回归概念教学的本真——以“物质的量”教学为例

陈诚（福清第一中学，福建福清350300）

回归概念教学的本真
——以“物质的量”教学为例

陈诚
（福清第一中学，福建福清350300）

分析“物质的量”概念教学的误区及成因，提出以“概念的建构”为教学重心的解决方法，根据奥苏伯尔的概念形成理论，在丰富的感性体验的基础上安排教学环节，使学习者通过新旧经验间双向的交互作用进行概念建构，让学生成为知识的主动建构者。

物质的量；概念建构；感性体验

化学概念是化学学科知识的基础。可以说，学生学习化学，主要就是在学习化学概念以及由概念所构建起的知识网络。概念学习对学生建立完整有效的化学知识体系有着至关重要的作用。正因为如此，概念教学一直是中学化学课堂教学的重点，想要学好化学，先要学好化学概念。而其中“物质的量”这一概念，更是重中之重。它作为一个不可或缺的工具概念，在宏观与微观间架起一座桥梁，是化学定量研究的基础与核心，贯穿于整个高中化学的学习过程。是否能够掌握好“物质的量”这一概念，直接影响到学生对化学这一学科的学习状况。

一、当前“物质的量”教学普遍存在的误区

笔者在研究了当前“物质的量”教学的不少案例后发现，普遍存在以下两个教学误区。

第一，为了增加“物质的量”这一概念教学的趣味性，教师设计让学生数大米或者绿豆等类似的探究活动。第二，为了强化学生对“物质的量”的认知与理解，教师往往直接给出概念，之后再设计较多的练习题进行概念巩固。

第一种做法，能调动学生的学习兴趣，较好地活跃课堂气氛，但用宏观物质（大米或绿豆）去类比微观粒子，这种缺乏科学性的探究活动给课堂带来的只是貌似繁荣的假象。

第二种做法，不重视理解概念的内涵，侧重于概念的应用，学生在机械地练习之后虽然也可以较灵活地运用概念，但这种避重就轻的教学方法有悖新课程的教学理念。学生不能通过概念学习很好地理解科学探究的意义，学习科学探究的方法或者提高科学探究的能力。

二、“物质的量”教学误区的成因分析

之所以形成这两大教学误区，主要是因为“物质的量”的教学存在以下几个困难：

第一，初中化学在教学中很重视提高学生对化学的学习兴趣，采用了大量直观的教学手段，造成高一学生对于抽象的微观粒子普遍想象力不足。而化学是一门以实验为基础的学科，但“物质的量”作为本学科中的核心概念，却没有合适的实验可以用于演示。

第二，学生在过去的学习经历中，习惯了简单组合的词组，“物质的量”这一名词，在早年引入时在翻译上没有考虑到中国人的语言习惯，显得比较生硬。像“XX的物质的量”这样的描述方式并不符合学生的语言习惯，不容易接受。

第三，学生在初中已经很好地掌握了质量为核心的方程式计算，在这节课的学习中，他们要打破这一固有的思维习惯，建立以“物质的量”为核心的新的计算体系，存在一定难度。

第四，一节课同时出现阿伏加德罗常数、物质的量和摩尔质量等多个概念，容易造成知识消化上的困难。

三、“物质的量”教学目标与教学重点的正确定位

笔者认为，对于概念教学，不宜流于形式，应紧扣概念内涵，正确定位教学目标与教学重点，以达到优化课堂教学的目的。

1.“物质的量”教学目标的定位

（1）正确理解阿伏加德罗常数、摩尔、物质的量、摩尔质量的内涵，理解物质的量与微粒数、物质的量与质量之间的关系；

（2）感受宏观和微观的完美结合，体验化繁为简的科学思想与概念建构的逻辑之美；

（3）体会在解决实际问题的过程中构建概念的基本学科思维与方法，养成严谨、认真的学习态度。

2.“物质的量”教学重点的定位

将教学的重点定位在“物质的量概念的建构”以及“在解决实际问题的过程中感受概念的形成过程与作用”，让高一学生根据已有经验去建构核心概念的意义，从化学视角较深入地进行概念建构，更有利于引导学生进入化学微观世界并探索其奥秘打下坚实的基础。

在教学中，注重发展学生的“微粒观”“定量观”，并在概念的建构中，让学生体验化繁为简的科学思想与定量研究的思维方法。根据奥苏伯尔的概念形成理论，通过“感性知识→抽象本质属性→准确表达定义→建立概念系统”四个层次安排教学环节，同时结合建构主义学习理论，使学习者通过新旧经验间双向的交互作用进行概念建构，成为信息加工的主体、知识的主动建构者。

四、针对“物质的量”教学困难的一些具体解决办法

1.重视前概念的正面影响，重视新旧知识的有机关联

（1）可利用的旧概念与日常生活经验

回顾相对原子质量的有关史实，让学生了解化学家阿伏加德罗，为后续阿伏加德罗常数的概念做情感铺垫；在研究水的组成时，科学家们发现18g水分解得到2g氢气与16g氧气。之后，阿伏加德罗提出了分子学说，帮助科学家们发现水的化学式。同时强调科学家们之所以建立起相对原子质量这一概念，是以化繁为简的科学思想做指导。

在建构“物质的量”这一概念之前，也可以提示学生联系已有的生活经验“24盒牛奶为一箱”，化繁为简地“将阿伏加德罗常数个微粒称为1mol”。

（2）恰当地类比

为了让新概念的建构更加自然，可以灵活地与已有概念进行类比。

例如，将NA与6.02×1023的关系与数学中圆周率π与3.14的关系进行类比；将摩尔质量概念与密度概念进行类比。

（3）用词的严谨与简炼

语言是人类进行思维的一个重要工具，如果在语言描述上不清晰，会加深学生学习新概念的困难。因此，每个新名词出现时，都要严谨、直观、简炼。

例如，“就像我们把24盒牛奶叫做一箱，我们将每阿伏加德罗常数个微粒称为1mol。”“对于刚才那份水，我们可以说‘18g水’‘18mL水’或者‘1mol水’。”我们也可以这样描述：“这份水的质量是18g。”“这份水的体积是18mL。”“这份水的物质的量是1mol。”

新名词第一次出现时，伴随旧名词的比较，可以帮助学生更容易地理解与掌握。同时，要避免一些尴尬词组，例如“这种物质的物质的量”的出现。

2.采用以充分的感性体验为基础的概念建构方式

笔者认为，这节课的教学重点，恰恰就是这节课的教学难点，也就是“物质的量”概念的建构。在概念教学中，不能简单地把概念等同于工具。对于工具，譬如电脑，大多数人只要懂得其使用方法即可，不需要知道它的构造与原理。但概念与工具不同，概念是人类在认识过程中，从感性认识上升到理性认识，抽象出所感知到事物的共同本质特点，再加以概括得到的。这种在认识上由量变到质变的过程，是人类智慧的一种升华。学生在概念学习的过程中，如果得到这样的思维体验，对于提高他们的科学探究能力，会有很大的帮助。

因此，在每一个新名词或新概念出现之前，注重教学情境设计，让学生获得充分的感性体验，是笔者设计的重点。

（1）获得对阿伏加德罗常数的感性体验

在给出阿伏加德罗常数这一概念之前，可以设计一系列的问题情境：

“18g水中有多少个水分子？”

第一个问题为设问形式，向学生介绍可观察到原子级别的扫描隧道显微镜，同时告诉学生，科学家们经过测算知道，18g水有约6.02×1023个水分子。

“2g氢气中有多少个分子？”

第二个问题请学生思考，学生从电解水的化学反应可知，2g氢气中的氢分子数与18g水中的水分子数目相同，也约为6.02×1023个。

“12g碳中有多少个碳原子？”

学生从几份物质的质量数值可以推测出，12g碳中也应该约有6.02×1023个碳原子。

通过三个问题强化了学生对6.02×1023这个数值的印象之后，再引出阿伏加德罗常数。告诉学生，由于6.02×1023这个数值意义重大，科学家们为了纪念阿伏加德罗，将其命名为阿伏加德罗常数，用NA表示。

（2）获得对“物质的量“的感性体验

在给出物质的量这一概念之前，也可以将阿伏加德罗常数与日常生活经验结合，设计一系列的问题情境：

“阿伏加德罗常数使用起来方便么？”

6.02 ×1023这个数字很有意义，但是使用起来不太方便。提示学生，能像相对原子质量一样，将微粒的计量化繁为简吗？

“NA个微粒即为1mol”

就像我们常把24盒牛奶叫做一箱，我们将每阿伏加德罗常数个微粒称为1mol。

新物理量“物质的量”将“NA个微粒称为1mol”这种计量方法比用质量来描述化学反应中各物质间量的关系要简便许多，在化学上有着非常重要的意义。因此，国际上特意为此规定了一个新的基本物理量，像质量，长度等，它的名称叫“物质的量”，用n表示。

（3）获得对物质的量的单位——摩尔的感性体验

将“物质的量”与“质量”“体积”进行类比

对于NA个水分子，我们在宏观上习惯说“18g水”“18mL水”或者“1mol水”。或者“这份水的质量是18g。”“这份水的体积是18mL。”“这份水的物质的量是1mol。”

在新旧概念的类比描述完成之后，再告诉学生，这里所用的mol，就是这种新物理量“物质的量”的单位。

（4）获得对摩尔质量及其计算公式的感性体验

类比密度的概念建立，告诉学生，一个新的物理量的建立，往往会使人们对物质世界的观察多一个新的视角。例如，人们在建立起体积这一概念后，发现相同体积的物质，其质量是不一样的。例如1L水和1L油，他们的质量不相等，为了直观地描述出它们在这一方面的特征，人们定义出一个新概念“密度”，ρ=m/V，单位为g·L-1，每种物质都有它的密度。我们也发现，相同物质的量的物质，其质量也是不一样的。例如，1mol水和1mol氢气，其质量也不相等。同样，为了描述出物质在这一方面的差异，我们定义一个新概念“摩尔质量”，用M表示。顾名思义，就是每摩尔物质的质量。请学生参考密度计算公式，尝试写出摩尔质量的计算公式，并判断其单位。

3.设计以“从微观角度对物质进入深入研究”为主线的教学过程

通过系列情境引发学生的认知冲突，从而实现新概念的有效建构。例如，可以设计“对水的深入了解”为主线的教学过程，线索如下：

“对水的了解（让学生自由描述水的化学式、物理性质、化学性质等各方面的特点，重点强调水的相对分子质量是18）”——“18g水中有多少个水分子？（通过一系列问题设计获得对6.02×1023这一数值的感性体验）”——“18g水中有NA个水分子（阿伏加德罗常数的概念建立）”——“18g水即1mol水（“物质的量”概念建立）”——“水的摩尔质量为18g·mol-1（摩尔质量的概念建立）”。

在一系列情境引发的认知冲突中，有助于学生打破原有的思维习惯，建立起新的以“物质的量”为主体的思维体系。同时，在对水的认知逐渐深入的过程中，学生的思维先发散后聚集，最后的落点回到“对水的了解”上，发现水的新特征——水的摩尔质量，在概念的逐步建构中提升认知水平。

［1］陈献忠.浅谈“物质的量”教学难点及处理［J］.中学化学教学参考，2009（9）.

［2］赵海榕.“物质的量”教学的调查研究［J］.化学教学，2014（5）.

［3］方婷，王祖浩.国内外关于“物质的量”概念的研究及启示［J］.化学教育，2008（5）.

（责任编辑：张贤金）