高中化学教材中_物质的量_内容的比较分析

1、 SHANDONG JIAOYU对后进生多一点关爱,对后进生多一点阳光,他们也许就会如同那孱弱的小苗接受了阳光雨露,一样会长成翠绿可人的参天大树。齐河县祝阿镇中学闫艳“物质的量”作为国际单位制中的一个基本物理量,广泛应用于化学科学研究的各个领域。根据“物质的量”,可以导出摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度等在化学中有重要应用的基本概念。中学化学中讲授“物质的量”等知识,对于学生深入理解微观粒子与宏观物质之间的联系,形成化学学科的思维方式,具有十分重要的意义。目前,在我省选用的普通高中化学课程标准实验教材共有三套,分别是由人民教育出版社(简称人教版、江苏教育出版社(简称苏教版和山东科学技术出版

2、社(简称鲁科版出版。通过对不同版本教材内容编排的比较分析,有助于我们深入理解和把握教材内容,创造性地设计教学方案,提高教学质量。本文拟以“物质的量”内容为例,对三个版本的教材进行比较分析,期望能对教师的教学有所启发。1.教材内容的编排普通高中化学课程标准(简称课标将“物质的量及其相关知识”这部分内容归入“认识化学科学”这一主题中,要求学生“认识摩尔是物质的量的基本单位,能用于进行简单的化学计算,体会定量研究的方法对研究和学习化学的重要作用”。可以看出,相对原来的教学大纲,课标中对于这部分内容的要求有所降低,其目的在于引导学生从定量认识物质的方法论角度学习这部分内容,而不是强调概念间的转换和复杂

3、的化学计算。三个版本的教材,均在“化学1”模块中以“物质的量”为基础,导出阿伏伽德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度等概念,其具体编排如下:教材章(专题节(单元人教版第一章从实验学化学第一节化学实验基本方法第二节化学计量在实验中的应用鲁科版第一章认识化学科学第一节走进化学科学第二节研究物质性质的方法和程序第三节化学中常用的物理量物质的量苏教版专题1化学家眼中的物质世界第一单元丰富多彩的化学物质第二单元研究物质的实验方法第三单元人类对原子结构的认识人教版将这部分内容集中编排在第一章第二节“化学计量在化学实验中的应用”中,分为“物质的量的单位摩尔”“气体摩尔体积”“物质的量在化学实验中的

4、应用”三部分;在鲁科版中,这部分内容也是在第一章第三节集中呈现的,共分为“物质的量的单位摩尔”“摩尔质量和气体摩尔体积”“物质的量浓度”三部分;而在苏教版中,“物质的量”及其有关内容则分散编排在第一、二两个单元中。不论是集中编排还是分散编排,由于物质的量及其相关概念的抽象性,在教学中必须要准确把握这部分内容的深广度,不能以原有的思维定势和教学习惯,在化学计算方面拓展加深,而要依据课标的要求,在学生认识物质的量及其相关概念的基础上,重视引导学生从科学方法和科学思想的角度去认识“物质的量”的意义。2.教材内容的引入引言作为教材的重要组成部分,可以通过富有亲和力和感召力的话语来激发学生的学习兴趣,或

5、通过简洁的语言描述教材的主要内容,引发学生的学习动机。从另一个角度来讲,教材的引言也反映了编写者对这部分内容意义的认识,反映了编写者对学生已有知识的了解。下面是三套教材的引言:教材引言人教版物质间化学反应是原子、离子或分子之间按一定的数目关系进行的,对此,我们肉眼无法观察,也难以称量。那么,可称量物质与这些原子、离子、分子之间有什么联系呢?能否用一定数目的粒子集体为单位来计量它们之间的关系呢?鲁科版用质量、体积等物理量来计量物质,对你来说已经是非常熟悉的事情了。当你知道了物质是由大量的微观粒子构成的之后,你是否想过,怎样才能既了解物质的宏观数量,同时又方便地知道它们所含有微观粒子的数量呢?苏教

6、版在研究物质转化过程中,人们除了关注物质转化方法的选择、转化条件的控制以外,还十分关注转化过程中物质间的定量关系。由此可以看出,人教版与鲁科版是从学生的已有知识经验入手,通过“类比”的方式,引出“物质的量”的概念。而苏教版则是从学科知识和研究的角度入手,把定量与转化条件并列为物质转化过程中的重要要素,从而引出“物质的量”的学习。我们认为,“物质的量”教学首先要让学生感到“物质的量”及其单位“摩尔”新奇而不陌生。为此,教材引入应注意以学生熟悉的知识为基础,提出问题以引发学生对所学内容的思考,以原有的知识结构和观念作阶梯,在实践中证明是比较有效的。三个版本的教材为我们提供了范例,相比较“物质的量”

7、内容的比较分析山东师范大学化学化工学院王聪高中化学教材中教育感悟教材建设与使用43 SHANDONG JIAOYU教育感悟而言,人教版与鲁科版在引言部分的设计相差不大,都是从“把微观粒子同宏观可称量的物质联系起来”的角度引导学生认识“物质的量”,通过设置的问题情境,将学生已有的生活经验与所要学习的知识紧密地联系起来。苏教版在介绍该概念之前先介绍了“物质的分类与转化”相关的知识,为了知识间的衔接,采用了从学科知识和研究角度入手引出“物质的量”概念,这样可使学生运用所学的化学知识解决或解释生活中的问题,有利于提高学生解决实际问题的能力。3.教材内容的呈现思路教材内容呈现思路直接影响到学生对该节内容

8、的理解和学习,进而对学生的学习方式产生重要的影响。人教版先以“资料卡片”介绍了国际单位制的7个基本单位,使学生认识到物质的量是为了方便将一定数目的微观粒子与可称量物质联系起来的一个物理量,有助于减轻学生对新知识的畏怯心理。接着设计“学与问”栏目,引导学生用刚学习的物质的质量、摩尔质量、物质的量之间的关系进行解题,然后设计了“配制100mL1.00mol/L NaCl 溶液”的实验,并在实验后设计了配制NaCl 溶液实验活动中的一些问题,以“学与问”形式出现,然后又设置了“思考与交流”栏目,要求学生总结所学内容。最后通过“习题”栏目设置了具有真实情境的问题,从而帮助学生归纳所学的知识。鲁科版首先

9、通过“联想质疑”引导学生考虑如何表示物质中的微粒个数,接下来的“资料在线”栏目介绍了国际单位制的知识,而“迁移应用”与“联想质疑”相呼应,使学生进一步完善了对水的组成认识。“交流研讨”着眼于学生通过分析有关数据,得出1mol 物质的质量、1mol 气体的体积在数值上的特点。在学生学习了气体摩尔体积、物质的量、阿伏伽德罗常数后,此时设置的“迁移应用”栏目结合示意图,使学生真正建构起物质的量是如何将物质的宏观数量与所含微粒的数量联系起来的知识。而“追根寻源”栏目将不同气体的气体摩尔体积相同的原因做了必要的解释。这部分内容以资料形式呈现,减轻了学生的学习负担。“活动探究”栏目设计了“一定体积溶液的组

10、成”的实验活动,同时以“方法导引”和“工具栏”的形式为实验活动提供知识支持。苏教版在内容设计上与其他教材有很大不同,不论是关于物质的量、微粒数和阿伏伽德罗常数之间关系的公式,还是物质的量、质量、摩尔质量之间关系的公式,以及气体的体积、物质的量和气体摩尔体积之间关系的公式,再加上后面溶质的物质的量、溶液的体积、溶质的物质的量浓度之间关系的公式,都是编排成“问题解决”栏目的形式,引导学生在例题的示范作用下,通过深层次的思维参与,自己得出结论,而不像人教版和鲁科版都是直接呈现公式。由以上分析可知,新教材已不再是单纯的知识陈述,而是知识和学习方法呈现的结合体。而且新教材都注意设计一定的学习思路,引导学

11、生的学习活动,在展示了科学探究的方法和过程的同时,又传授了知识。其次,强化了教材的对话功能,注意学生的亲身感受和贴近学生的生活,在与学生对话的过程中展示学习内容,使学生感到亲切并乐于参与学习活动。4.主要概念的呈现方式(1“物质的量”与“阿伏伽德罗常数”人教版采用通过表格的形式,引导学生计算18gH 2O 和27gAl 的所含粒子的数目,让学生通过计算得出“任何粒子构成的物质的质量以克为单位,在数值上与该粒子的相对原子质量或相对分子质量相等时,所含粒子的数目都约是6.02×1023。我们把含有6.02×1023个粒子的任何粒子集体计量为1摩尔。”鲁科版通过介绍0.012kg

12、 12C 所含的碳原子数为6.02×1023引出了阿伏伽德罗常数,通过呈现物质的量、阿伏伽德罗常数与微粒数之间的关系式,得出“物质的量是用0.012kg 12C 所含的原子数目作为标准来衡量其他微粒集体所含微粒数目多少的物理量。”苏教版直接陈述“0.012kgC-12中所含有的原子数为阿伏伽德罗常数,用N A 表示,含阿伏伽德罗常数个微粒的集合体为1mol 。”影响学习最重要的因素是学生已有的知识经验。学习者认知结构中有没有能与新学习的知识建立联系的有关知识,这些起联系作用的知识是否稳定、清晰将对新知识的学习起重要的作用。在呈现抽象的概念时,可以通过在具体经验与抽象概念之间架起桥梁,

13、减轻学习的难度。从这个层面上看人教版与鲁科版更能引导学生建构合理的认知结构,而苏教版直接呈现概念,用大段的文字讲解,而且在一段话中又出现好几个学生刚接触的名词,无形中增加学生的认知困难。(2气体摩尔体积人教版在该概念上所花的笔墨最少,仅直观呈现了物质的量、体积、气体摩尔体积之间关系的公式和在标准状况下气体摩尔体积的示意图。这样呈现虽然降低了难度,但由于学生对于22.4L 的体积有多大并不能有直观的印象,仅仅用示意图很容易造成学生的学习困难,不如用生活中常见的容器,比如一定容积的瓶子或者是用气球等进行类比,使抽象的概念具体化、生活化,更能帮助学生掌握该概念。物质的量是通过摩尔质量和气体摩尔体积将

14、物质的宏观数量与其所含微观粒子的数量联系起来的,因此鲁科版将气体摩尔体积与摩尔质量安排在了一起。与人教版相比,鲁科版更注意了该概念的实际应用。鲁科版教材先是引导学生认识到“1mol 的不同气体在相同的温度和压强下,其体积是相同的”,然后呈现了气体摩尔体积概念以及“标准状况下1mol 气体的体积大小的示意图”。鲁科版教材还设计了“迁移应用”栏目,将物质的质量、分子数、体积与物质的量联系起来,进一步完善学生的认知结构。苏教版将知识点进行了分散编排,气体摩尔体积编排在“物质的聚集状态”,通过气、液、固三态物质的体积引导学生探究物质体积的影响因素,通过实物图展示1mol 水、氧化钠、氧气在标准状况下的体积,使学生对三态物质的体积产生直观的体验。同样是以示意图的形式呈现气体摩尔体积,苏教版教材不同于其他教材的是采用了将一只篮球与22.4L 的