對“物質的量”教學的探討

韋仲剛 李瑞霞

摘要：對“物質的量”概念的理解，有利于學生用宏觀和微觀結合的思維方法來思考化學問題，使化學貼近學生的生活實際，對學生整個中學階段化學的學習起著非常重要的作用。但“物質的量”的教學效果一直不理想。為此，多年來，我們對“物質的量”一節的教學進行經常性反思、研究探討，現在把對“物質的量”教學的探討情況做一介紹。

關鍵詞：化學教學；“物質的量”；教學探討

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2018）08-0110

一、弄清對“物質的量”概念的學習難點

1. 東西方文化差異給教學造成難以逾越的障礙。“物質的量”實質上是用集合體的形式來描述微觀粒子的多少，在漢語系統里，描述物質多少時有著豐富的量詞：個、雙、打、堆、捆等，針對不同的物質使用不同的量詞在人們的語言系統中已根深蒂固。用漢語系統的思維方式來理解源于西方語言系統的“物質的量”是學生理解的最大障礙，“物質的量”“摩”等詞本身也缺乏親切感，外來詞難以融入現有的詞匯中，從微粒個數到微粒的集合體在學生已有的知識、經驗和觀念上存在著困難。教師在教學過程中對“物質的量”的講解也不敢越雷池一步，實際效果并不佳，存在著越說越糊涂的現象。

2. “物質的量”及其衍生概念是定量分析的基礎性工具，學習效果表現在各種量的相互轉換上。學習困難的表現之一就是這種轉換不熟練，容易混淆。比如，阿氏常數與6.02×1023的關系，氣體摩爾體積與22.4的關系，摩爾質量與相對分子質量的關系。在計算中，學生容易回到用質量作為中心物理量的老路上，主動運用“物質的量”與化學計算的能力不足。這與學生未能全面掌握“物質的量”為中心的計算法則有關，沿用初中建立起來的計算系統顯然是正常現象，但這種沿用阻礙了新計算系統的建立。

3. 微粒中的層次意識不強，各種微粒數間的相互轉換困難。由于初中課本是以知識綜合性進行編排，化學體系相對欠缺，學生對化學微粒的認識深度不夠。比如水分子中的原子組成，含有質子數、電子數、中子數，延伸到各種微粒間的“物質的量”、微粒數目之間的轉換，學生感到困難更大。

二、“物質的量”的教學建議

1. 安排一節探究課，探究1滴水中有多少個水分子，引領學生體驗任何宏觀物質都是由數量巨大的微觀粒子組成，幫助學生建立微觀意識，產生如何表述巨大數量微粒的學習疑問。探究過程：

（1）從宏觀的事例中類比：在十米遠放一粒米，讓學生觀察能否看見，再放十粒看……直到放的米粒看見為止。分析引導得出：看見的宏觀物質是由看不見的微觀粒子組成的或看不見的微粒構成看見的宏觀物質。在此基礎上提出一滴水中有幾個水分子。

（2）在此基礎上提出一杯子水中有多少個水分子。假設一個水分子質量為■克，計算36克水中有多少個水分子？

（3）無數個水分子聚集在一起是多少克？計算5NA個水分子聚集在一起有多少克？在這樣的過程中讓學生體會微粒個數與微粒群體總質量的關系，為引入物質的量做好鋪墊工作。

2. 進行有效的教學設計

在學生體會到微粒個數與微粒群體之間關系的基礎上進行如下有效的教學設計：

提問：什么是物質的量？（物質的量的含義是什么？）

請同學們看課本，找答案。（5分鐘）學生知道大概的意思，但不甚清楚。

講述：“物質的量”的含義是什么？我們多次探討認為不必過多糾纏于概念的科學性和規范性而重在能讓學生清楚理解概念，為此，我們把課本上“物質的量”定義改為：是表示物質含微粒（規定數目）群體多少的物理量。把改過了定義明確無誤地交代給學生。

過渡：那么“物質的量”究竟是以多少為規定數目作為一群體的標準呢？

請同學們看課本，找答案

講解：那么1（規定數目）微粒群即1摩爾微觀粒子是以多少數目作為標準呢？以12g12C所含碳原子數為規定數目，這么多個微粒為1群即1摩爾。這個規定數目的提出，對科學貢獻很大，為了紀念這位科學家，用他的名字命名這個數，即12g12C所含有的碳原子數叫阿伏加德羅常數。即以12g12C所含碳原子數或阿伏加德羅常數NA或約6.12×1023個為標準，也就是說凡是物質中含有微粒數是12g12C所含碳原子數或阿伏加德羅常數NA或約6.12×1023個即是1摩爾微粒。

練習強化：重點強化已知微粒數計算含有多少摩爾微粒及已知多少摩爾物質計算含有多少個微粒。

設問：阿伏加德羅的規定有何貢獻？我們在這兒可以看出他的規定有如此的重要作用。分析引入摩爾質量概念

強調：在使用物質的量時要注意：（啟發學生、總結注意事項）

注意事項：

（1）使用物質的量時一定要指明微粒的種類（分子、原子、離子等）

（2）阿伏加德羅常數是準確值，而6.02×1023也是準確值，但兩者數值上是近似相等。（可以有一步啟發然后再歸納總結）

看教材“遷移與應用”指導學生練習

指出學生解題中存在的問題。

設問：在微粒數、物質的量和阿伏加德羅常數三者之間是否存在一定的數學關系呢？

總結：微粒數（N）=物質的量（n）×阿伏加德羅常數（NA）

討論其變形的形式。

陳述：通過上面的學習我們可以發現微觀粒子數可以通過物質的量和阿伏加德羅常數來計算，這個阿伏加德羅常數和我們日常生活中用的很多量相似。

3. 概念比較

（1）物質的量和質量

（2）物質的量和摩爾

（3）阿伏加德羅常數和6.02×1023

三、“物質的量”的應用尤其要突出尋找關系式的地位

與以“物質的量”為中心的換算配合才能形成一個完整體系，需要滲透到化學教學的全過程。我們平時的教學注重以“物質的量”為中心的換算教學和訓練，而忽視了尋找關系式在解題過程中的作用，幾年來的問題調查卷反映出的情況是學生對物質的量計算題的障礙還有尋找關系式。

總之，這部分教學不宜一蹴而就而重在逐漸形成，不搞一步到位，講究細水長流，在應用中強化，隨著教學深入而逐漸加深應用難度。在后續的教學中，逐漸強化“物質的量”的應用，引領學生逐步擺脫初中以質量為基礎的計算體系的思維模式，建立起以“物質的量”為基礎的高中化學計算體系。

（作者單位：①甘肅省金昌市金川總校第二高級中學 737100； ②甘肅省金昌市金川總校第五小學 737100）