王亞男

山西師范大學教育科學研究院，山西　臨汾　041000

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基于宏微符三結合理解的物質的量教學設計

王亞男

山西師范大學教育科學研究院，山西臨汾041000

摘要：宏微符三結合思想是化學學科特有的思維方式，物質的量是宏微符相結合的重要體現(xiàn)。以物質的量這一內容為基點，以宏微符的理解為理念，進行物質的量的課堂教學設計。

關鍵詞：宏微符三結合；物質的量；教學設計

一、化學中的宏微符

義務教育階段化學課標指出：從宏觀到微觀體現(xiàn)著化學學科發(fā)展趨勢。[1]化學研究從宏觀、微觀、符號三個層面展開。宏觀指我們能直觀感受到的物質的顏色、狀態(tài)、氣味、化學變化中一系列現(xiàn)象等。微觀指無法用肉眼觀察到的分子、原子等物質的微觀構成及微粒間相關作用等。符號包括化學式、化合價、化學方程式及相關化學計算等。

宏微符三重表征是化學學習中重要的思維方式。我們可用化學符號來表示宏觀信息，并從微觀角度對其進行解釋，只有將三方面結合，才能構成對化學知識完整的認識體系。

二、物質的量與宏微符

物質的量是化學基礎物理量之一，是連接宏觀可稱量物質與微觀粒子的橋梁：物質的量n與阿伏伽德羅常數(shù)NA、微粒個數(shù)N間存在關系n=N¤NA；與物質的摩爾質量M、物質的質量m存在關系n=m¤M。綜合二者考慮存在轉換關系N?n?m。n將物質宏觀質量m與微觀粒子數(shù)目N聯(lián)系在一起，是宏微符三結合的重要體現(xiàn)。

三、“物質的量”的知識分析

物質的量表示含有一定數(shù)目粒子的集合體，單位摩爾(mol)；阿伏伽德羅常數(shù)指1mol物質所含微粒數(shù)目，物質的量n、阿伏伽德羅常數(shù)NA、微粒數(shù)目N、摩爾質量M、物質的質量m間存在關系：n=N∕NA，n=m∕M。物質的量將一定數(shù)目微觀粒子與可稱量的物質聯(lián)系在一起，是化學學習中微觀定量研究的方法。物質的量與摩爾是科學家對相關概念、理論不斷質疑、爭論、發(fā)展，最后確定為當前含義。

四、學生已有經(jīng)驗

生活中買東西要稱斤或者以箱為單位。

五、教學目標建立

(一)知識與技能

認識物質的量，及其單位摩爾，阿伏伽德羅常數(shù)，物質的量與微粒數(shù)目關系，摩爾質量，物質的量、質量、摩爾質量間關系；應用物質的量計算并解決實際問題。

(二)過程與方法

通過類比的方法將抽象概念形象化，增強對物質的量的理解。

(三)情感態(tài)度與價值觀

通過物質的量的學習感受化學研究中微觀與宏觀間聯(lián)系，體會科學研究的偉大。

(四)教學重難點

重點：物質的量概念，單位mol，摩爾質量概念及計算。

難點：物質的量概念，阿伏伽德羅常數(shù)含義，通過計算解決實際問題。

六、作業(yè)設計

教學目標作業(yè)認識物質的量及其單位補充1了解阿伏伽德羅常數(shù)含義課后2了解摩爾質量補充2應用物質的量計算并解決實際問題課后3、8、9理解物質的量是微觀與宏觀之間的橋梁補充3

補充作業(yè)：

1.物質的量的計量對象是________，可以是________、________等；它表示________，符號：________，單位：________。

2.判斷：1mol氧氣所具有的質量就是氧氣的摩爾重量。()

3.寫出物質的量與微粒個數(shù)間、物質的量與物質的質量間關系。

七、教學過程設計

(一)物質的量

[圖片展示]粉筆，從一根到一盒到一箱。

[提問]觀察圖片，把粉筆這樣一盒一盒的裝，再裝整箱，有什么作用？

[追問]這里有三箱粉筆，我們怎么知道里面到底有多少支粉筆？

(設計意圖)通過實例的展示，提出將一定數(shù)量的小物質作為一個集體方便計數(shù)，方便研究的思想。

[引出問題]宏觀可稱量的物質與構成它的微粒間是不是也可以用類似的關系表示呢？

[講述]我們可用一定數(shù)目粒子的集體為單位來表示它們間的關系。國際科學界稱之為“物質的量”。好比我們衡量一個物體的長短時用“長度”，衡量冷熱程度用“溫度”，國際規(guī)定用“物質的量”來表示物質所含微粒的數(shù)量。

如同長度、溫度都有符號以及單位，物質的量也有，物質的量符號為n。單位：摩爾(mol)。

[舉例]這杯水的物質的量是1mol；這塊鐵的物質的量是1mol。

[小結]物質的量表示物質所含微粒的多少。微粒包括：分子、原子、離子、質子、中子等。

(設計意圖)與長度、溫度的形成進行對比，加深對物質的量以及摩爾的理解。

(二)阿伏伽德羅常數(shù)

[提問]一盒粉筆有幾支？是不是規(guī)定好的？那么一摩爾含有微粒個數(shù)是多少？

[講述]國際統(tǒng)一規(guī)定12g12C中所含碳原子數(shù)作為一個集體，即1mol。

[練習]已知一個碳原子質量為1.993×1023g，那12g碳中有多少個碳原子？

[回答]約6.02×1023個。

[講述]12g12C中含碳原子約6.02×1023個，我們稱之為阿伏伽德羅常數(shù)，符號“NA”，即NA約為6.02×1023。任何含有NA個微粒的集體都稱為1mol。

[舉例]1molH2O含有NA個水分子，大約含有6.02×1023個水分子。

[計算]求3molH2O中含有多少個水分子呢？

[總結]物質的量n、粒子數(shù)N、阿伏伽德羅常數(shù)NA間關系：n=N∕NA。

[練習]2molH2O中含水分子數(shù)目____________；含氫原子數(shù)目____________。

(設計意圖)計算得出物質的量n、粒子數(shù)N、阿伏伽德羅常數(shù)NA間關系，加深理解。

(三)摩爾質量

[講述]摩爾質量：單位物質的量的物質所具有的質量，符號：M，單位：g∕mol。

[找不同]1mol水的質量為18g，水的摩爾質量為18g∕mol。

[注意]當摩爾質量單位為g∕mol時，其數(shù)值與相對原子質量或相對分子質量相等，但含義不同。例：H2O的相對分子質量18，H2O的摩爾質量18g∕mol。

[計算]3molH2O的質量是多少？

[總結]物質的量n、物質的摩爾質量M、物質的質量m間的關系：n=m∕M。

[練習]48gO2的物質的量是多少？

(設計意圖)計算得出物質的量n、物質的摩爾質量M、物質的質量m間關系，加深理解。

(四)總結

[小結]物質的量聯(lián)系宏觀與微觀：N?n?m，n=N∕NA、n=m∕M。

[練習]54gH2O中含有多少個水分子？

(設計意圖)回顧知識，總結物質的量是聯(lián)系宏觀與微觀的橋梁。

八、基于認識論的反思

課程的教學要以課標為基準，教學設計必須是以分析課標，教科書為基礎展開的。課程教學中要充分考慮教學內容的理念，以此為指導結合具體教學目標，學生學情等進行合理的教學設計。

[參考文獻]

[1]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準(實驗)[M].北京：人民教育出版社，2003.

中圖分類號：O6-4

文獻標識碼：A

文章編號：1006-0049-(2016)07-0136-02