上好开学第一课

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  摘 要: 物质的量及其单位——摩尔的有关概念,是化学中重要的化学概念,在化学计算中处于核心地位,物质的量同时是一个教学难点,其概念抽象、陌生,学生在接受中往往屡遇困难,灵活运用更需要较长时间磨炼。学生从初中阶段以分子、原子等概念、质量概念为基础的知识体系,到建立以物质的量为核心的化学量化体系,要经历一个由宏观到微观、由抽象到具体的过程,从而面临变化快、跨度大、要求高的困难。如何教好物质的量成为老师们竞相讨论的课题。结合多年教学,作者谈谈自身体会。
  关键词: 化学教学 物质的量 摩尔 阿伏伽德罗常数
  要在原有量化体系的基础上,建立以物质的量及单位为核心的新的量化体系,核心问题就是让学生理解物质的量在宏观和微观两重世界之间的“桥梁”作用,这座“桥梁”的构建可从以下方面做起。
  一、为什么要引入“物质的量”这个概念?
  鲁科版教材从计算一滴水所含水分子数入手,让学生体会微粒数的“多”,数不过来;教师可让学生试着从一桶水中拿出一个水分子,使其体会微粒的“小”,看不见、摸不着。在计算分子个数之前,先请同学设计实验测量一滴水的质量和体积,事实上宏观世界中即使对象是一滴水,也很难单独测量,此时需用到集合的概念,然后自然过渡:物质由微观粒子构成,如何让宏观量质量和体积与微观量粒子数建立联系?本节课教学便顺利开始了,再与生活实例联系,如买火柴不论根而论盒;买纸巾不论张而论包等,人们也把一定数目的粒子“打包”处理,就是本节要学习的物质的量。
  二、物质的量、摩尔、阿伏伽德罗常数是什么?
  通过以上分析,同学们基本认同了分子和原子的个数太多,需要一个新的表示一定数目微粒集合的物理量。接下來通过回忆其他基本物理量及其单位,这节课的主题“物质的量”及其单位“摩尔”就正式登场了。此时同学们都很好奇,摩尔这个集合到底有多大?于是介绍1摩尔微粒的个数,顺理成章地引出阿伏伽德罗常数。教学中发现,学生最易搞错“物质的量”及“摩尔”的地位和关系,如有的同学会这样表述:氯化钠的摩尔是多少?这就要求教师注重概念形成,在引入和介绍上下工夫,让学生了解新概念的意义,帮助学生做好思维的转换,引导学生学会逐步从物质的量的角度思考问题,只有将抽象的物质的量与生活联系在一起,通过类比方法,由熟悉的事物学习陌生的概念,在学生已有认知的基础上做文章,才能快速建立物质的量的框架。可将国际规定的七个基本物理量及其单位列成表格进行比较,便于学生认识“物质的量”及“摩尔”的地位和关系。
  摩尔虽然和千克、米一样也是一个单位,但学生却感到无法建立起它和“物质的量”的联系。有的学生反映物质的量不就是物质的质量或者数量吗?质量和数量不都有各自的单位吗?何必再来一个摩尔?学生问题不少,使教学难以推进。关于阿伏伽德罗常数,可与一打啤酒12瓶联系,1mol微观粒子就像一箱啤酒是一个集体,只不过一箱啤酒的个体是12个,这是导致物质的量计算失败的客观原因。需要不断强化从粒子个数到物质的量而1mol微观粒子个数是6.02×10个。当学生感到概念模糊时,不要直接想微观粒子的情况,而是想想啤酒的集体“箱”和个体“瓶”的关系。
  三、物质的量与微观粒子数及阿伏伽德罗常数之间的关系是怎样的?
  常用的一个例子是一箱啤酒装12瓶啤酒,两箱啤酒共有24瓶啤酒,x箱啤酒共有12x瓶啤酒;1mol微观粒子个数是6.02×10个,2mol微观粒子个数是2×6.02×10个,nmol微观粒子个数是n×6.02×10个。相信到此时,学生自己能导出三者的关系。在理解概念的基础上,三者的关系相对容易。
  四、物质的量与摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度的关系是什么?
  物质的量与摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度建立联系,才能真正担起微粒数与宏观质量、体积的桥梁。摩尔质量、气体摩尔体积的概念容易理解和接受,重要的是强调单位和它们在数值上的特点。物质的量浓度相对较难,可先分析引入的必要性,再强调定义和计算方法并与质量分数区别开来。
  最后复习归纳与物质的量相关的概念和公式,得出:n=m/M=V(g)/Vm=N/NA=c*V.这样才真正连起微粒数与宏观上物质的质量、体积等。有人把物质的量与微粒数、物质质量、气体体积、溶液体积之间关系描述为“一个中心,四个基本点”,形象说明物质的量的重要性。
  参考文献:
  [1]蓝明文,黄兴友.浅谈师生间的合作与交流[J].科学咨询(教育科研),2011(05).
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