高中化學(xué)教材中物質(zhì)的量?jī)?nèi)容的比較分析

--#-高中化學(xué)教材中物質(zhì)的量?jī)?nèi)容的比較分析“物質(zhì)的量”作為國(guó)際單位制中的一個(gè)基本物理量,廣泛應(yīng)用于化學(xué)科學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域。根據(jù)“物質(zhì)的量”,可以導(dǎo)出摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積、物質(zhì)的量濃度等在化學(xué)中有重要應(yīng)用的基本概念。中學(xué)化學(xué)中講授“物質(zhì)的量”等知識(shí),對(duì)于學(xué)生深入理解微觀粒子與宏觀物質(zhì)之間的聯(lián)系,形成化學(xué)學(xué)科的思維方式,具有十分重要的意義。目前,在我省選用的普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教材共有三套,分別是由人民教育出版社（簡(jiǎn)稱人教版、江蘇教育出版社（簡(jiǎn)稱蘇教版和山東科學(xué)技術(shù)出版社（簡(jiǎn)稱魯科版出版。通過(guò)對(duì)不同版本教材內(nèi)容編排的比較分析,有助于我們深入理解和把握教材內(nèi)容,創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)教學(xué)方案,提高教學(xué)質(zhì)量。本文擬以“物質(zhì)的量”內(nèi)容為例,對(duì)三個(gè)版本的教材進(jìn)行比較分析,期望能對(duì)教師的教學(xué)有所啟發(fā)。.教材內(nèi)容的編排《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（簡(jiǎn)稱《課標(biāo)》將“物質(zhì)的量及其相關(guān)知識(shí)”這部分內(nèi)容歸入“認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué)”這一主題中,要求學(xué)生“認(rèn)識(shí)摩爾是物質(zhì)的量的基本單位,能用于進(jìn)行簡(jiǎn)單的化學(xué)計(jì)算,體會(huì)定量研究的方法對(duì)研究和學(xué)習(xí)化學(xué)的重要作用”?？梢钥闯?相對(duì)原來(lái)的教學(xué)大綱《,課標(biāo)》中對(duì)于這部分內(nèi)容的要求有所降低,其目的在于引導(dǎo)學(xué)生從定量認(rèn)識(shí)物質(zhì)的方法論角度學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容,而不是強(qiáng)調(diào)概念間的轉(zhuǎn)換和復(fù)雜的化學(xué)計(jì)算。三個(gè)版本的教材,均在“化學(xué)1”模塊中以“物質(zhì)的量”為基礎(chǔ),導(dǎo)出阿伏伽德羅常數(shù)、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積、物質(zhì)的量濃度等概念,其具體編排如下:教材章（專題節(jié)（單元人教版第一章從實(shí)驗(yàn)學(xué)化學(xué)第一節(jié)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本方法第二節(jié)化學(xué)計(jì)量在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用魯科版第一章認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué)第一節(jié)走進(jìn)化學(xué)科學(xué)第二節(jié)研究物質(zhì)性質(zhì)的方法和程序第三節(jié)化學(xué)中常用的物理量—物質(zhì)的量蘇教版專題1化學(xué)家眼中的物質(zhì)世界第一單元豐富多彩的化學(xué)物質(zhì)第二單元研究物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法第三單元人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)人教版將這部分內(nèi)容集中編排在第一章第二節(jié)“化學(xué)計(jì)量在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用”中,分為“物質(zhì)的量的單位———摩爾”“氣體摩爾體積”“物質(zhì)的量在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用”三部分;在魯科版中,這部分內(nèi)容也是在第一章第三節(jié)集中呈現(xiàn)的,共分為“物質(zhì)的量的單位———摩爾”“摩爾質(zhì)量和氣體摩爾體積”“物質(zhì)的量濃度”三部分;而在蘇教版中,“物質(zhì)的量”及其有關(guān)內(nèi)容則分散編排在第一、二兩個(gè)單元中。不論是集中編排還是分散編排,由于物質(zhì)的量及其相關(guān)概念的抽象性,在教學(xué)中必須要準(zhǔn)確把握這部分內(nèi)容的深廣度,不能以原有的思維定勢(shì)和教學(xué)習(xí)慣,在化學(xué)計(jì)算方面拓展加深,而要依據(jù)《課標(biāo)》的要求,在學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)的量及其相關(guān)概念的基礎(chǔ)上,重視引導(dǎo)學(xué)生從科學(xué)方法和科學(xué)思想的角度去認(rèn)識(shí)“物質(zhì)的量”的意義。.教材內(nèi)容的引入引言作為教材的重要組成部分,可以通過(guò)富有親和力和感召力的話語(yǔ)來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,或通過(guò)簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言描述教材的主要內(nèi)容,引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。從另一個(gè)角度來(lái)講,教材的引言也反映了編寫(xiě)者對(duì)這部分內(nèi)容意義的認(rèn)識(shí),反映了編寫(xiě)者對(duì)學(xué)生已有知識(shí)的了解。下面是三套教材的引言:物質(zhì)間化學(xué)反應(yīng)是原子、離子或分子之間按一定的數(shù)目關(guān)系進(jìn)行的,對(duì)此,我們?nèi)庋蹮o(wú)法觀察,也難以稱量。那么,可稱量物質(zhì)與這些原子、離子、分子之間有什么聯(lián)系呢?能否用一定數(shù)目的粒子集體為單位來(lái)計(jì)量它們之間的關(guān)系呢?魯科版用質(zhì)量、體積等物理量來(lái)計(jì)量物質(zhì),對(duì)你來(lái)說(shuō)已經(jīng)是非常熟悉的事情了。當(dāng)你知道了物質(zhì)是由大量的微觀粒子構(gòu)成的之后,你是否想過(guò),怎樣才能既了解物質(zhì)的宏觀數(shù)量,同時(shí)又方便地知道它們所含有微觀粒子的數(shù)量呢?蘇教版在研究物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程中,人們除了關(guān)注物質(zhì)轉(zhuǎn)化方法的選擇、轉(zhuǎn)化條件的控制以外,還十分關(guān)注轉(zhuǎn)化過(guò)程中物質(zhì)間的定量關(guān)系。由此可以看出,人教版與魯科版是從學(xué)生的已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)入手,通過(guò)“類比”的方式,引出“物質(zhì)的量”的概念。而蘇教版則是從學(xué)科知識(shí)和研究的角度入手,把定量與轉(zhuǎn)化條件并列為物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程中的重要要素,從而引出“物質(zhì)的量”的學(xué)習(xí)。我們認(rèn)為,“物質(zhì)的量”教學(xué)首先要讓學(xué)生感到“物質(zhì)的量”及其單位“摩爾”新奇而不陌生。為此,教材引入應(yīng)注意以學(xué)生熟悉的知識(shí)為基礎(chǔ),提出問(wèn)題以引發(fā)學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的思考,以原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)和觀念作階梯,在實(shí)踐中證明是比較有效的。三個(gè)版本的教材為我們提供了范例,相比較教育感悟而言,人教版與魯科版在引言部分的設(shè)計(jì)相差不大,都是從“把微觀粒子同宏觀可稱量的物質(zhì)聯(lián)系起來(lái)”的角度引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)“物質(zhì)的量”,通過(guò)設(shè)置的問(wèn)題情境,將學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)與所要學(xué)習(xí)的知識(shí)緊密地聯(lián)系起來(lái)。蘇教版在介紹該概念之前先介紹了“物質(zhì)的分類與轉(zhuǎn)化”相關(guān)的知識(shí),為了知識(shí)間的銜接,采用了從學(xué)科知識(shí)和研究角度入手引出“物質(zhì)的量”概念,這樣可使學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的化學(xué)知識(shí)解決或解釋生活中的問(wèn)題,有利于提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。.教材內(nèi)容的呈現(xiàn)思路教材內(nèi)容呈現(xiàn)思路直接影響到學(xué)生對(duì)該節(jié)內(nèi)容的理解和學(xué)習(xí),進(jìn)而對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)方式產(chǎn)生重要的影響。人教版先以“資料卡片”介紹了國(guó)際單位制的7個(gè)基本單位,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到物質(zhì)的量是為了方便將一定數(shù)目的微觀粒子與可稱量物質(zhì)聯(lián)系起來(lái)的一個(gè)物理量,有助于減輕學(xué)生對(duì)新知識(shí)的畏怯心理。接著設(shè)計(jì)“學(xué)與問(wèn)”欄目,引導(dǎo)學(xué)生用剛學(xué)習(xí)的物質(zhì)的質(zhì)量、摩爾質(zhì)量、物質(zhì)的量之間的關(guān)系進(jìn)行解題,然后設(shè)計(jì)了“配制100mL1.00mol/LNaCl溶液”的實(shí)驗(yàn),并在實(shí)驗(yàn)后設(shè)計(jì)了配制NaCl溶液實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中的一些問(wèn)題，以“學(xué)與問(wèn)”形式出現(xiàn)，然后又設(shè)置了“思考與交流”欄目，要求學(xué)生總結(jié)所學(xué)內(nèi)容。最后通過(guò)“習(xí)題”欄目設(shè)置了具有真實(shí)情境的問(wèn)題,從而幫助學(xué)生歸納所學(xué)的知識(shí)。魯科版首先通過(guò)“聯(lián)想質(zhì)疑”引導(dǎo)學(xué)生考慮如何表示物質(zhì)中的微粒個(gè)數(shù),接下來(lái)的“資料在線”欄目介紹了國(guó)際單位制的知識(shí),而“遷移應(yīng)用”與“聯(lián)想質(zhì)疑”相呼應(yīng),使學(xué)生進(jìn)一步完善了對(duì)水的組成認(rèn)識(shí)?！敖涣餮杏憽敝塾趯W(xué)生通過(guò)分析有關(guān)數(shù)據(jù)，得出1mol物質(zhì)的質(zhì)量、1mol氣體的體積在數(shù)值上的特點(diǎn)。在學(xué)生學(xué)習(xí)了氣體摩爾體積、物質(zhì)的量、阿伏伽德羅常數(shù)后,此時(shí)設(shè)置的“遷移應(yīng)用”欄目結(jié)合示意圖,使學(xué)生真正建構(gòu)起物質(zhì)的量是如何將物質(zhì)的宏觀數(shù)量與所含微粒的數(shù)量聯(lián)系起來(lái)的知識(shí)。而“追根尋源”欄目將不同氣體的氣體摩爾體積相同的原因做了必要的解釋。這部分內(nèi)容以資料形式呈現(xiàn),減輕了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)?！盎顒?dòng)探究”欄目設(shè)計(jì)了“一定體積溶液的組成”的實(shí)驗(yàn)活動(dòng),同時(shí)以“方法導(dǎo)引”和“工具欄”的形式為實(shí)驗(yàn)活動(dòng)提供知識(shí)支持。蘇教版在內(nèi)容設(shè)計(jì)上與其他教材有很大不同,不論是關(guān)于物質(zhì)的量、微粒數(shù)和阿伏伽德羅常數(shù)之間關(guān)系的公式,還是物質(zhì)的量、質(zhì)量、摩爾質(zhì)量之間關(guān)系的公式,以及氣體的體積、物質(zhì)的量和氣體摩爾體積之間關(guān)系的公式,再加上后面溶質(zhì)的物質(zhì)的量、溶液的體積、溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度之間關(guān)系的公式,都是編排成“問(wèn)題解決”欄目的形式,引導(dǎo)學(xué)生在例題的示范作用下,通過(guò)深層次的思維參與,自己得出結(jié)論,而不像人教版和魯科版都是直接呈現(xiàn)公式。由以上分析可知,新教材已不再是單純的知識(shí)陳述,而是知識(shí)和學(xué)習(xí)方法呈現(xiàn)的結(jié)合體。而且新教材都注意設(shè)計(jì)一定的學(xué)習(xí)思路,引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng),在展示了科學(xué)探究的方法和過(guò)程的同時(shí),又傳授了知識(shí)。其次,強(qiáng)化了教材的對(duì)話功能,注意學(xué)生的親身感受和貼近學(xué)生的生活,在與學(xué)生對(duì)話的過(guò)程中展示學(xué)習(xí)內(nèi)容,使學(xué)生感到親切并樂(lè)于參與學(xué)習(xí)活動(dòng)。4.主要概念的呈現(xiàn)方式(1“物質(zhì)的量”與“阿伏伽德羅常數(shù)”人教版采用通過(guò)表格的形式，引導(dǎo)學(xué)生計(jì)算18gH2O和27gAl的所含粒子的數(shù)目，讓學(xué)生通過(guò)計(jì)算得出“任何粒子構(gòu)成的物質(zhì)的質(zhì)量以克為單位,在數(shù)值上與該粒子的相對(duì)原子質(zhì)量或相對(duì)分子質(zhì)量相等時(shí),所含粒子的數(shù)目都約是6.02x1023。我們把含有6.02x1023個(gè)粒子的任何粒子集體計(jì)量為1摩爾?！濒斂瓢嫱ㄟ^(guò)介紹0.012kg12C所含的碳原子數(shù)為6.02x1023引出了阿伏伽德羅常數(shù),通過(guò)呈現(xiàn)物質(zhì)的量、阿伏伽德羅常數(shù)與微粒數(shù)之間的關(guān)系式,得出“物質(zhì)的量是用0.012kg12C所含的原子數(shù)目作為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量其他微粒集體所含微粒數(shù)目多少的物理量。”蘇教版直接陳述“0.012kgC-12中所含有的原子數(shù)為阿伏伽德羅常數(shù)用NA表示，含阿伏伽德羅常數(shù)個(gè)微粒的集合體為1mol?！庇绊憣W(xué)習(xí)最重要的因素是學(xué)生已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)。學(xué)習(xí)者認(rèn)知結(jié)構(gòu)中有沒(méi)有能與新學(xué)習(xí)的知識(shí)建立聯(lián)系的有關(guān)知識(shí),這些起聯(lián)系作用的知識(shí)是否穩(wěn)定、清晰將對(duì)新知識(shí)的學(xué)習(xí)起重要的作用。在呈現(xiàn)抽象的概念時(shí),可以通過(guò)在具體經(jīng)驗(yàn)與抽象概念之間架起橋梁,減輕學(xué)習(xí)的難度。從這個(gè)層面上看人教版與魯科版更能引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)合理的認(rèn)知結(jié)構(gòu),而蘇教版直接呈現(xiàn)概念,用大段的文字講解,而且在一段話中又出現(xiàn)好幾個(gè)學(xué)生剛接觸的名詞,無(wú)形中增加學(xué)生的認(rèn)知困難。(2氣體摩爾體積人教版在該概念上所花的筆墨最少,僅直觀呈現(xiàn)了物質(zhì)的量、體積、氣體摩爾體積之間關(guān)系的公式和在標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體摩爾體積的示意圖。這樣呈現(xiàn)雖然降低了難度,但由于學(xué)生對(duì)于22.4L的體積有多大并不能有直觀的印象，僅僅用示意圖很容易造成學(xué)生的學(xué)習(xí)困難，不如用生活中常見(jiàn)的容器,比如一定容積的瓶子或者是用氣球等進(jìn)行類比,使抽象的概念具體化、生活化,更能幫助學(xué)生掌握該概念。物質(zhì)的量是通過(guò)摩爾質(zhì)量和氣體摩爾體積將物質(zhì)的宏觀數(shù)量與其所含微觀粒子的數(shù)量聯(lián)系起來(lái)的,因此魯科版將氣體摩爾體積與摩爾質(zhì)量安排在了一起。與人教版相比,魯科版更注意了該概念的實(shí)際應(yīng)用。魯科版教材先是引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到“1mol的不同氣體在相同的溫度和壓強(qiáng)下,其體積是相同的”,然后呈現(xiàn)了氣體摩爾體積概念以及“標(biāo)準(zhǔn)狀況下1mol氣體的體積大小的示意圖”。魯科版教材還設(shè)計(jì)了“遷移應(yīng)用”欄目,將物質(zhì)的質(zhì)量、分子數(shù)、體積與物質(zhì)的量聯(lián)系起來(lái),進(jìn)一步完善學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。蘇教版將知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了分散編排,氣體摩爾體積編排在“物質(zhì)的聚集狀態(tài)”,通過(guò)氣、液、固三態(tài)物質(zhì)的體積引導(dǎo)學(xué)生探究物質(zhì)體積的影響因素通過(guò)實(shí)物圖展示1mol水、氧化鈉、氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積,使學(xué)生對(duì)三態(tài)物質(zhì)的體積產(chǎn)生直觀的體驗(yàn)