物質的量在化學中的應用范例6篇

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物質的量在化學中的應用

物質的量在化學中的應用范文1

    關鍵詞:物質的量 教學難點 教學建議

    “物質的量”作為基本物理量,是高中化學必須學習的概念,“物質的量”及其衍生概念是高中化學定量研究和化學計算的基石。在歷次教材改版中,“物質的量”在教材的呈現順序幾經變化:有的版本考慮到它的基礎性安排在第一章,有的版本考慮到學習難度,在第一章安排了物質性質再過度到“物質的量”學習而安排在第二章。在新課程下,無論是人教版、蘇教版還是魯科版,都安排在化學必修1教材的第一部分“認識化學科學”中,成為學生學習物質性質前最先接觸的重要概念。其中,人教版安排在第一章“從實驗學化學”第二節“化學計量在實驗中的應用”;蘇教版安排在專題1“化學家眼中的物質世界”第一單元“豐富多彩的化學物質”;魯科版安排在第一章“認識化學科學”第三節“化學中常用的物理量——物質的量”??梢?不同版本的教材編著者在新課標框架內對“物質的量”的處理大致相當,即把“物質的量”概念作為引領學生學習高中化學的開始。

    1.“物質的量”教學難的原因

    在教學實踐中,師生普遍感到“物質的量”難教、難學,我認為有三方面原因。

    首先,東西方文化差異給學生學習造成難以逾越的障礙?!拔镔|的量”實質上是用集合體的形式來描述微觀粒子的多少,在漢語系統里,描述物質多少時有著豐富的量詞:個、雙、打、堆、捆等,針對不同的物質使用不同的量詞在學生的語言系統中已根深蒂固。而西方表述上則沒有這些量詞,只用單復數即可,“物質的量”作為不同微粒的共同表征也在情理之中。西方文化中對集合體的概念是單一明確的,而在漢文化中則是混亂而不明確的。“物質的量”來源于西方語言系統,翻譯成漢語“物質的量”作為一個整體性的詞組難以融入學生已有的詞語系統中,以至于不少學生理解為“原子的量”或“分子的量”。

    語言是思維的載體,人的思維是以語言進行的,有著怎樣的語言系統就會有相應的思維方式。用漢語系統的思維方式來理解源于西方語言系統的“物質的量”是學生學習的最大障礙,從微粒個數到微粒的集合體在學生已有的知識、經驗和觀念上都存在著困難。相對而言,我們已有的數目和量詞等概念對學習“物質的量”是負遷移作用。教師在講解過程中往往不可回避地對兩者進行對比,實際上效果并不佳,存在著越說越糊涂的現象?!拔镔|的量”、“摩”等詞本身缺乏漢語的親切感,外來詞難以融入已有的詞匯中,導致兩者的關系容易混淆。學生往往用“摩”直接作為物理量,比如,求摩,某物質的摩是多少,摩爾數等詞不由自主地表達出來。

    其二,高一學生的想象能力普遍不能滿足從宏觀到微觀之間的相互過渡的需要。初中科學對微觀結構要求的降低和大量使用直觀教學手段導致當前高一學生微觀想象力的弱化,物質組成的層級不清,各種微粒間的數量關系不清,“物質的量”到底是微觀還是宏觀搞不清。教材對概念表述也比較模糊。如蘇教版這樣闡述:“由于化學變化中涉及的原子、分子或離子等單個微粒的質量都很小,難以直接進行稱量,而實際參加反應的微粒數目往往很大,為了將一定數目的微觀粒子與可稱量物質之間聯系起來,在化學上特引入物質的量?!比缓笳f到:“物質的量是國際單位制中的基本物質量之一,符號為n,單位為摩爾?!标U述內容與學生的生活經驗相去甚遠,它不像長度、質量等物理量那樣與學生的生活聯系密切,具有可比性,學生難以理解也在情理之中。

    第三,“物質的量”概念缺乏實驗基礎,需要學生具有較強的“思想實驗”能力。其他化學原理、化學概念往往都有實驗基礎,比如,化學平衡、元素周期律、離子反應、氧化還原反應等都有相應的化學實驗來佐證,通過直觀的實驗現象幫助學生理解。

    2.“物質的量”學習難點及其發展

    在“物質的量”及其衍生概念學習過程中,學生的學習難點主要表現在三方面。

    首先,概念的相對集中造成學生學習困難??茖W概念是從科學探究結果中形成的形而上的抽象認識,一直是學生學習的難點?!拔镔|的量”及其衍生概念相對地呈現在開始系統學習化學的學生面前,其學習難度也在情理之中。加上如前所析原因,高一新生普遍感覺到這塊知識難學。

    其次,“物質的量”及其衍生概念是定量分析的基礎性工具,學習成效表現在各種量的相互轉換上。學習困難的表現之一就是這種轉換不熟練,容易混淆。比如,阿氏常數與6.02×1023的關系,氣體摩爾體積與22.4的關系,摩爾質量與相對分子質量的關系。在計算中,學生容易回到用質量作為中心物理量的老路上去,主動運用“物質的量”應用于化學計算的能力不足。這與學生未能全面掌握“物質的量”為中心的計算法則有關,沿用初中建立起來的計算系統顯然是正常現象,但這種沿用阻礙了新計算系統的建立。

    第三,微粒中的層次意識不強,各種微粒數間的相互轉換困難。由于浙江省初中科學是以知識綜合性進行編排,化學體系相對欠缺,學生對化學微粒的認識深度不夠。比如,水分子中的原子組成,含有質子數、電子數、中子數,延伸到各種微粒間的“物質的量”、微粒數目之間的轉換困難。

    然而,從已有的教學經驗來看,“物質的量”隨著化學學習的深入,學生理解、應用的能力也逐漸提高,到了高一第二個學期,絕大多數學生都能應用“物質的量”進行計算與表述。由此可見,“物質的量”的學習掌握過程需要一個過程,需要一個應用過程,一個有情境有需要的應用過程?!拔镔|的量”給學生帶來的學習困難是暫時性的,隨著化學學習的深入與應用“物質的量”及其衍生概念機會的增多,多數學生將不再把“物質的量”當障礙。

    3.“物質的量”的教學建議

    在傳統教材及其教學中,“物質的量”往往花費較多的課時數,教師進行全面系統地闡述概念。實踐結果表明,盡管花了較多的教學用時,這些學習困難仍然存在。在新教材體系中,“物質的量”安排的課時數與傳統教材相比有很大的縮減,如何實現較短的教學時間收到較好的教學效果,需要從產生學習困難的根源和對學生學習要求兩方面探討。

    新課標必修部分對“物質的量”的要求是:“認識摩爾是物質的量的基本單位,能用于進行簡單的化學計算,體會定量研究的方法對研究和學習化學的重要作用?!逼浣虒W基本要求是:“認識物質的量,并能利用物質的量進行物質質量及微粒數的簡單計算?!卑l展要求是:“物質的量運用于化學方程式的簡單計算?!庇糜邢薜慕虒W課時達成上述要求,結合教學實踐,提出如下建議:

    首先,用最少的時間突破這些概念理解中的困難期。不必過多糾纏于概念的剖析而重在簡單應用,讓學生在微粒個數與物質的量、物質質量、氣體體積之間相互換算中逐漸得到強化。不必過多糾纏概念是否吃透講透而重在應用中領會?!拔镔|的量”不同于其他化學概念或原理,沒有講透會產生“夾生飯”現象,“物質的量”及其衍生概念學生會在應用中逐漸深化,缺乏應用的任務驅動,學習困難的解決是低效的。

    其次,教學中不宜用“堆”、“捆”等量詞作為類比,而宜直接引入“集合體”,以免強化量詞產生負遷移效應。不宜前后概念過多聯系而重在刪繁就簡,突出主題,構建以“物質的量”為中心的概念衍生關系,建立以“物質的量”為中心的計算體系即可。重視幾個相互關系式,而不必推廣到諸如傳統教學中必講的阿氏定律及其推論等,控制教學難度與深度,降低學習負擔,增加學習信心。

    第三,“物質的量”的應用需要滲透到化學教學的全過程。不宜一蹴而就而重在逐漸形成,不搞一步到位,講究細水長流,在應用中強化,隨著教學深入而逐漸加深應用難度。在后續的教學中,逐漸強化“物質的量”的應用,引領學生逐步擺脫初中以質量為基礎的計算體系的思維模式,建立起以“物質的量”為基礎的高中化學計算體系。

    4.新課程下“物質的量”的教學設計

    課時1:物質的量

    師生探究1:以日常生活中的事例,如粒為單位存在的米與以袋裝為單位的商品關系探究微小物件往往以集合體的形式呈現,解決微小物質從微觀到宏觀的表征方法——引入集合體概念。

    師生探究2:探究1滴水中有多少個水分子,引領學生體驗任何宏觀物質都是由數量巨大的微觀粒子組成,幫助學生建立微觀意識,產生如何表述巨大數量微粒的學習疑問。

    師生探究3:化學反應間微粒數量定量研究中如何實現微粒個數與宏觀質量、體積間的銜接,引導學生得出采用集合體來研究,為引入“物質的量”概念做好鋪墊。

    教師講授:開門見山地簡要給出“物質的量”、“摩”是國際統一規定的物理量及單位,國際規定了阿佛加德羅常數及近似值,得出微粒數量與“物質的量”相互轉化的計算式。

    問題解決:給出練習題,鞏固三個概念及相互轉化的簡單計算。

    課時2:“物質的量”的鞏固與“摩爾質量”

    問題解決:阿佛加德羅常數定義及應用;“物質的量”與微粒數量間的相互轉化;不同層級微粒數的簡單換算。

    師生探究1:相同“物質的量”的不同微粒的個數、質量是否相同,得出“摩爾質量”的定義。

    問題解決:給出練習題,鞏固物質微粒數量、質量與“物質的量”的相互簡單計算。

    師生探究2:化學方程式的意義,化學方程式中計量數與參加反應的微粒數、參加反應的物質的“物質的量”的關系。

    教師講授:如何運用“物質的量”進行化學方程式計算及例題示演。

    問題解決:給出練習題,模仿、鞏固簡單的方程式計算。

物質的量在化學中的應用范文2

關鍵詞 高中化學 化學概念 學習環 教學研究 概念教學 電解質1 研究背景

《普通高中化學課程標準(實驗)》明確提出“轉變學生的學習方式是課程改革的基本要求。教師要更新教學觀念,在教學中引導學生進行自主學習、探究學習和合作學習,幫助學生形成終身學習的意識和能力”。國外的研究報告表明用學習環(Learning Cycle)替代傳統的教學方法,有助于教師變革教學觀念,用探究的方法教科學概念,引導學生進行探究學習。因此將學習環運用于高中化學教學中的研究值得嘗試。

學習環是20世紀60年代美國學者阿特金和卡普拉斯在科學課程改善研究(Science CurriculumImprovement Study,簡稱SCIS)中提出來的,主要用于概念教學。勞森等人認為,“學習環是一種與人們自發建構知識的方式相一致的教學方法”,主要包括探索(Exploration)、術語引入(TermIntroduc.tion)和概念應用(Concept Application)3個階段。根據所學知識的性質和對學習結果要求的不同,可以將學習環分為描述型學習環(De—scriptive learning cycle)、經驗一誘導型學習環(Empirical-Abduetive learning cycle)和假設一演繹型學習環(Hypothetical-Deductive learning cy—de)等類型。

學習環在美國得到了推廣應用,截止2006年有超過235000個教學計劃是用5E學習環發展和實施的,有超過73000個課程材料的案例是用5E學習環發展的,至少在德克薩斯州、康乃迪克州和馬里蘭州等學習環得到強有力的支持。首個明確運用學習環開發科學課程的項目《美國科學課程改善研究》涉及的學科從小學自然課到中學乃至大學理科,在數學、物理、化學和生物學的課堂上均有嘗試。除此之外,還有美國生物科學課程研究(The Biological Science Curriculum Study,簡稱BSCS)。學習環在我國臺灣地區的研究嘗試也取得了好的教學效果。臺灣的林曉雯與4位自然科教師進行了為期1年的合作行動研究,在小學5年級自然科教學中試行學習環,隨后出版的專著嘲介紹了學習環在自然科學教學中的優秀案例。2 研究目的

本研究的目的就是嘗試著將學習環運用于高中化學“豐富多彩的物質世界”單元的課堂教學中,探究其在高中化學教學實踐中的效果以及學習環教學中遇到的困難和應對策略。3 研究方法3.1 研究工具

開發的研究工具有學習環教學設計、化學概念學習方法調查問卷和單元學業成就測驗。學習環教學設計的內容是蘇教版高中《化學1(必修)》專題1的第一單元——豐富多彩的化學物質,共8個課時。問卷調查的內容包括習得化學概念的方法、保持化學概念的方法和應用化學概念的方法,共13個題目。單元學業成就測驗試卷由研究者依據每一個教學課時的目標,自行編制,共32個題目。從識記、了解、理解和應用4個層次,對物質的分類、物質的轉化、物質的量、阿伏伽德羅常數、摩爾質量、物質的聚集狀態、氣體摩爾體積、分散系、膠體、丁達爾現象、電離、電離方程式、電解質與非電解質,共13個化學概念進行了測查。3.2 研究情境

合作教師A老師是一名有十多年教齡的中學一級教師?;瘜W教育專業本科畢業后,在某中學任高中化學教師,后取得化學課程與教學論專業碩士學位。A老師碩士學位論文的理論基礎與學習環的理論基礎相近,比較容易認同學習環模式。

在研究進行期間,A老師在蘇州一所三星級高中(B中學)教1個高一班的化學課,該班有36名學生,其中男生19人,女生17人。

研究者以觀察者的身份,坐在教室后面,進行觀察記錄。在課堂上,研究者不干預合作教師的教學,不影響學生的正常學習,只是對教師講課、學生學習以及師生之間的互動進行觀察和記錄。3.3 教學進度

2010年9月份和10月份,研究者進入蘇州B中學的課堂,聽了A老師在高一(3)班講的13節化學課,其中有8節新課,5節復習及習題課,最后一次是用單元學業水平試卷測查學生的學習效果。3.4 教學案例

在學習環教學的8個課時中,物質的分類、物質的轉化、物質的聚集狀態和分散系這4個課時用的是描述型學習環,選擇物質的聚集狀態作為案例。物質的量、摩爾質量和氣體摩爾體積這3個課時用的是經驗一誘導型學習環,選擇氣體摩爾體積作為案例。電解質與非電解質這一課時用的是假設一演繹型學習環。

(1)“物質的聚集狀態”教學案例

物質的聚集狀態是從物質的狀態上對物質進行分類,可以通過觀察和想象等方式描述物質不同的聚集狀態,重點在于回答“物質的聚集狀態”是什么,因此采用描述型學習環進行課堂教學。在探索階段讓學生描述自己心目中的冰、水、水蒸氣的微觀結構草圖。然后針對學生對冰、水、水蒸氣微觀結構的描述,介紹物質的聚集狀態,從微觀角度分析物質的聚集狀態及影響其體積大小的因素。

(2)“氣體摩爾體積”教學案例

對于“氣體摩爾體積”這個概念,不僅要描述出來,還要有一個解釋,這就需要采用經驗一誘導型學習環進行教學。在經驗一誘導型學習環的教學中,重點在于利用學生已有的先前知識,回答“為什么”。探索階段利用上節課學習的物質聚集狀態的知識和通過計算發現的規律,提出可探究的問題。在學生嘗試給出解釋的基礎上,引人術語“氣體摩爾體積”,誘導學生替代錯誤假設。最后運用所學知識,解決相關問題。

(3)“電解質與非電解質”教學案例

物質的量在化學中的應用范文3

【關鍵詞】任務分析;同化策略;聯想策略;類比?策略?;邊講邊做

新課標(人教版)化學(必修1)第一章第二節《化學計量在實驗中的應用》是本冊教材中教學重點和難點,也是學生學習的難點,其主要存在“概念多,理解難;公式多,計算難;操作多,實驗難”的三大障礙。如何突破難點,提高課堂教學效率,筆者作了些嘗試。

1 任務分析

1.1 單元地位

人教版高中化學必修1第一章第二節“化學計量在實驗中的應用” 主要內容為“物質的量及其單位—摩爾”概念的建立;物質的量與物質微粒數量,阿佛加德羅常數之間的關系;物質的量與物質的質量,物質的摩爾質量之間關系;氣體摩爾體積概念以及氣體摩爾體積、氣體體積、物質的量之間的關系;物質的量濃度概念以及相關計算和配置一定物質的量濃度的溶液的方法。這部分內容是將化學基本概念作為基礎,并于實驗緊密相連,強調概念在實際中的應用,同時突出以化學實驗為基礎的特點。

1.2 課程標準

①體驗科學探究的過程,學習運用以實驗為基礎的實證研究方法。②初步學溶液配制的實驗技能。③認識摩爾是物質的量的基本單位,能用于進行簡單的計算,體會定量研究的方法對研究和學習化學的重要作用。④初步認識實驗方案設計、實驗條件控制、數據處理等方法在化學學習和科學研究中的應用。⑤能夠獨立或與同學合作完成實驗,記錄實驗現象和數據,完成實驗報告,并能主動進行交流。

1.3 知識價值

本單元的知識價值首先體現在為學生提供了最基礎、最直接、最有效、最重要的學習化學的方法?;瘜W是以實驗為基礎的科學,實驗是學習化學、體驗化學和探究化學過程的重要途徑。

2 應用多種策略,突破“理解難”障礙

2.1同化策略

美國著名教育心理學家,著名的“同化理論”創始人奧蘇伯爾認為:影響學習的惟一最重要的因素就是學生已知道了什么,要探明這一點,并根據此進行教學。例《化學計量在實驗中的應用》中最重要的、最難理解的概念——物質的量的教學,本節開頭可以用“曹沖稱象”為例,為建構如何記數微觀粒子做鋪墊。通過實例提出問題,如何去“數”微觀粒子,激發學生的學習動機,運用集合的思想去解決問題,繼而引出用阿伏加德羅常數作為集合標準,再定義物理量“物質的量”、及其單位“摩爾”。

2.2 類比策略

類比就是在兩類不同的事物或者事物的不同發展階段之間進行對比,找出若干相同或相似點之后,推測在其他方面也可能存在相同或相似之處的一種思維方式。這種方法的邏輯過程特點是從特殊到特殊,即把兩個特殊事物進行類比;從思維方式的類型上說,是把抽象思維與形象思維相結合。

3 注重技法指導,實破“計算難”障礙

構建計算關系網絡

網絡結構法其特點是以圖示意的方式進行教學和學習?,F代心理學實驗證明:在一般情況下,只依靠聽覺,人們可以記住接收信息的15%左右,只依靠視覺看圖象,人們可以記住大約25%的信息。假使兩者結合起來。邊聽邊看邊思考,那么就能夠記住接收信息的65%。這說明網絡結構法與講述法相結合,會大大提高學生在課堂上的思維容量。

4 運用邊講邊做,突破“實驗難”障礙

物質的量在化學中的應用范文4

關鍵詞:PDCA工作法;中學化學教學

文章編號:1005-6629(2007)01-0001-03中圖分類號:G633.8文獻標識碼:B

PDCA工作法是一個科學的、現代化的管理方法,具體包括計劃(Plan)、實施(Do)、檢查(Check)、總結(Action)四個質量控制階段,其核心理念在企業質量管理中取得了巨大的成功,近些年也已運用在許多其它的研究領域,并取得了顯著的成效。本文試圖對其如何運用在化學教學中,進行教學質量全程控制作初步嘗試。

1PDCA工作法簡介

PDCA工作法的四個質量控制階段是首尾相接周而復始的循環程序,由美國工程師戴明(博士)于1950年創立,也稱PDCA循環[1]。它是一個周而復始,不斷發現問題,不斷解決問題,以達到質量提高的循環程序。PDCA工作法四個階段的基本內容為:

Plan階段:計劃階段。根據市場的需求,發現自身產品的缺陷與不足,再確定產品的質量及其改進的目標、具體的步驟和方法。

Do階段:實施階段。根據實際情況執行計劃好的方案,以實現既定的質量目標。

Check階段:檢查階段。在執行計劃的基礎上,檢查計劃執行的情況和效果,找出與計劃質量目標偏離的原因、發現執行計劃過程中的不足。

Action階段:總結階段。對檢查出的問題和經驗進行分析、評價、總結。

這四個階段是一個循環體系,可以用圖1來表示。

在PDCA循環中,每一個階段內又可以進行小的PDCA循環。PDCA循環的特點是:4個階段的工作完整統一,缺一不可;大環套小環,小環促大環,階梯式上升,循環前進。如圖2所示。

2PDCA工作法在“物質的量”教學中的運用

2.1計劃階段――備課

2.1.1分析現狀,發現問題

分析現狀就是對當前產品生產過程進行分析,找出產品與市場需求之間存在的不足。教育也是一種服務性行業,學校提供的是知識、道德、品性的服務。英國學者薩利斯(EdwardSallis)將直接接受學校教育服務的學習者劃分為一級消費者。學生作為教育的一級消費者,他們對課堂教學應該最有發言權,這和當前新課程倡導的“以學生為主體”、“一切為了學生的發展”的理念是一致的。

在化學教學中,分析階段所要做的工作主要是掌握學生的化學基礎知識儲備情況、學生的學習動機、興趣、需要等,運用維果茨基的最近發展區理論,在學生的最近發展區內實施教學活動,只有這樣,才可以從容地把握將要傳授知識的深度和廣度,真正做到因材施教。例如:“物質的量及其單位”是高中化學中的重點和難點之一,理論性強,內容抽象。物質的量、摩爾質量是化學計算中經常要用的物理量,在整個高中化學計算中起到舉足輕重的作用。對學生來說,剛開始接觸這個概念時,很難理解,肯定會產生各種與此概念相似的錯誤概念,如“物質的質量”、“物質的數量”、“物質的重量”等,這些錯誤概念無疑會影響學生正確概念的形成。

2.1.2研究問題,找出因素

在PDCA工作法中要重點找出產生質量問題的因素,建立解決問題的支點。故在“物質的量”的教學中,教師在充分掌握了學生的學情后應認真分析問題存在的各種因素。如學生易混淆的“物質的質量”、“物質的數量”、“物質的重量”等概念是學生在字面上的誤解,這只需教師在教學過程中稍加解釋即可解決。學生以前學的物理量都是宏觀方面的,而新概念“物質的量”是微觀和宏觀之間的橋梁,如何讓學生從宏觀世界進入到微觀世界,建立兩者之間的聯系才是教學的重點。教師在對學生和教學內容有了充足的了解后,才可以通過下一步制定的計劃來展開自己的教學。

2.1.3確定目標,制定計劃

針對影響質量的主要因素制訂解決措施,提出改進計劃,制定出質量目標。計劃階段在PDCA工作法中處于基礎性地位,好的教學計劃可以對癥下藥提高學習效率,學生學習積極性也會相應增強。

“物質的量”的教學屬于概念課教學,根據對概念教學的一般原則,主要采用講授法、形象化的啟發式教學法、類比邏輯方法來幫助學生理解概念并掌握運用概念[3]。首先,在教學計劃中選用解決學生“錯誤概念”的教學方法,制定出質量目標,即教學目標;其次,針對學生對微觀世界了解較少的特點,在上課之前可以采用與日常生活貼近或學生已掌握的知識進行導課;然后,根據分析的結果可在“物質的量”的教學中采用“對比法”進行教學,通過對比,讓學生能夠形成正確的概念;再次,為了讓學生加強“物質的量”的概念和與其它概念之間的異同,可以采用“圖示法”進行教學;最后,因為“物質的量”及其單位“摩爾”屬于實際運用,故在新課結束后還應該留有一定量的練習進行訓練。

2.2實施階段――上課

此階段就是執行計劃階段制定的計劃,對可能出現的不良因素進行預防和控制,針對“物質的量”概念教學中可能出現的一些問題,采取以下步驟進行控制:

首先,在教學之前,讓學生去查閱有關原子、分子、電子等粒子發現的化學史,并作充分的記錄,此活動的目的是提高學生的學習興趣,讓學生對微觀世界有一定的了解,為即將要學的新課做好前期知識準備;“物質的量”是針對微觀粒子的,對學生來說又是新概念,故在引入概念的過程中可以采用學生熟悉的化學反應2H2+O2=2H2O C+O2=CO2等復習化學方程式,建立抽象思維和邏輯思維的聯系。

在教學中應指出,物質之間發生的這些化學反應,表現出來的是外在的化學現象,其實質是由肉眼看不見的分子、原子及離子之間以一定數量關系進行的,如何把看不見的微觀粒子和可見、可稱量的宏觀物質聯系起來?這時引入“物質的量”的概念。為了消除學生的錯誤概念,應從它是一個基本的物理量入手,強調“物質的量”四個字是一個不可拆開的整體,也不能拆開來理解,它與“物質的質量”、“物質的數量”、“物質的重量”的概念截然不同。教師再作簡要講解:“物理量”是用于描述物質的某種屬性,如:“質量”這個物理量,用于衡量物體的慣性大??;而“物質的量”這個物理量,則用于衡量微觀粒子數目的多少。

其次,通過對比表(見表1)將其和其它的物理量進行比較,加深學生對“物質的量”的概念和與其它概念之間相同點和不同點的認識:

科學上是用12g12C(即0.012kg12C)所含有的碳原子數作為一個集體或稱一個系統(基準)來度量物質的量,從而把微粒(微觀粒子、難于稱量)和微粒集體(宏觀物質,可稱量)聯系起來。通過問題提出12g12C含有的碳原子是多少呢?接著指出這個數就是阿伏加德羅常數。通過這樣引出阿伏加德羅常數的概念,指出其符號NA、近似值及與物質的量(n)和粒子數量(N)之間的關系:

最后,指出一種元素的相對原子質量(原子量)是以12C的質量的1/12作為標準,其它元素原子的質量與它相比較所得出的數值。用12g12C所含碳原子數作為標準的原因,是因為1mol12C的質量是12g,6.02×1023個碳原子的質量是12g,這樣就可以推算出1mol任何原子的質量就是以克為單位,數值上等于其相對原子質量;1mol任何分子的質量就是以克為單位,數值上等于其相對分子質量;同樣,1mol任何離子的質量就是以克為單位,數值上等于其相對離子質量。教師在介紹了上述知識之后繼而闡述摩爾質量的概念,即1mol物質的質量,其單位是“克/摩”,符號為g/mol。物質的質量、摩爾質量和物質的量之間的關系可用下式表示:

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在課結束之前安排與本節課教學內容有關的題目讓學生進行練習,以便鞏固所學知識。

2.3檢查階段――評價

該階段的目的是檢查實施預定計劃后的效果,發現解決問題的最有效的辦法,找出可能更有效的措施。此階段可以通過評價和驗證兩個步驟來達到。確保解決方案是否可以很好地達到教學目標,提高教學質量。在化學教學中可以通過課堂問答、課內小測驗、課后作業、考試等對學生的學習情況進行了解,從評價的結果中得出實行的方案是否達到預期的目標,是不是合適的方案。具體體現在化學教學中就是作業的修訂評講、試卷的講解、包括課外輔導等。按上述步驟進行“物質的量”教學后,還應該讓學生進行一定量的練習,通過練習發現學生對概念的理解程度,暴露出仍存在的問題,再將這些問題放入下一個PDCA循環中,進行下一輪的PDCA循環,直至最終解決問題,盡量的使最多的學生獲得最多的知識。針對此節課的特點設置了一些練習:

【問答】1.物質的量的單位是什么?

2.物質的量、物質的質量及摩爾質量之間的關系是什么?

【計算】1.0.5mol氫氣中含有多少氫分子,含有多少氫原子?

2.0.5克鋁原子的物質的量是多少?

3.核內有8個中子的1個氧原子的質量為2.657×10-26kg,以該氧原子的1/16作標準來表示,另一種原子x的相對原子質量約為207.2,則1個x原子的實際質量約為多少?

2.4總結階段――反思

此階段目的是回顧過程中一些可以提高質量的方案,將這些好的工作方案制度化、標準化,并納入以后正常的工作程序中,重新開始PDCA循環;將失敗或不足的地方進行歸納,避免以后再發生同樣的錯誤,留下的還未解決的問題進入下一輪PDCA循環。此階段具體體現在教學中,就是教師對教學活動的反思,這也是教師專業化發展的一個重要方面。教育面對的是具有主動性、可變性,具有思想的學生,而不是客觀的機器,所以PDCA工作法在教學上運用時切不可以將總結出的經驗作為一成不變的定律,應該根據學生的實際情況采取不同的對策,學生的知識儲備狀況應該直接決定教學的計劃,這也符合“教學有法、教無定法”的教學原則。

通過對學生學習“物質的量”情況的檢查,可以發現通過利用對比法和圖示法進行教學后,學生對概念的區分狀況較好,物質的量、阿伏加德羅常數和微粒數之間的換算關系了解情況較好,但對12g12C所含碳原子數作為標準還有些迷惑,應將此問題納入下一個PDCA循環中去,在下節課開始時強化這方面知識的學習。通過這樣的不斷地發現問題,解決問題最終達成預定的教學目標。

3結論與思考

通過對以上教學案例的分析研究發現,PDCA工作法可以很好地運用在“物質的量”的教學中,同樣運用在化學其它內容的教學上也是合適的。下面結合化學課堂教學的特點和PDCA工作法的四階段特點,將PDCA工作法運用在化學教學中的情況用下列魚刺圖(圖3)來表示。該圖的化學教學過程,遵循從上到下、從左到右的教學程序。此魚刺圖只畫出了單線程的化學教學過程,在PDCA循環中是由多個這樣的魚刺圖首尾相連組成的。通過單線程再到以下循環:發現問題分析問題制定計劃實施計劃檢查總結反思發現問題的密閉過程。

通過以上研究和圖示可以發現,PDCA工作法的計劃、實施、檢查、總結四個階段和教學過程中的備課、上課、評價、反思四個階段能夠有機地聯系在一起,通過吸收PDCA工作法中有效的全程質量控制理念,反思教學過程中的不足,將未解決的問題納入下一個PDCA循環,并最終解決問題,提高化學教學質量。此研究仍處于初始階段,故仍存在許多不足,如何更有效的將PDCA工作法與化學教學相結合,還有待進一步的探索。

參考文獻

[1]金廣林.全面質量管理實用方法[M].北京:科學普及出版社,1990:35-36.

[2]農俊彬,韋湘.PDCA工作法在照片質量控制中的應用[J].實用放射學,2001,17(7):551-554.

[3]馬艷秋.物質的量教與學設計[J].中學化學教學參考,2004,(10):9-10.

物質的量在化學中的應用范文5

【關鍵詞】數學思想 化學問題 模型

高考化學考試說明中,對考生思維能力的考查內容有明確的界定,其中有重要的一條, 就是“將化學問題抽象成為數學問題,利用數學工具,通過計算和推理(結合化學知識), 解決化學問題的能力”。數學思想方法在化學中有著極其重要的應用,每年的高考試題,都涉及許多化學計算,而解決化學計算問題,離不開數學工具。數學思想方法非常豐富,只要我們能理解這些思想方法的內涵,把握本質,結合化學問題的具體情境,將化學問題抽象成數學問題,就能應用數學手段給予解決。

一、典例剖析

近幾年高考化學試題Ⅱ卷中的化學計算題,要求考生能將題目中各種信息轉變成數學條件,或通過計算,或通過討論足量、適量、過量、不過量等各種邊界條件,或通過判定物質系統中某些成分在某個物理量方面的特點,利用代數方程、不等式、不定方程、幾何定理、數軸、圖像等數學工具,靈活機智地將化學問題抽象成數學問題,用數學語言描述化學物質和化學過程所隱含的量變規律,應用數學方法解決化學問題。

[例題]某氨水中c(NH4+)=0.5mol/L時達到電離平衡,若向其中加入c(NH4+)=0.5mol/L的NH4Cl溶液后,氨水的電離程度將 ( )

A.減小 B.增大 C.不變 D.無法判斷

解析:不少同學認為加入NH4Cl后,NH4+的濃度增大,氨水的電離平衡向逆向移動,氨水的電離程度將減?。贿€有同學認為氨根離子的濃度不變,故平衡不移動,氨水的電離程度將不變。其實,這道題只需用電離平衡常數就行了,因為在相同的條件下平衡常數是不變的。假設加入NH4Cl后平衡不移動,則此時NH4+的濃度不變,由于NH4Cl溶液水解顯酸性,則OH-的物質的量減小,由于NH4Cl溶液中也有NH3H2O,故NH3H2O的物質的量增大。由此可知,加入NH4Cl溶液后, c(OH-)/c(NH3H2O)變小,則c(NH4+)?c(OH-)/c(NH3H2O)

二、解題方略

1.平均值法

混合物某個物理量的平均值,必定介于組成混合物的各成分的同一物理量的數值之間。換言之,混合物中兩個成分的這一物理量,肯定一個比平均值大,一個比平均值小。應用這個原理作為解題條件,可判斷混合物的可能組成,增加解題條件。

2.圖像法

數學中的數形結合思想同樣適合于解決化學問題?;瘜W過程中的量變關系用圖像表達,很直觀??忌环矫嬉朴谟脠D像表達化學變化過程,揭示化學變化過程的量變規律,另一方面,要善于觀察試題中的圖像,能讀懂圖像所體現的化學內涵。

3.極值法

同一系統中的物質,由于受某些因素的制約,各成分的量往往有一個取值范圍。通過對某個成分的量的最大值和最小值的討論,可以獲得一些有價值的結論,從而發掘隱含條件,開辟解題捷徑。

[例題] 0.03 mol Cu 完全溶于硝酸,產生氮的氧化物(NO、NO2.N2O4)混合氣體共0.05 mol 。該混合氣體的平均相對分子質量是 (A)30 (B)46 (C)56(D)66

解析:NO、NO2.N2O4 三者的物質的量分別為:x mol、y mol、z mol

x + y + z = 0.05 ①

依據反應過程,銅化合價升高的總數等于硝酸被還原化合價降低的總數,得:

3x + y +2z = 0.06 ②

②式減去①式得:2x + z = 0.01。故,NO 物質的量的最大值為 0.005 mol ,N2O4 物質的量的最大值為 0.01 mol。若 NO 的量 為 0.005 mol,則 N2O4 的量為零,NO2 為 0.045 mol。混合氣體的平均相對分子質量為44.4;若 N2O4 的量為 0.01 mol,則 NO 的量為零,NO2 為 0.04 mol。混合氣體的平均相對分子質量為55.2。則混合氣體(NO、NO2.N2O4)的平均相對分子質量必定介于 44.4 和 55.2 之間,故答案選 B。

4.模型法

把化學問題轉化成數學模型,然后用化學原理解題,這樣就使化學試題很直觀,不易出錯。

[例題]在1標準狀況下,把1molNO2氣體裝入體積固定容積為1升的密閉容器里,一段時間達到平衡,2NO2(g)=N2O4(g)。平衡后,再往容器里加入NO2,再次達到平衡后,則容器里的NO2物質的量的百分含量 ( )

A、增大 B、減小 C、不變 D、不能確定

解析:在做這類題時,不少同學會認為在改變影響平衡的條件時,人為因素大于平衡移動因素,即加入NO2,則NO2的含量肯定增大,選A。其實選A是錯誤的。

物質的量在化學中的應用范文6

一、做好化學實驗。幫助形成概念

做好化學實驗,對實驗現象進行觀察和思考是形成化學概念的重要方式,直觀的實驗現象能使學生獲得生動的感知,最能調動學生積極思維。例如在“質量守恒定律”概念的教學中,先提出問題:“物質發生化學變化時,生成的各物質的總質量與參加反應的各物質的總質量是否相等?”接著教師做磷在密閉容器中燃燒的實驗。稱得反應前后物質的總質量相等。再讓學生分組做好兩個實驗:氫氧化鈉溶液和硫酸銅溶液的反應;氯化鈉溶液和硝酸銀溶液的反應,發現兩個反應的生成物的總質量和反應物的總質量都相等。在實驗事實的基礎上,歸納出“質量守恒”的本質。這時。學生的認識還處于感性認識階段,尚未認識“質量守恒”的本質。那么,緊接著引導學生從宏觀現象深入到微觀世界,抓住“化學反應的實質”進行分析推理:(1)化學反應的過程是原子重新組合的過程;(2)反應前后原子的種類沒有改變;(3)反應前后原子的數目沒有增減;(4)每種原子的質量沒有變化;因而反應后生成物的總質量與反應前反應物的總質量沒有變化;并且反應后生成物的總質量與反應前反應物的總質量必然相等。至此,由有限幾個實驗得出的結論方能印證普遍規律,學生對“質量守恒定律”的認識也由感性認識上升為理性認識。

在概念教學中?;瘜W實驗的目的主要是讓學生獲得感性認識,為進一步發展到理論認識做準備。實驗結果本身并不會自發地呈現其內在的本質規律,必須啟發、引導學生對實驗中獲得的事實、現象進行邏輯思考,運用分析、比較、推理、概括、歸納、綜合等思維方法,進行“去粗取精、去偽存真、由此及彼、由表及里”的思維加工,經過科學抽象,得出體現本質的、規律性的認識,從而實現從感性認識的升華,這是概念教學的中心環節。

二、突出關鍵字詞的理解,準確把握概念

化學基本概念一般是以定義的方式表達的。定義是揭示概念內涵的邏輯方法,因而定義的文字要精辟,有嚴密的邏輯性和科學性。教學中必須抓住概念定義中的關鍵字詞,講清講透,力求使學生準確理解概念。

例如“固體溶解度”這一概念,教師必須對下列四個關鍵詞語咬文嚼字、講清講透:(A)一定溫度;(B)100克溶劑;(c)飽和溶液;(D)溶質的克數。其中A、B、C是缺一不可的條件,D是結論,即必須同時滿足A、B、c三個條件,這時溶解的克數才是溶解度。再如。在“催化劑”概念中,強調“變”和“不變”;在酸堿定義中強調“全部”二字等。

三、相關概念進行比較教學

初中學生往往對化學概念理解不深,形成的概念模糊,似懂非懂,因此做題時經常出現差錯。在教學中可列舉幾組實例進行比較,在對比中明確它們的本質區別和聯系,加深對概念的理解,鍛煉學生的抽象能力。如在“元素”和“原子”概念形成之后,比較分析它們的區別和聯系,即元素是宏觀概念,描述物質的宏觀組成,只論種類,不論個數,而原子是微觀概念,描述物質的微觀結構,既講種類,又講個數。元素是具有相同核電荷數(即質子數)的一類原子的總稱。

在講述“氧化物”概念時,為了避免學生形成“含氧化合物就是氧化物”的錯誤觀點,敘述基本概念之后,可寫出化學式:CO2、Fe2O3、CUO、H2O、SO3等,讓學生討論每類物質各由幾種元素組成,哪一類是氧化物,為什么,在思考討論中,通過比較達到加深理解基本概念的目的。

四、注意概念的鞏固、深化和發展

概念形成之后。一定要使學生通過復習和反復運用來掌握和鞏固,決不能讓學生滿足于死記硬背和一般性理解。在教學過程中一是要注意組織練習,當學生學過有關概念后,教師應有目的、有針對性地布置一些練習題,使學生通過習題實踐,鞏固和增強學生應用概念的能力;二是分析錯誤及時改正。此外,還應用多種形式對學生掌握情況進行考查了解,根據反饋發現的問題及時有針對性的采取補救措施。

五、歸納總結找聯系,掌握系統概念

化學基本概念不是孤立的、松散的,而是相互聯系的。在階段復習和總復習中,要特別對概念做好歸納總結,找出概念間的內在聯系,并按照這種聯系建立起概念的體系,使學生掌握系統的概念,學生掌握了系統的概念,才能真正靈活運用概念,高屋建瓴地分析和解決化學問題。可以說,使概念系統化,是概念教學中一項十分重要的任務。

有關化學基礎知識的基本概念可以分為物質的微觀結構、物質的分類、物質的性質、物質的變化、化學用語、化學量、化學計算等幾類,同類概念可建立同類的概念體系。例如物質的分類可建立單質、氧化物(堿性氧化物、酸性氧化物)、酸、堿和鹽彼此聯系的概念體系,物質的微觀結構可按照名稱建立概念體系等等。不同類概念也應根據相關的聯結點建立起概念的網絡。

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