，并在概念的建構中，讓學生體驗化繁為簡的科學思想與定量研究的思維方法。根據奧蘇伯爾的概念形成理論，通過“感性知識→抽象本質屬性→準確表達定義→建立概念系統”四個層次安排教學環節，同時結合建構主義學習理論，使學習者通過新舊經驗間雙向的交互作用進行概念建構，成為信息加工的主體、知識的主動建構者。

四、針對“物質的量”教學困難的一些具體解決辦法

1.重視前概念的正面影響，重視新舊知識的有機關聯

（1）可利用的舊概念與日常生活經驗

回顧相對原子質量的有關史實，讓學生了解化學家阿伏加德羅，為后續阿伏加德羅常數的概念做情感鋪墊；在研究水的組成時，科學家們發現18g水分解得到2g氫氣與16g氧氣。之后，阿伏加德羅提出了分子學說，幫助科學家們發現水的化學式。同時強調科學家們之所以建立起相對原子質量這一概念，是以化繁為簡的科學思想做指導。

在建構“物質的量”這一概念之前，也可以提示學生聯系已有的生活經驗“24盒牛奶為一箱”，化繁為簡地“將阿伏加德羅常數個微粒稱為1mol”。

（2）恰當地類比

為了讓新概念的建構更加自然，可以靈活地與已有概念進行類比。

例如，將NA與6.02×1023的關系與數學中圓周率π與3.14的關系進行類比；將摩爾質量概念與密度概念進行類比。

（3）用詞的嚴謹與簡煉

語言是人類進行思維的一個重要工具，如果在語言描述上不清晰，會加深學生學習新概念的困難。因此，每個新名詞出現時，都要嚴謹、直觀、簡煉。

例如，“就像我們把24盒牛奶叫做一箱，我們將每阿伏加德羅常數個微粒稱為1mol。”“對于剛才那份水，我們可以說‘18g水’‘18mL水’或者‘1mol水’。”我們也可以這樣描述：“這份水的質量是18g。”“這份水的體積是18mL。”“這份水的物質的量是1mol。”

新名詞第一次出現時，伴隨舊名詞的比較，可以幫助學生更容易地理解與掌握。同時，要避免一些尷尬詞組，例如“這種物質的物質的量”的出現。

2.采用以充分的感性體驗為基礎的概念建構方式

筆者認為，這節課的教學重點，恰恰就是這節課的教學難點，也就是“物質的量”概念的建構。在概念教學中，不能簡單地把概念等同于工具。對于工具，譬如電腦，大多數人只要懂得其使用方法即可，不需要知道它的構造與原理。但概念與工具不同，概念是人類在認識過程中，從感性認識上升到理性認識，抽象出所感知到事物的共同本質特點，再加以概括得到的。這種在認識上由量變到質變的過程，是人類智慧的一種升華。學生在概念學習的過程中，如果得到這樣的思維體驗，對于提高他們的科學探究能力，會有很大的幫助。

因此，在每一個新名詞或新概念出現之前，注重教學情境設計，讓學生獲得充分的感性體驗，是筆者設計的重點。

（1）獲得對阿伏加德羅常數的感性體驗

在給出阿伏加德羅常數這一概念之前，可以設計一系列的問題情境：

“18g水中有多少個水分子？”

第一個問題為設問形式，向學生介紹可觀察到原子級別的掃描隧道顯微鏡，同時告訴學生，科學家們經過測算知道，18g水有約6.02×1023個水分子。

“2g氫氣中有多少個分子？”

第二個問題請學生思考，學生從電解水的化學反應可知，2g氫氣中的氫分子數與18g水中的水分子數目相同，也約為6.02×1023個。

“12g碳中有多少個碳原子？”

學生從幾份物質的質量數值可以推測出，12g碳中也應該約有6.02×1023個碳原子。

通過三個問題強化了學生對6.02×1023這個數值的印象之后，再引出阿伏加德羅常數。告訴學生，由于6.02×1023這個數值意義重大，科學家們為了紀念阿伏加德羅，將其命名為阿伏加德羅常數，用NA表示。

（2）獲得對“物質的量“的感性體驗

在給出物質的量這一概念之前，也可以將阿伏加德羅常數與日常生活經驗結合，設計一系列的問題情境：

“阿伏加德羅常數使用起來方便么？”

6.02 ×1023這個數字很有意義，但是使用起來不太方便。提示學生，能像相對原子質量一樣，將微粒的計量化繁為簡嗎？

“NA個微粒即為1mol”

就像我們常把24盒牛奶叫做一箱，我們將每阿伏加德羅常數個微粒稱為1mol。

新物理量“物質的量”將“NA個微粒稱為1mol”這種計量方法比用質量來描述化學反應中各物質間量的關系要簡便許多，在化學上有著非常重要的意義。因此，國際上特意為此規定了一個新的基本物理量，像質量，長度等，它的名稱叫“物質的量”，用n表示。

（3）獲得對物質的量的單位——摩爾的感性體驗

將“物質的量”與“質量”“體積”進行類比

對于NA個水分子，我們在宏觀上習慣說“18g水”“18mL水”或者“1mol水”。或者“這份水的質量是18g。”“這份水的體積是18mL。”“這份水的物質的量是1mol。”

在新舊概念的類比描述完成之后，再告訴學生，這里所用的mol，就是這種新物理量“物質的量”的單位。

（4）獲得對摩爾質量及其計算公式的感性體驗

類比密度的概念建立，告訴學生，一個新的物理量的建立，往往會使人們對物質世界的觀察多一個新的視角。例如，人們在建立起體積這一概念后，發現相同體積的物質，其質量是不一樣的。例如1L水和1L油，他們的質量不相等，為了直觀地描述出它們在這一方面的特征，人們定義出一個新概念“密度”，ρ=m/V，單位為g·L-1，每種物質都有它的密度。我們也發現，相同物質的量的物質，其質量也是不一樣的。例如，1mol水和1mol氫氣，其質量也不相等。同樣，為了描述出物質在這一方面的差異，我們定義一個新概念“摩爾質量”，用M表示。顧名思義，就是每摩爾物質的質量。請學生參考密度計算公式，嘗試寫出摩爾質量的計算公式，并判斷其單位。

3.設計以“從微觀角度對物質進入深入研究”為主線的教學過程

通過系列情境引發學生的認知沖突，從而實現新概念的有效建構。例如，可以設計“對水的深入了解”為主線的教學過程，線索如下：

“對水的了解（讓學生自由描述水的化學式、物理性質、化學性質等各方面的特點，重點強調水的相對分子質量是18）”——“18g水中有多少個水分子？（通過一系列問題設計獲得對6.02×1023這一數值的感性體驗）”——“18g水中有NA個水分子（阿伏加德羅常數的概念建立）”——“18g水即1mol水（“物質的量”概念建立）”——“水的摩爾質量為18g·mol-1（摩爾質量的概念建立）”。

在一系列情境引發的認知沖突中，有助于學生打破原有的思維習慣，建立起新的以“物質的量”為主體的思維體系。同時，在對水的認知逐漸深入的過程中，學生的思維先發散后聚集，最后的落點回到“對水的了解”上，發現水的新特征——水的摩爾質量，在概念的逐步建構中提升認知水平。

［1］陳獻忠.淺談“物質的量”教學難點及處理［J］.中學化學教學參考，2009（9）.

［2］趙海榕.“物質的量”教學的調查研究［J］.化學教學，2014（5）.

［3］方婷，王祖浩.國內外關于“物質的量”概念的研究及啟示［J］.化學教育，2008（5）.

（責任編輯：張賢金）