孫安龍

（江蘇省揚(yáng)州市邗江區(qū)瓜洲中學(xué)江蘇揚(yáng)州225129）

從美國教材《化學(xué)：概念與應(yīng)用》看核心概念的建構(gòu)
——以“物質(zhì)的量”為例

孫安龍

（江蘇省揚(yáng)州市邗江區(qū)瓜洲中學(xué)江蘇揚(yáng)州225129）

“物質(zhì)的量”概念本身的特點(diǎn)和學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)決定了學(xué)生學(xué)習(xí)該概念的困難。美國教材《化學(xué)：概念與應(yīng)用》以故事開篇，從迷你實(shí)驗(yàn)、類比教學(xué)、樣例展示、適量習(xí)題四個(gè)角度幫助學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)“物質(zhì)的量”的概念系統(tǒng)，為我們提供了一個(gè)核心概念建構(gòu)的典型范例。

美國教材；核心概念；物質(zhì)的量；建構(gòu)

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》對“物質(zhì)的量”的教學(xué)要求是：從引入物質(zhì)的量的必要性入手，認(rèn)識摩爾是物質(zhì)的量的基本單位，能用于進(jìn)行簡單的化學(xué)計(jì)算，體會(huì)定量研究的方法對研究和學(xué)習(xí)的重要作用。

由于摩爾、物質(zhì)的量、微粒、阿伏加德羅常數(shù)等名詞的同時(shí)出現(xiàn)，且彼此間聯(lián)系緊密，造成了學(xué)生的認(rèn)知困難。幫助學(xué)生建構(gòu)完整的物質(zhì)的量概念系統(tǒng)，有利于學(xué)生運(yùn)用宏觀和微觀相結(jié)合的思維方法思考問題，使化學(xué)更貼近生活實(shí)際，對整個(gè)中學(xué)階段的化學(xué)學(xué)習(xí)都將起著非常重要的作用。

如何幫助學(xué)生有效建構(gòu)“物質(zhì)的量”的概念，美國高中主流理科教材《化學(xué)：概念與應(yīng)用》，或許能給我們帶來一點(diǎn)啟示。

一、故事開篇，引入概念

教材以俄亥俄州丹佛市的路易斯·史丹佛將收藏了65年的40桶硬幣存到銀行，銀行工作人員清點(diǎn)硬幣的方法導(dǎo)入。文字旁的一幅鋪滿硬幣的圖片，更是以強(qiáng)烈的視覺沖擊喚起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。由此提出問題，正如銀行工作人員清點(diǎn)硬幣一樣，化學(xué)家也要計(jì)算原子、分子或其他微粒的個(gè)數(shù)。但是和銀行工作人員不同的是化學(xué)家不會(huì)一個(gè)一個(gè)地?cái)?shù)，因?yàn)槲镔|(zhì)的微粒是如此之小而數(shù)量又是如此巨大。那么，不用數(shù)數(shù)的方法，又如何確定一份樣品中物質(zhì)的微粒是多少呢?該教材創(chuàng)設(shè)的情境以生活經(jīng)驗(yàn)為起點(diǎn)，具有真實(shí)性、針對性、情感性，能有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的有意義學(xué)習(xí)，為主動(dòng)建構(gòu)奠定基礎(chǔ)。

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》在課程的基本理念中也提出：“從學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)和將要經(jīng)歷的社會(huì)生活實(shí)際出發(fā)，幫助學(xué)生認(rèn)識化學(xué)與人類生活的密切關(guān)系，關(guān)注人類面臨的與化學(xué)相關(guān)的社會(huì)問題……”。

二、迷你實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識概念

為了幫助學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識“物質(zhì)的量”，該教材設(shè)計(jì)了一個(gè)與日常生活緊密聯(lián)系的簡單實(shí)驗(yàn)——計(jì)數(shù)一袋紐扣的數(shù)量。實(shí)驗(yàn)步驟：①數(shù)10枚紐扣并稱其質(zhì)量，記錄結(jié)果。②稱量并記錄空塑料袋的質(zhì)量。③將袋子裝滿紐扣，并封好口袋。④稱量并記錄其質(zhì)量。分析與討論：①袋子中有多少紐扣?②說明你是如何確定這個(gè)數(shù)量的?

該教材中的“迷你實(shí)驗(yàn)”短小精悍，能讓學(xué)生切身體會(huì)化學(xué)的樸素與激情。正如“讀書破萬卷，不如行萬里路”一樣，每個(gè)“迷你實(shí)驗(yàn)”都將勝過學(xué)生數(shù)小時(shí)的苦讀。

三、類比教學(xué)，理解概念

圖1 日常生活對小件物體的計(jì)數(shù)方法

該教材用日常生活中計(jì)數(shù)雞蛋、發(fā)卡、夾子、打印紙等來類比科學(xué)家計(jì)算原子、分子等微觀粒子的方法（見圖1）。

學(xué)生所擁有的有些日常概念可以促成科學(xué)概念的學(xué)習(xí)，因此我們必須將日常概念看成是逐步形成科學(xué)概念的一個(gè)必要前提和準(zhǔn)備階段。如果能將學(xué)生的日常概念利用起來，不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能有效達(dá)成對新概念的理解。

四、樣例展示，應(yīng)用概念

為了幫助學(xué)生理解、應(yīng)用“物質(zhì)的量”，該教材從四個(gè)不同的角度設(shè)計(jì)了4個(gè)樣例，每個(gè)樣例均提供了規(guī)范的、詳細(xì)的解答過程。

樣例1：計(jì)算樣品中元素原子的數(shù)目

一根鐵棒的質(zhì)量是16.8s，那么這根鐵棒中含有多少個(gè)鐵原子？

樣例2：計(jì)算化合物中所含粒子的個(gè)數(shù)

一份氧化鐵粉末的質(zhì)量是16.8s，那么其中含有的氧化鐵粒子數(shù)是多少？

樣例3：計(jì)算不同物質(zhì)的量的化合物的質(zhì)量

含有7.50 mol H2O分子的水的質(zhì)量是多少？

樣例4：推測產(chǎn)物的物質(zhì)的量

3.75s氮?dú)馀c氫氣完全反應(yīng)時(shí)，生成氨氣的物質(zhì)的量是多少？

樣例學(xué)習(xí)對學(xué)生認(rèn)知技能的獲得有巨大促進(jìn)作用，能極大調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，更易為廣大學(xué)生所接受。

五、適量習(xí)題，鞏固概念

該教材在本節(jié)復(fù)習(xí)題中從三個(gè)角度（理解概念、理性思維、化學(xué)應(yīng)用）設(shè)計(jì)了5道習(xí)題來鞏固“物質(zhì)的量”這一概念。其中包含以日常生活和工業(yè)生產(chǎn)為背景的題目，它們在鞏固、反饋學(xué)生所學(xué)知識的同時(shí)，還能讓學(xué)生體會(huì)到化學(xué)知識的實(shí)用性，從而激發(fā)學(xué)生更強(qiáng)的學(xué)習(xí)動(dòng)力，適量的訓(xùn)練還有助于提高學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。

建構(gòu)主義啟示我們，在教學(xué)過程中要注重學(xué)生的主體地位，發(fā)揮學(xué)生在建構(gòu)過程中的積極作用，充分借助他們已有的知識經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)過程，主動(dòng)建構(gòu)概念系統(tǒng)。美國教材《化學(xué)：概念與應(yīng)用》為我們提供了一個(gè)典型的范例。

［1］中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）［S］.北京：人民教育出版社，2003：20-22

［2］王祖浩等.化學(xué)概念與應(yīng)用［M］.杭州：浙江教育出版社，2008

［3］朱亞萍，王后雄，彭慧.美國高中化學(xué)教材中“類比圖像”的研究［J］.化學(xué)教育，2012，（1）：7-9

［4］梁德娟，張文華，王星喬.美國教科書《化學(xué)概念與應(yīng)用》建構(gòu)主義思想分析［J］.化學(xué)教育，2009，（10）11-14

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