遵从科学本质,深入化学课堂“阿伏加德罗定律”的教学反思

1、 遵从科学本质，深入化学课堂 -“阿伏加德罗定律”的教学反思 摘要:本文从“阿伏加德罗定律”的对比教学中得到启发，围绕目前高中化学课堂教学中存在的一些问题，提出本人传授知识的方法和心得，旨在突破部分师生对化学学科的不恰当认识，及学习过程中产生的不良情绪，丰富学科知识的表达途径，最终回归知识的科学本质，展现化学的学科魅力。关键词：学科联系 粗略 精确 化学观念 辩证法引言： 对于初等化学来说，可以把大多数化学反应看成是化学合成或合成方案中的某个中间步骤，也可以把它们看成是对化学物质进行检测、监测或常规分析中的某个重要步骤的依据。遗憾的是，大多数学生，甚至个别教师也往往只把它们当成具体的、互不连贯

2、的化学知识，并没有能够由此进入到学科本身的任务、视角和思维方式上来；另一方面，由于学时的限制，课程标准确实难以覆盖更广泛、更深入的课程要求，教和学屈服于应试，一切以会解题为终极目标。其模式导致学生对化学知识体系的认识支离破碎，化学基本观念含糊，理性思维培养不到位，最终学科素养大大降低。同时，学生在理解这门学科时，相比其他学科（如数学、物理），出现“繁杂”、“琐碎”、“缺乏严格的逻辑性和规律性”等整体印象，进而产生不良的学习情绪。那么，如何才能避免或减轻学生在学习化学过程中产生的负面情绪呢？笔者通过一些课堂教学实例，结合个人的心得体会，谈谈自己的一些看法。高中化学必修1在介绍了阿伏加德罗常数、气

3、体摩尔体积后,引出了阿伏加德罗定律及其推论。一方面, 阿伏加德罗定律的学习有利于学生对气体物质的量、气体摩尔体积等基本概念的理解，同时，此定律及其推论为后续气体反应体系化学平衡的建立、平衡移动的理解和判断奠定基础，因此，对阿氏定律的理解及应用至关重要，但学生在初次接受这一知识时，认知的程度差别较大。由于此内容是教材以外增加的知识，教材中并没有专门的内容说明，现行的高中物理教材中又删减了“理想气体”及“克拉-帕龙”方程式的相关内容，在讲解时，部分教师刻意回避利用“克拉-帕龙”方程式：pv=nrt，分析阿伏加德罗定律的由来及几个推论的推导过程，致使学生在掌握这一知识并运用的过程中，纯凭记忆和模糊的

4、理解来解题，缺乏知识的生成过程及深入理解，对不少学生来说还是有一定难度的，从反馈练习来看，学生掌握的程度差别较大。说到底这部分知识是怎么来的，应该让学生如何来建构，在解决实际问题时应该如何来运用，这三个方面没有形成完整的逻辑体系，所以学生掌握程度之差也就容易理解了。那么，教学时间究竟是分配在通过习题巩固来增强学生对此定律的理解上值得,还是分配在分析、推导和理解阿氏定律上呢？答案是不言而寓的。如果学生对阿伏加德罗定律有深入的理解，能够学会自主利用“克拉-帕龙”方程式：pv=nrt解题，那么很多问题就会变的简单而灵活了，也不会出现这样的错题：在一个绝热的固定容积的密闭容器中发生可逆反应：a(g)

5、+ 3b(g) 2c(g)；h0，下列各项中不能说明该反应已经达到平衡状态的是 （ ）a体系的压强不再改变b体系的温度不再改变c消耗1mola的同时，生成3molbd反应消耗的反应物、与生成生成物的速率(a):(b):(c) =1: 3 : 2答案选d。让我们仔细地分析这个题目，如果反应是在正向进行的过程中建立平衡的，那么“绝热的固定容积的密闭容器中”，体系温度升高，同时气体物质的量减少，利用pv=nrt，是否也会出现压强不变，而平衡仍在建立过程之中！显然是有可能的。因此，选项a仍有问题的。通过对“阿伏加德罗定律”课堂教学的思考，不难发现，侧重于知识的生成和能力培养的课堂教学，比利用现成的结论

6、，开展熟能生巧式的机械训练来巩固的方式更有效、更持久。因此，在教学中引导学生懂得理性思考，发现知识间的逻辑联系，有序地建构知识体系，这样才能促进学生理解并掌握化学核心知识和概念。那么在化学教学中如何回归学科本质，为学生展示其魅力，提升学生学习化学的兴趣和意志力呢？笔者以为可以采取以下方面的策略加以实施。一、 注重学科联系，培养学生多角度分析问题的能力（一）课堂教学中，为什么要注重与其他学科之间的联系化学是自然科学的一种，在分子、原子水平上研究物质组成、结构、性质及其变化规律的学科，是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一，同时，它又是一门历史悠久而又富有活力的学科，人类在化学上取得的成

7、就也是社会文明的重要标志。近代物理的理论和技术，数学方法，以及计算机技术在化学中的应用，对现代化学的发展起了很大的推动作用。特别是，19世纪末，电子、x射线和放射性的发现为化学在20世纪的重大进展创造了条件。高中化学课堂教学中，除了对化学史的学习，帮助学生认识到化学与其他学科间的联系之外，在一般知识的学习及问题解决中，适时选择基本的数学、物理的方法和规律等辅助教学，不仅能增强其知识表达的效果，同时也能提高学生的科学素养，培养学生多视角理解复杂问题的能力。（二）教材在跨学科多视角剖析问题时给我们的启发在“化学反应与能量变化”这一章节中，介绍了盖斯定律。此定律运用于反应热的测量和计算是学习的重难点

8、，为了帮助学生更好地理解和运用盖斯定律，教材中增加的这副图，不愧为最好的说明：“只要我们选择了起点和终点，位移、高度和势能均不变”，这是学生非常容易理解的重力势能的特点，运用物理学原理说明抽象的化学反应中热量变化规律，实在是巧妙的搭配！（三）教学中运用的几则案例例1：(1)实验1装置中小试管的作用是_(2) 实验2装置中导管a的作用是_ (3) 对于实验1，在读数前需要上下移动量筒调平b与c的液面，其理由是_ _(4) 对于实验2，读数前调平b、c装置液面的方法是_，其目的是_此题中的（1）、（2）小题中，装置设计的目的都是为了让分液漏斗中的液滴能顺利下滴，在没有实验条件的情况下，学生只能凭借

9、日常生活中对气体压强的一般理解发挥想象；而（3）、（4）小题，如果没经历过类似的实验操作，是很难回答到点子上的。即使有了答案，学生也会产生这样的疑问：（1）为什么连通的容器只有液面相平，压强才相等呢？（2）为什么在题中总是强调液面高度差的问题呢？这对气体的定量实验有什么影响？ 笔者进而思考了学生产生疑问的原因，由于高中物理删掉了“气体的性质”这一章内容，学生对压强与气体体积影响的理解弱化了，公式 p = p0 + gh，在初中涉及但高中物理无用武之地，所以就导致了在气体定量实验中理解上的困扰。解决问题其实不难，结合上述的“克拉-帕龙”方程式及 p = p0 + gh，从根本上说明了问题。例2，

10、有机分子中，共面的原子一共有几个？在解答此类有机物空间结构问题时，通常有两种做法，一是搭球棍模型（如图1），通过观察模型判断共面原子数，但这种方法有一定局限性，适合课堂教学，对学生自主答题并不实用；第二种常用方法是，根据几种基本有机物的空间结构特点，尽量符合原有机物结构的平面图画在草稿纸上再做判断（如图2）。从知识的生成过程来看，第二种方法更适合学生能力的培养，但在语言表达上，如何让学生对抽象的空间结构有充分合理的认识呢，此时数学上的方法公理就能很好到发挥作用了，可以利用点、线、面判断公理（所谓公理，即无须证明就可以直接拿来利用的基本事实）：公理 1 如果一条直线上的两点在一个平面内，那么这条

11、直线上的所有点都在这个平面内.公理2 过不在同一直线上的三个点，必构成一个平面. 尽管这个题目较简单的，但教师选择什么方法、用怎样的语言表达问题，对于初次学习有机物分子结构的学生来说，还是比较关键的 ，至少能让学生体会到教师在分析这类结构问题时严谨、科学的程度。 在有机化学中，结合立体几何中点、线、面的规律和公理，能很好地对分子结构中共线、共面原子数做出判断，同时对称性的理解，也有助于等效氢原子及同分异构体种类的判断。例3，在稀释ch3coona溶液的过程中,为什么ch3coo-的水解平衡往右移动,而oh- 离子的浓度却在减小呢?一般解释这个问题时,大部分教师会运用平衡移动原理,通过因果关系,

12、定性说明的方法来得出结论,讲解中,往往是教师的主观意识强化了结论的正确性,缺乏明确有力的推导过程,致使学生在理解类似的平衡问题时,只能凭模糊的感觉判断结论正确与否，一段时间下来学生就会出现了不良的学习情绪。对于上述问题，可以假设原ch3coona溶液为1l，0.1mol/l，加水xl后的ph = y，那么，混合后的总体积为(1+x)l（忽略稀释后溶液总体积的变化），利用电荷守衡、物料守衡及醋酸的电离平衡常数三个关系，整理得一函数关系：利用数学知识，得出当x0时，y是减函数，问题就迎刃而解了。某些情况下，教师不管用如何生动通俗的语言去解释都将是徒劳的。但利用数理关系，建立相应的函数关系式来解决，

13、复杂一些的可以辅助计算机作图工具，结论就一目了然了。 此外，一些数学思想，如极限思想、构建模型的思想、差量的思想、数形结合解决化学问题的思想，这类思想借助于数学工具，对解决化学的实际问题起了一定的指导作用；涉及到的方法也较多，如“十字交叉法”、极限法、公式法、假设法、差量法分类统计法等，运用于化学计算题中能方便又清晰地得出结果。二、 辩证地把握“精确”与“粗略”学生在学习化学过程中常常会产生“繁杂”、“琐碎”、“缺乏严格的逻辑性和规律性”等烙印，究其原因除了化学本身是一门与纷繁复杂的物质世界相关的学科之外，其实在许多情况下，教师对“精确”与“粗略”程度把握的不到位或不恰当，也会使学生产生这种感

14、觉。（一）定量实验时，对数据精确程度的把握“一定物质的量浓度溶液的配制”和“酸碱中和滴定”，是高中化学两个重要的定量实验，对精确程度的要求较高，在数据处理中，一般要求保留到小数点后面两位，可实际操作中是否能达到这样的精度呢？由于中学化学实验室一般不配备电子天平，在溶液配制时选择药品称量的仪器是精确到小数点后一位的托盘天平，一方面要求各个环节严格按照规范操作、选择精度匹配的仪器等减小实验误差，一方面又出现数据与实验仪器在精度上不匹配的应用，无形中学生对“精确”与“粗略”程度的把握产生质疑。 在溶液配制实验巩固练习中，有这样一个题目：某兴趣小组用98的浓硫酸(密度为184g)配制100ml 1.0

15、 moll的稀硫酸，现给出下列仪器(配制过程中可能用到)：100ml量筒 10ml量筒 50ml烧杯 托盘天平 100ml容量瓶 胶头滴管 玻璃棒，(1)配制中使用仪器的先后顺序排列正确的是（）a b c d(2)所需的浓硫酸体积是 ml于是产生了这样的质疑:1. 在只能选择量筒作量取一定体积浓硫酸的仪器的情况下,精度是否匹配呢?2. 浓硫酸的黏度较大，与其他稀溶液相比，量筒测量带来的误差相当吗？3.配制出的稀硫酸精确程度又怎样呢?为此本人展开了以下实验:1. 用一个10 ml洁净、干燥的量筒分四次，各量取5.4 ml的浓硫酸；2. 按要求分别配制100ml 1.0 moll的稀硫酸，装入试剂

16、瓶，并标号；3. 用标准的1.026moll的naoh溶液，分四次滴定已配制的稀硫酸溶液；4. 记录数据，计算并分析比较试剂瓶标号待测稀h2so4体积标准naoh溶液体积稀h2so4浓度25.00 ml16.32ml0.6700mol/l25.00 ml22.25ml0.9131mol/l25.00 ml19.86ml0.8151mol/l25.00 ml25.41ml1.0428mol/l通过以上四组数据分析，若排除第一次实验结果（由于附着在容器壁造成的损耗相对较大），与预想的一致，其余三组实验所得数据的也明显超过实验允许的2的误差范围，那么这样精确的实验背后得到的数据是否有意义呢？由于硫酸

17、的黏度系数较大，选择量筒量取势必造成较大的实验误差，同时作为精确的配制及滴定实验，量筒和滴定管作测量体积的仪器在精度上并不匹配。一方面要求在计算、观察及数据处理上应达到较高的“精确”程度，另一方面又只能面临“粗略”的测量仪器带来的实验误差，这一矛盾必然使学生产生了对定量实验是否具有科学性的捆扰。那么在实际教学中，教师又该怎样应对学生的质疑呢？问题的解决有其深层根源，这又是一对尖锐的矛盾，即教学究竟是追求科学真理呢，还是应对考试呢？面对这样的质疑，不妨打开天窗说亮话，告诉学生这是高中实验条件的局限性，也是一次启发学生进一步探索，能否通过其他途径较合理又精确地配制一定浓度的稀硫酸；同时在编写教材时

18、，定量实验在“精确”和“粗略”程度的把握上找到更合适的平衡点，让教学更具有真实性、合理性。 （二）中和滴定时，指示剂变色原理的理解 在“酸碱中和滴定”实验指示剂的选择上，化学反应原理教材中给出了三种指示剂的变色范围及相应颜色。作为精度要求较高的定量分析实验，学生在掌握指示剂使用时，往往会产生这些困惑：1. 为什么没有一种指示剂是恰好落在ph=7的时候变色呢？2. 不落在ph=7即变色，这样的指示剂使用有意义吗？3. 可以选择的指示剂的变色范围较大，酚酞8.210.0，甲基橙3.144，会产生较大的实验误差吗？类似这样的疑问是很常见的，那么我们应该仔细地帮助学生去分析问题呢，还是等待学生自然而然

19、领悟呢？其实在学生产生这样疑问的时候，也恰是我们扑捉教学的好时机。指示剂的使用关系到学生对酸碱中和概念、ph计算，特别是滴定突跃的理解，如果在课堂上能把学生的这三个问题回答好，对之前的ph计算也是一个巩固。在指示剂的选择和使用中，也正是让学生感受到化学中对“精确”与“粗略”程度把握的一个很好的机会，也可避免学生在后续学习中概念模糊的困扰，比如个别学生始终对“中和”、“中性”两个概念辨别不清。 （三）稀的强酸、强碱的再稀释问题为了巩固对溶液酸碱性的认识及ph计算，在新授课的课堂练习中会有这样的问题：1. 室温下，ph=5的稀硫酸加水稀释1000倍，ph=？2. 室温下，ph=9的稀naoh溶液加

20、水稀释100倍后，溶液呈中性了吗？ 通常，初次遇到稀释问题时，学生会出现酸稀释成碱性、碱稀释成酸性或中性的错误，为了便于理解，教师会用简洁的语言将问题解释清楚：无论如何，稀释不可能改变原有溶液的酸碱性。的确，学生也能顿然领悟到自己的错误，但仍然会留下这样的疑问：1、稀释之后的溶液，酸碱性究竟如何定量呢？2、为什么ph=2的硫酸加水稀释10倍或100倍，ph能计算，而很稀的溶液却只能判断酸碱性呢？还可以计算吗？对于这样的问题，会思考的学生一定会留下疑点，在对“精确”与“粗略”程度的转换中提升思维方式和层次，促进学生对问题整体的把握。因此，在课堂时间的分配上，用定量计算的方法得出ph还是有意义的，

21、至少让学生多了一种处理问题的方式。三、注重科学本质教育，让学生体会到化学的魅力 科学的本质是什么？以逻辑为工具论证假说和设想的合理性，坚持实事求是，这就是科学的本质，也是其魅力所在。但以考试为主导下的教与学，漠视了学生对知识的追求和真理的渴望，往往脱离了科学本质，忽视学科间的联系，直接或间接地将结论强加给学生，缺乏知识的生成和运用过程，最终得到的是支离破碎的知识，何谈能力的培养。那么在教学中应怎样回绕科学本质开展教学呢？（一）最基本的化学观是实证的有力依据最基本的化学观是指学生通过学习，在深入理解化学学科特征的基础上所获得的对化学总观性的认识，具体表现为个体运用化学思想方法认识身边和处理问题的

22、自觉意识或思维习惯。当学生将具体的化学事实性知识都忘掉的时候，在他的头脑中“剩下的东西”是什么呢？宋心崎教授曾精辟的指出：“学生能牢固地、准确地、哪怕只是定性地建立起基本的化学观念，应当是中学化学教学的第一目标。背诵或记忆某些具体的化学事实性知识，当然是有价值的，但是重要的价值是在于它们是化学观念及某些基本观念的载体。” 也就是说，在学生头脑中“最后剩下的东西”应该是学生通过化学知识的学习，所形成的从化学视角认识事物和解决问题、解释世界的基本观念、思想、方法及化学的人文内涵。中学化学教学中的基本观念主要可概括“微粒观”、“元素观”、“变化观”、“分类观”、“强弱”和“价值观”等几个方面，这些基

23、本观念，具有超越课堂之外的持久价值和迁移价值，能让学生形成对物质世界有序理解，掌握化学的本质，对化学学科有客观、正面、积极的认识，让学生在学习化学知识、技能之后能应用到日常生活中与化学有关的问题上，这才是化学学科具有强大生命力的意义所在。同时，课堂中作为论证工具，让教学更具有有科学性和信服力，看似繁杂、琐碎的问题，在理论的指导下变得清晰明了。以2010年的浙江省高考题（截选部分）作为例说明：汽车安全气囊是行车安全的重要保障。当车辆发生碰撞的瞬间.可溶物为化合物甲；不溶物为红棕色固体，可溶于盐酸。取13.0g化合物甲，加热使其完全分解，生成氮气和单质乙，生成的氮气折合成标准状况下的体积为6.72

24、l。单质乙在高温隔绝空气的条件下与不溶物红棕色粉末反应生成化合物丙和另和一种单质。化合物丙与空气接触可转化为可溶性盐。（1）甲的化学式为 ，丙的电子式为 。（2）若丙在空气中转化为碳酸氢盐，则反应的化学方程式为 。（3）单质乙与红棕色粉末发生反应的化学方程式为 ，安全气囊中红棕色粉末的作用是 。（4）以下物质中，有可能作为安全气囊中红棕色粉末替代品的是 。a. kcl b. kno3 c. na2s d. cuo（5）设计一个实验方案，探究化合物丙与空气接触后生成可溶性盐的成分（不考虑结晶水合物） 。第三小题，书写方程式的生成物，为什么是氧化钠而不是过氧化钠，有许多考生是写过氧化钠的，这时强弱观即很好的说明，过氧化钠相对与氧化铁来说是较强的氧化剂，以弱制强一般是不可行的。当学生头脑中已潜在这样的强弱观时，就能轻松作出判断了。（2） 站在唯物辨证法的立场看问题，用智慧引领课堂化学的学科魅力，除了具有自然科学的思想、方法之外，又赋予了它人文学科的精神，哲学中的唯物辨证法、矛盾分析法，尤其在化学反应原理的理解上，起到了触类旁通的效果。在氧化还原反应中，氧化性与还原性，金属性与非金属性，得失，升降，强弱，高低，难易都体现了这一思想；再如量变质变思想、相互转化、相生相克思想、