張賢周
“物質的量”的教學中有“物質的量”“摩爾”兩個抽象的概念。高一的學生對化學微觀基礎知識有一定了解,知道:物質由許多肉眼看不見的微觀粒子組成等。但對這些知識的掌握是感性的,而“物質的量”是一個全新的抽象概念。在實際教學中老師常生硬地拋出這些抽象概念,學生“吃”得雖多,但沒有汲取營養(yǎng)。鑒于此我結合支架式教學理論,對本節(jié)內容做了新的設計,以期幫助學生更好地理解“物質的量”“摩爾”。
支架式教學理論是根據維果斯基的“最近發(fā)展區(qū)”理論,面對較復雜問題通過建立“支架”式概念框架,使得學習者能沿著“支架”逐步攀升,以完成對復雜概念意義建構的一種教學策略[1]?!爸Ъ堋笔侵冈谧罱l(fā)展區(qū)中有效的教與學之間的互動[1]?!爸Ъ苁浇虒W”由搭建腳手架、進入情境、合作交流和有效評價等步驟組成[2-3]。其實施原則:面對學習任務,教師都要予以控制,并給予積極主動的幫助。這需要教師準確把握學生的“最近發(fā)展區(qū)”[2],在學習任務與學生“最近發(fā)展區(qū)”間搭建起“腳手架”,幫助學生順利實現對新知識的構建。
教學思路基于“摩爾”與“個”之間的換算關系,“摩爾”與“個”之間的關系可以看做大小單位換算,即“1 mol=NA個”是本節(jié)課的核心。其他概念“物質的量”、“阿伏加德羅常數”、“摩爾質量”都是建立在“摩爾”的基礎上,只要引導學生理解“摩爾”與“個”之間的關系,那么本節(jié)課的重難點自然就突破。本論文秉承以學生的發(fā)展為中心,充分考慮學生已有的知識經驗,并運用教育學、心理學的知識為學生掌握新知識搭建支架,降低學生的認知負荷,從而實現對新概念的同化。在支架式教學理論的指導下,本教學內容的教學策略和步驟如下:
1.搭建腳手架——擊破學習重難點
支架1——生活經驗中的集合體概念。據生活經驗,對于一些個體小且數量大的事物的計數,常用集合體概念,如生活中常把12個叫1打;把48支粉筆裝成1盒等。那么我們也可以把個體小到肉眼看不見且數量非常龐大的微??醋鲆粋€整體叫1mol。這旨在讓學生從生活經驗中建立起“化零為整”的計數思想。
支架2——熟悉單位的定義。物質的量是一個新的物理量,而摩爾是其單位,那怎么界定摩爾的定義?由于摩爾計量的對象是微觀粒子,很抽象、難于理解。結合學習者的知識基礎,從熟悉的物理量的單位定義出發(fā)搭建支架深化對摩爾概念的理解?;仡櫆囟葐挝弧獢z氏度的定義:自制一支溫度計,插入冰水混合物中,水銀柱上升到某位置,記為0℃;插入沸水中,水銀柱上升到另一位置,記為100℃,將這兩條刻度線之間的長度等分成100份,每份為1℃。類比出摩爾的定義:1 mol粒子集體所含的粒子數與0.012 kg12C中所含的碳原子數相同。
支架3——單位換算。摩爾和個都是計量微粒數的單位,那么它們之間有什么關系?是1摩爾=NA個,如何理解?從單位換算的角度來認識:“摩爾”為大單位,“個”為小單位,1mol=NA個,如1米=100厘米。從“單位換算”的角度來闡釋“摩爾”和“個”的關系,從而加深對“摩爾”的理解。
2.進入情境——激起求知欲 設問:讓學生測一杯水中的水分子數,引起學生的思考;科學研究數據:1 g水中所含水分子數如果讓全中國13億人來數,1分鐘數100個,晝夜不停,也要10萬年才能數清楚,激發(fā)起學生的求知欲望,從而過渡到“物質的量”概念的引出;最后列舉幾例生活中對于那些個體小但數量龐大的事物的計量方法,建立起“堆量、化零為整”思維。
3.合作交流——同化新知識 教師要留時間給學生討論交流,確定“物質的量”“摩爾”等概念的各種屬性,并將其按重要性、層次性整理形成一個知識體系。探索過程中教師要適時指導,幫助學生沿概念框架逐步攀升。起初的引導和幫助可以多些,之后逐漸減少——逐漸拆去支架放手讓學生自己探索,爭取能獨立在概念框架中繼續(xù)攀升,完成對新知識的同化。
4.效果評價——完善知識網絡 在本節(jié)課最后階段引導學生解決課堂上一開始提出的問題:求一杯水中的水分子數,并用PPT展示一些概念性辨析題、簡單計算題以強化學生對基礎知識的理解,旨在檢驗學生的學習效果,形成完整的知識網絡。
“物質的量”、“摩爾”一直是中學化學的教學重難點,其原因既有概念建構時的學術問題及困惑,也有中學化學教材編寫的角度問題。教材在編寫時應當根據學生的認知特點,對科學知識進行合理加工后再呈現出來。本教學設計對新的教學背景、教學理念進行分析,從支架式教學理論出發(fā),在學生已有的生活經驗、知識基礎和新的學習概念間螺旋式地搭建起多個支架以突破本節(jié)課的教學重難點。