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,使教学内容难以推进。回头想来几乎每界高一学生在学这一内容时,大部分学生都很煎熬。仔细一想,并不是学生笨,初中“微粒观”的过低要求是导致物质的量计算失败的客观原因。
初中化学课标对微粒观的要求“(1)认识物质的微粒性,知道分子、原子、离子等都是构成物质的微粒。(2)能用微粒的观点解释某些常见的现象。(3)知道原子是由原子核和核外电子构成。(4)知道原子可以结合成分子、同一元素的原子离子可以互相转化,初步认识核外电子在化学反应中的作用。”“知道”是教学中最低层次的要求,从以上诸多的“知道”可以看出,()初中课标对初中学生“微粒观”的要求仅仅是能感受微粒的客观存在的直观的层面上,原子、离子结构示意图要求会看,不要求会画,1至18号元素不要求背诵。对于电子,初中学生仅知道“原子是由原子核和核外电子构成,原子核外最外层电子数与元素性质关系密切”。由此看来初中课标对微粒观要求是偏低的,它导致初高中教材的脱节。
作业中的典型问题如“1个CO2含1个C原子, 1molCO2含1个C原子”,可见学生没有真正掌握物质的量的定义是“表示含有一定数目粒子的集合体”。高一学生的想象能力普遍不能满足从宏观到微观之间的相互过渡的需要,根据这种情况,我在上课时经常给学生举例子。我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微观粒子就像一箱啤酒是一个集体,只不过一箱啤酒的'个体是12个,而1mol微观粒子个体是6.02×1023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。
好在“物质的量”不同于其他化学概念或原理,没有讲透会产生“夹生饭”现象,“物质的量”及其衍生概念学生会在应用中逐渐深化,“物质的量”的应用需要渗透到化学教学的全过程,不宜一蹴而就而重在逐渐形成,不搞一步到位,讲究细水长流,在应用中强化,随着教学深入而逐渐加深而提高难度。
本课时主要介绍物质的量及其单位和摩尔质量。物质的量这个词对学生来说比较陌生、抽象、难懂,很多学生初学时会将“物质的量”与“物质量”混为一谈,在教学中可以类比学生学过的一些物理量,如质量、时间、长度、温度、电流强度等,这样学生就可真正体会“物质的量”这个物理量的意义。因此,使学生正确地理解物质的量这一概念,是学生学好这一节知识的前提条件之一。
本节课通过启发、对比等教学方法,让学生从我们熟悉的知识来理解物质的量、摩尔、摩尔质量等概念,从而达到突出重点,突破难点的教学目的。
另外,在进行物质的量及摩尔的教学时,强调“物质的量”这个物理量只适用于微观粒子,为了帮助学生理解,可以设计实验:如何用普通天平测量一粒大米的质量?也可以安排在课前完成。然后进一步假设,如果含有阿伏加德罗常数粒的大米能满足全球 60 亿人吃多久?学生通过计算可以深刻体会到摩尔只适用于微观粒子。使用摩尔作单位时,所指粒子必须十分明确。
在进行物质的量教学时,我是按以下程序进行教学的:
(1) 介绍物质的量的概念,给出物质的量的符号
(2) 介绍物质的量的单位——摩尔
(3) 介绍摩尔的基准,引出阿伏加德罗常数
(4) 讨论使用摩尔的注意点
(5) 讨论出物质的量和微粒数之间的换算关系式
(6) 例题分析
(7) 习题巩固
(8) 师生共同对本节课进行小结。
在进行摩尔质量的教学时,先回顾相对原子质量的定义,知道一个氧原子的质量和一个碳原子质量比为 16:12 ,然后同时扩大 NA 倍,比值还保持不变,而 1 摩尔碳原子质量为 12 克,所以 1 摩尔氧原子质量为 16 克,可以进行推广, 1 摩尔任何原子的质量当以克为单位时,在数值上等于其相对原子质量。这样摩尔质量的理解便顺理成章。在进行物质的量计算教学时,以两个关系式为抓手:
N=n · NA
在解题过程中强调带单位运算,还应强调解题格式的规范化,因为规范化的解题格式有助于学生对概念的理解和巩固。
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