中学化学概念的学习与教学设计

化学基本概念和基本理论是反映物质及其变化的本质属性和内在规律的化学理论性知识。其中概念是理论的前提和基础，而理论是对概念的演绎和发展，两者相辅相成，共同构成了化学理论性知识，在中学化学课程内容中占有较大比例。

一、化学理论性知识的特点

化学理论性知识是人类进行化学理性分析研究活动的结晶，是中学化学教学内容的精髓，它体现化学学科的基本观念，在全部学习内容中起着统领和制约全局的作用。

化学理论性知识是对丰富的、具体的、感性的化学事实性知识的概括和抽象。相比其他化学知识，理论性知识不是个别的、具体的、零星的知识，而是系统的、反映物质本质属性以及相互之间内在联系和规律的知识，具有抽象性和逻辑性强的特征。

化学理论性知识具有系统性。科学理论不可能是诸多概念的简单堆砌，任何一门成熟的学科必然会用一系列概念、原理、定律等以某种逻辑关系系统化地呈现出来。当然化学理论性知识也能帮助学生将所学到的知识系统化，使之便于记忆和检索。

化学理论性知识具有相当程度的迁移价值。学生掌握了一定的化学理论性知识，就有了分析和解决化学问题不可或缺的工具。例如，他们对化学事实、现象的观察和理解不会只停留在描述性水平上，而能比较深入地认识相应化学现象的本质，把握规律，预见某些物质的性质和发生化学反应的趋势；能够比较容易地同化新的事实性知识，实现知识的有意义建构。

化学理论性知识的学习有助于培养学生的思维能力，大大促进学生的认知发展。理论性知识本身就是在大量事实材料基础上抽象概括出来的，在这个过程中需要把感知阶段获得的客观事物的表象进行分析综合，去粗取精、去伪存真、由表及里的思维加工，由感性认识上升到理性认识。在理论性知识的学习过程中同样需要学生通过积极的思维活动理解物质变化的本质，了解化学知识的形成发展过程，决非依靠简单记忆就能完成的。可见，理论性知识的学习过程就是学生积极思维的过程，促进学生思维能力发展的过程。在运用化学基本概念和原理解释化学现象、解决化学问题的过程中，学生对物质的结构、性质和变化的认识也深入到事物的本质，抽象思维能力得到提高。^[8]

化学理论性知识的学习承载着从化学的视角认识物质世界的学科核心观念与科学方法的教育。任何理论性知识都是人类智慧和情感付出所取得的成果，其背后凝聚着人类探索物质世界的思想方法和价值观念。化学理论性知识的形成和发展过程融合了大量科学家的创造性劳动，包含丰富的科学观念、科学精神、科学方法和科学态度，是对学生进行科学方法与能力训练、科学态度与观念培养的良好素材。因此，对化学理论性知识的学习不仅要注重结论的获得，更要让学生经历获得结论的过程，收获重要的体验。

二、概念的性质与分类

概念被称为知识的细胞，是对特定事物的抽象化、概括化的反映。心理学中的“概念”是指“符号所代表的具有共同关键特征的一类事物或性质”。概念一般包含四个方面的内容：概念名称、概念定义、概念例证和概念属性（又称为关键特征，即概念的一切正例的共同本质属性）。

化学概念是客观化学现象与具体事实的共同属性和本质特征在头脑中的能动反映，是人们通过将化学现象和事实进行比较、分析、归纳、综合等思维活动之后抽象出来的，是化学学科知识的基础。任何一门学科成熟的标志总有概念、定律、原理等系统化的表现，化学概念体系同样具有严密的内在结构，并具有不断完善的开放性。中学化学课程中大量的基本概念，可以按照不同的标准划分为不同的类型。

1.按照概念反映的物质本质特征分类^[9]

（1）有关物质组成的概念。此类概念是根据物质及其组成的元素种类、物质种类以及物质在组成中所起的作用进行分类。例如，纯净物、混合物、元素、单质、化合物、悬浊液、乳浊液、溶液、酸、碱、盐、氧化物、离子化合物、共价化合物、各类有机物等。

（2）有关物质结构的概念。此类概念是在物质组成的基础上解释物质的微观构成，包括构成物质的微观粒子种类和粒子之间的相互作用等。这部分概念需要学生的抽象思维和想象力作为认识基础。例如，分子、原子、原子核、中子、质子、电子、离子、化学键、键能、分子间作用力、氢键、同位素、同分异构体等。

（3）有关物质性质的概念。此类概念主要反映一类物质所具有物理和化学性质的特征，是有关物质性质的关键特征。例如，溶解性、酸性、碱性、氧化性、还原性、金属性、非金属性、稳定性、化合价、pH等。这部分概念不仅从质的方面要求学生能够应用概念的关键特征对物质的性质进行辨别，而且从量的方面需要学生对不同物质的某一性质进行比较，有的还有明确的定量计算要求。

（4）有关物质变化的概念。此类概念与物质的性质密切相关，主要反映微粒运动的现象和规律。例如，物理变化、化学变化、复分解反应、置换反应、取代反应、加成反应、聚合反应、可逆反应、化学平衡、溶解、结晶等。

（5）有关溶液的概念。物质在水溶液中发生的行为是中学化学课程中非常重要的一部分内容，很多概念都和研究物质在水溶液中的行为有关联。例如，饱和溶液、溶解度、电解质、电离、电离度、物质的量浓度等。

2.按照概念的关键特征习得方式分类

加涅根据概念的关键特征习得的方式，将概念分为具体概念和定义性概念。具体概念指可观察的概念，其关键特征通常都可以通过直接观察概念的正反例证而获得。这里的“直接观察”要作广义的理解，即概念的关键特征可以直接作用于感觉器官而让人们感觉到。日常生活中形成的概念，大多数属于具体概念。定义性概念是将物体或事件加以归类的规则，其关键特征不能通过直接观察获得，而必须通过言语式的定义获得。^[10]

在化学课程中具体概念通常以“描述性概念”的形式出现，由此可以将概念分为以下两类。

（1）描述性概念。是指内涵和外延无法用精确的语言明确界定的概念，即难以精确定义的概念。这往往是受学生认知水平或概念本身的制约。的确，中学化学概念教学有时不能过分强调概念的严密性，需要注意概念形成的阶段性、发展性和学生的可接受性。例如，九年级化学课程中的氧化反应，它的描述性概念最初是“氧气是一种化学性质比较活泼的气体，许多物质都可以跟氧气发生化学反应，这类反应属于氧化反应”，后来演变成“我们把物质跟氧发生的反应称为氧化反应”（上教版）。不同版本的教材都从得氧和失氧的角度给出氧化还原反应的概念，便于九年级学生的接受。在高中一年级化学必修教材中才基于此类反应的本质给出科学定义“有电子转移（得失或偏移）的反应，是氧化还原反应”“元素的原子失去电子（化合价升高）的反应是氧化反应”。因为高一学生已经具备接受精确定义的基础。

描述性概念抽象程度较低，在低年段的化学学习中数量多一些。

（2）定义性概念。是指通过下定义的方式，能够用精确的语言表述的概念，即能够精确定义的概念。化学概念中的绝大多数属于定义性概念，它们是通过与其他概念之间的关系来界定的。例如，“由一种单质跟一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应称为置换反应。”“置换反应”这一概念是通过化学反应、单质、化合物等概念间的关系来准确界定的。

中学化学课程中更多的概念属于定义性概念，其抽象程度比较高。

三、化学概念学习的特点

化学概念是化学课程中最基础的学习内容，是学生学习和思维的起点。化学概念的概括性和抽象性容易给学生带来认知障碍和心理障碍。

根据认知心理学的知识分类，概念的学习有两种水平，一是将概念作为陈述性知识学习，只要求学生能说出概念的名称、含义或其关键特征；二是将概念作为程序性知识学习，学生习得概念后要能用概念的关键特征对概念的正例、反例进行区分。这两种水平的习得规律不同，但是联系紧密，前一种水平的概念学习是后一种水平概念学习的基础和前提。中学化学概念学习的主体是程序性知识的学习，对学生学习能力的要求比较高。

化学概念往往深入微观世界反映物质的特有属性，其形成过程中富含科学家的创造成分，如原子的概念、苯的分子结构。学生在学习这些概念时，需要发挥想象力，在脑海中构建科学家所描绘的概念模型，实现较为深刻的理解。

化学概念的学习本质上是学生通过自己的思维活动建立概念之间联系的过程。我国中学化学教材中有的概念是从直观的化学现象直接引出的，如化合价、溶解、同素异形体等，大多数概念是直接呈现结果的。在化学概念教学过程中容易出现的问题是，教师满足于让学生记住概念的定义，偏重于新概念的定义以及对概念要点的分析，从不同的角度把概念“嚼细”，解读其关键词，然后大量做题；教师以为化学概念仅仅是陈述性知识，通过做题就能让学生“练会”直至“掌握”，一般用于讲授概念的时间短而用于做题、讲题的时间较长。这种机械记忆、过度练习式的教学，使学生虽然知道化学概念很重要，也有学好化学概念的愿望，学后能把概念的定义背得烂熟，但是头脑中往往是一堆文字和注意事项的堆砌，遇到实际问题时却解决不了。他们的学习热情因此受挫，反映化学概念“抽象难懂，不易掌握，枯燥乏味，不太喜欢”的为数不少。

四、化学概念的教学设计策略

明确概念在化学学习中所承载的“重任”，针对化学概念的特点，教师在进行概念教学设计时，下列教学策略可供参考选用。

1.聚焦“理解”，改进教学方法

化学概念学习的关键在于理解。我国学者从认识论角度研究化学概念教学，已经概括形成了“感知—理解—巩固—应用”的学习模式和“提出问题—提供实验或事实—分析总结下定义—应用巩固练习”的教学模式。可是，反思我们的化学概念教学，为什么依然很难激发学生的学习兴趣？学生究竟是怎样学习化学概念的？……看来仅从认识论的角度探讨教学模式是不够的，还要从学习机制入手。

现代认知心理学认为，概念获得的实质是理解一类事物共同的关键属性，其基本形式有两种：概念的形成和概念的同化。概念的形成是指由学习者直接从大量同类事物的不同例证中独立发现同类事物的关键特征。当学生已有知识比较具体、贫乏、结构简单时，侧重于概念形成的教学比较有效。因此在低年段化学描述性概念的教学中，借助大量来自学生实际经验的正例和反例，引导学生归纳概括，从而获得对概念本质属性的把握是上策。概念的同化是指用定义的方法将概念直接向学习者呈现，学习者利用认知结构中原有的相关概念，积极建立新旧概念之间的联系，将新概念整合到原有认知结构中，使原有的概念体系得到改造和重组。随着学生年龄的增长、知识经验的增加、概念学习水平要求的提高，概念同化在概念学习中的占比必然增大。

如何帮助学生理解概念的关键特征呢？对于描述性概念，学生的原有知识主要是他们所接触过的有关该概念的具体例子，而概念的关键特征则比较概括，涵盖的范围比较广，概念的学习属于上位学习，是一种注重归纳法的学习。教学中宜采取多种不同的方法激活学生头脑中储存的有关该概念的实例，并注意同时呈现多个正例与反例（至少两个）供学生比较对照，及时引导学生对正例进行总结概括，形成清晰的概念。对于定义性概念，学生的原有知识往往是概括程度与包容范围都较大的另一个概念，新概念的学习属于下位学习，这是一种注重演绎法的学习。教学时要注意用复习提问等方法提示学生回忆原有知识，然后呈现概念的定义（应准确、严格地呈现概念的要素），接着引导学生找出新旧概念之间的异同，呈现正反例证帮助学生理解。有的概念与学生已有的知识经验是并列的，如学生已经有了酸性氧化物的知识再学习碱性氧化物概念，此时的学习属于并列结合学习。教学中需要促进学生通过类比的方法使新知识与原有知识经验并列结合获得意义。当然，无论哪一种类型的概念在形成后，都需要为学生的应用习得创设情境、提供练习反馈，才能有效实现概念学习由知识向技能的转化。

在上述过程中，教师要善于借助化学实验、实物、教具、挂图、形象化的语言和多媒体手段等，使学生能用多种感官获得更多的感性认识，化生疏为熟悉，化抽象为具体直观。与此同时，教师要有目的、有计划地引导学生观察、想象、思考、交流，变难懂为易学。例如，在“原子和分子”一课中，由于初中学生难以看到微观粒子，化学反应的微观本质抽象难懂，理解“分子是保持物质化学性质的一种微粒，原子是化学变化中的最小微粒”必然成为学生学习的难点。北京市海淀区教师进修学校任宝华老师在他的教学设计中使用了品红在水中的溶解实验、生活中水的三态变化事实、教材中水的电解和氧化汞的分解反应，设计了通过学生观察实验现象、结合动画使用分子结构模型模拟化学变化的微观过程、师生共同分析这些过程中的“变”与“不变”等活动，将学习情境建立在具体生动的客观事实基础上，帮助学生从具体到抽象、从宏观到微观，顺利突破难点，达成对概念的理解。

要提供资源，舍得花时间，尽可能多地让学生参与或自己建构概念，使学生在对概念的“顿悟”过程中增加理解和思维深度。

要学会设计变式练习帮助学生把握概念的关键。设计时可以是关键特征保持不变，无关特征尽可能多变。例如：

观察下列微粒，其中同属氢元素的是____________。

①H　②D　③T　④H+　⑤H-　⑥H2　⑦D2O

也可以是无关特征相同或相似，变换关键特征。例如：

金刚石、石墨、C60同属于____________。

A.同位素　　B.同系物　　C.同分异构体　　D.同素异形体

还要鼓励学生将概念运用于实验，用于解释或解决生产、生活中的现象和问题，使概念具体化。

要加强总结，反思概念的内涵与外延，理清概念之间的关系，及时使概念系统化，帮助学生深化对概念的理解和内化。

要注意概念学习的阶段性。由于概念自身的发展性、学生的可接受性等原因，教材中许多化学概念往往不是一步到位的，是随着学生所掌握的原理和知识的加深，使原来形成的概念通过概念同化和重组的方式逐步提升的。不同学段的教学设计中教学目标的定位要准确，要注意掌握好概念的深度和广度，不要越位，但要为后续深化留有余地，才能有利于学生对概念本质的理解。

2.关注学生的前科学概念，努力帮助学生实现概念转变

现代教育学认为，学生在学习某一知识前，头脑里并不是一片空白，他们通过日常生活的各种渠道，在无意中形成了对某些事物特定的看法和思维方式，并在头脑中沉淀下来成为自己的知识经验。认知心理学认为，学生已有的知识经验在其科学学习中发挥重要作用。在学生已有的知识经验中有一类是正确的，能够为新知识的获得提供有力的支撑点，对学生的学习起积极作用。它们主要是通过课堂教学或书本知识的学习、与教师或经验丰富的学长交流、正式媒体教学等途径获得的，还可以是日常生活经验积累以及学生凭借自己已有知识经验对一些日常现象作出的解释和推论。教师要善于激发和运用学生头脑中此类有利于新知识学习的知识经验，把它们作为学生吸收和整合新知识的“固着点”，引导学生顺利地使原有的认知结构得到“量”的扩充。另一类已有知识经验是模糊的，甚至与公认的科学概念相悖，会影响或阻碍新知识的获得，不利于学生的学习，称为前科学概念（或“相异概念”“相异构想”）。它们通常源自三个方面：^[11]（1）非正规途径获得的错误知识。在新知识教学前学生已由某种途径获得的非科学的日常经验，或者有些学生尽管接受了一些科学教育，但其头脑中仍存留的与科学知识不一致的日常经验，因为这些经验曾被学生成功应用过，或是学生头脑中的经验和概念通过科学教育有所修正，但未完全改变。（2）正规途径获得的有关知识的遗忘。（3）正规途径获得的有关知识不清晰、未分化，难以为接纳新知识提供适当的联系和有力的支点，从而干扰新知识的同化，甚至会先入为主，使新知识与其相混淆。

若对学生的化学前科学概念进行分析，可以发现它们具有以下特点。（1）与学生的生活经验联系紧密。虽然其中的某些观念和看法与科学观点不同，但却符合学生的认知特点，从学生的角度分析是合乎情理且很有用的，如纯净物就是洁净、透明、没有杂质的物质，盐是有咸味的调味品（NaCl）。（2）具有隐蔽性。在教学过程中，学生的前科学概念一般不会主动暴露出来，只有当面临新的问题情境，无法用书本知识找到答案时，前科学概念才会自然地成为学生解决问题的依据，而学生自己往往不会有感觉。（3）具有顽固性。要转变学生错误的前科学概念是困难的，因为学生曾经运用这些概念成功地解决或解释一些实际问题，这种体验使学生不愿轻易否定它们，甚至还有将课堂中呈现的材料和现象纳入自己原有认知结构的倾向，曲解有关内容。（4）具有差异性和相似性。由于个体经验背景的差异，同一个班里的学生持有的前科学概念是有差异的。研究表明，对某一科学概念或观点，学生的前科学概念存在显著的一致性，只是描述时所使用的术语、前科学概念出现的频率会存在差异。（5）与科学发展史上曾经有过的某些概念存在相似性。有研究显示，在把错误观念转变为科学概念时，学生遇到的许多困难与科学史上从旧范式到新范式进行概念转换时的困难非常相似。^[12]

可见，传统的化学概念教学认为只要将概念讲清楚、教给学生，学生就能理解并正确应用概念，只能是教师的“一厢情愿”。学生可能记住或接受了科学的概念，但并不一定就放弃或转变了自己头脑中原有的错误概念，许多情况下这两种概念在学生头脑中是并存的、混合的，导致学生解决实际问题时出现各种错误。为了使学生能全面、准确地理解科学概念，教师必须从教学设计开始的全过程中关注学生持有的前科学概念，研究它们对学生的后续学习产生的负迁移，采用合适的策略帮助学生实现概念转变。

概念转变是指个体原有的某种知识经验由于受到与此不一致的新经验的影响而发生的重大改变，使原有认知结构发生“质”的变化。它是对学生已有的理解、解释作出的调整和改造，是由学生的生活概念向科学概念的转变。有关学生概念转变的教学研究被认为是科学学习中的核心问题，已成为近些年来国际科学教育研究的一大热点。

1982年波斯纳（M.Posner）等人提出了“概念转变模型”，认为只有同时具备对原有概念的不满意、新概念的可理解性、新概念的合理性和新概念的有效性四个条件，学生才可能实现原有概念的转变。

促进概念转变的化学教学策略有：（1）认知冲突策略。波斯纳认为，对当前概念产生不满是促进学生概念转变的基本前提和关键条件。教师可以通过创设情境、揭示差异等方法引发认知冲突，让学生在其中充分暴露错误观念，引起认知和情感的强烈反差，反思自身观念与科学概念间的差异，认识到调整或替换原有概念的必要性，自觉选择信息，进行有目的的加工，在促进学生认知顺应的同时激发他们的好奇心和探究热情。（2）类比策略。可以利用学生所熟悉的宏观世界的现象、具体模型或实例，通过恰当的类比，帮助他们理解微观世界的奥秘。利用合理的类比，可以在新旧概念间建立起联系，促进新知识的建构。但要注意不当的类比反而会造成学生对新概念的误解，这是必须杜绝的。（3）概念图策略。概念图是美国心理学家诺瓦克（J.D.Novak）提出的反映学生对相关概念之间关系的理解的可视化思维结构图。一个化学概念的获得，既包括对它本身含义的理解，同时还包括对不同概念间的各种相互联系的理解。新的概念只有纳入相应的概念系统中，与其他概念建立起联系，才能被学生真正理解。概念图的实质就是以科学命题的形式显示概念之间的意义联系，反映学生头脑中已经形成的认知结构，体现学生对某一领域知识的理解。^[13]

3.重视概念的形成过程，突出观念建构

随着近些年来对概念形成与发展的微观机制的研究，大家强烈地意识到在化学概念教学中不仅要重视概念的内容，更要重视学生形成概念的过程。的确，化学概念教学光关注概念本身的表层认知是不够的，更应关注属于深层认知结构范畴、蕴含概念之中的化学基本观念与研究方法等，在培养学生心智能力的同时实现对学生科学素养的培养。例如，九年级“元素”一课，有的教师通过如下教学思路：感性认识元素→了解历史上哲学家和化学家对元素概念的探索→阅读资料、分析数据，归纳总结现代元素概念→元素在自然界中的漫游活动，达成建立元素概念的同时初步形成元素观的教学目标。

研究表明，科学概念的形成过程是一个包含抽象、类化、假设、检验和辨别的复杂过程。学习者从大量同类事物的具体例证中以辨别、抽象、概括等形式发现同类事物的共同关键特征，从而获得概念的过程也就是在自己头脑中形成概念的过程。个人的日常经验、所熟悉的科学概念体系、科学认知能力、所认识的科学概念的有关特征与无关特征等都会影响科学概念的形成。教学中教师应改变“给出概念→剖析要点→巩固练习”的传统教学方法，立足学生对概念的认知脉络，帮助学生主动去“发现”概念、认识概念的关键所在。要善于通过演示实验或学生实验呈现事实或数据等，为学生提供必要的经验背景或概念的例证，让学生经历对这些材料的探究，提出假设并加以检验，发现概念的本质属性，最后获得概念的过程，增进学生对化学知识和科学本质的深刻理解，培养创新意识和批判性思维等。本节下述案例以及第二章第八节的案例一都是相当不错的例子。

五、化学概念的教学设计案例

【案例】

“物质的量”（第一课时）教学过程

教材：《普通高中化学1（必修）》第一章第二节，人民教育出版社

设计者：上海市松江二中　余方喜（在陕西省西安市高新一中借班上课）

一、教学目标[详见第二章第一节案例一（第二稿）]

二、教学过程

【讲述】化学在研究物质及其变化过程中，除了关心反应物、生成物以及反应条件外，还十分关注反应物与生成物之间的定量关系。

【显示】

【设问1】12gC和32gO2能完全反应吗？

【学生回答】

【设问2】6.02×1023个C与6.02×1023个O2分子呢？

【学生回答】

【设问3】12gC与6.02×1023个O2分子能否完全反应？请同学们思考解决问题的方案。

【学生讨论、交流】

方案1：确定12gC所含有的碳原子数，看看其数目与O2分子的个数比是否为1∶1。

方案2：求出6.02×1023个O2分子的质量，看看其数值与C的质量比是否为32∶12。

【评价】同学们提出的方案很好。分子是微观的，质量是宏观的，要判断两者之间能否完全反应，就是要寻找宏观可感知、可称量的物质的质量或体积等与肉眼看不见、不可称量的微粒数之间的关系或联系。

【板书】

图3-3　宏观与微观

【讲述】单个原子、分子质量太小，不能称量，但大量微粒集合体却具有宏观可称量的性质。引入一种计量大量微粒集合体的物理量，就可以把肉眼看不见的微粒数与宏观可称量的物质的质量或体积等联系起来。这个物理量就是我们本节课所要学习的主要内容——物质的量。

【板书】物质的量（Amount of substance）

1.物质的量（n）：计量大量微粒集合体的物理量。

【讲述】物质的量是从英文“Amount of substance”翻译过来的，是专有名词。

在科学研究过程中，由于实践的需要物理学引入许多物理量。请看国际单位制中的基本物理量及其单位：

【PPT】

表3-6　国际单位制中的基本物理量及其单位

【设问4】物质的量的单位是什么？请同学们阅读课本后填写在上表中。

【学生阅读、思考、填写】

【讲述】物质的量的单位是摩尔，简称摩（mol）。“摩（mol）”在拉丁文“moles”中的原意是“大量”和“堆量”的意思。1896年由德国化学家奥斯特瓦尔德首先提出作为物质的量的单位。1971年第十四届国际计量大会决定采用摩尔作为计量原子、分子或离子等微观粒子的物质的量的单位。

【板书】2.物质的量的单位：摩尔，简称摩（mol）。

【讲述】单位其实就是一个衡量标准，如长度的单位为米，如果我们确定了1 m的标准长度，就可以度量其他物体的长度。

【设问5】摩尔的标准是多少？（即规定多少数目的微粒集合体为1 mol）请同学们再次阅读课本。

【学生阅读、交流】1摩尔任何物质含有阿伏加德罗常数个微粒。科学上把0.012 kg12C所含的碳原子数称为阿伏加德罗常数（符号为N A），其近似值为6.02×1023，单位为mol-1。

【板书】每摩尔物质含有阿伏加德罗常数个微粒。

【设问6】为什么把摩尔的标准（0.012kg12C所含的原子数）称为阿伏加德罗常数呢？

【（图片显示）讲述】阿伏加德罗（意大利化学家，被誉为“分子之父”）简介。1908年法国物理学家佩林通过实验估算出1 mol水中含有6.4×1023个水分子，并将其称为阿伏加德罗常数（N A）。

N A是一个很大的数值，其值是由实验测定的。大量实验事实证明N A的近似值为6.02×1023。有人认为N A与6.02×1023之间的关系类似于圆周率与3.14的关系。看似精确，实则模糊；看似模糊，实则精确，这就是化学中的辩证法。

【师生共同小结，教师板书】

3.阿伏加德罗常数（NA）：0.012kg12C所含的碳原子数，NA≈6.02×1023mol-1。

【巩固练习】1mol氢分子大约含________个氢气分子，1mol氢原子大约含________个氢原子，1mol氢离子大约含________个氢离子，1mol氢呢？1mol氢气呢？

【友情提示】使用摩尔度量物质的量时应注意的问题：

①度量对象——微观粒子。对宏观物体没有意义。

微粒指的是分子、离子、原子、电子或其他微观粒子及其特定组合。

②使用方法——在单位后面要注明微粒名称或化学式。

【设问7】物质的量具有双重含义，它既具有宏观可称量性，又能表示该物质所包含的微观粒子数。那么物质的量与物质所包含的微粒数以及物质的质量之间有何联系呢？

【探究活动1】物质的量与物质所包含的微粒数之间存在怎样的关系？请用符号表示。

【启发引导】（1）1 mol O中约含有________个O；（2）3mol H2SO4中约含有________个H2SO4，_______________mol H；（3）10 mol Na+中约含有________个Na+；（4）1.204×1024个水分子的物质的量是________。

请尝试总结物质的量与物质的微粒数之间的关系（用符号表示）。

【学生分组探究、全班交流】物质的量=物质的微粒数/阿伏加德罗常数，用符号表示为（其中微粒数N是指该物质的微粒数。）

【板书】4.物质的量与物质微粒数之间的关系：

【拓展】物质的微粒数之比等于它们的物质的量之比。

【讲述】我们解决了n与N之间的关系，接下来寻找n与m之间的关系。

【探究活动2】物质的量与物质的质量之间的关系如何呢？

引导设问1.寻找n与m之间关系的思路是什么？

【学生讨论、提出】需要求出1 mol物质的质量。

【讲述】1 mol物质的质量类似于1 mol物质所含的微粒数，是一个基准量，定义为摩尔质量（M）。

【PPT】摩尔质量（M）——1 mol物质的质量，单位g/mol。

引导设问2.怎样求1 mol物质的质量呢？

【学生讨论、提出】（1）直接求算法。

表3-7　中学化学教材中的化学符号

（2）根据N A进行类比。

1 mol 12C的质量是12 g。1个碳原子和1个氧原子的质量比为12∶16，1 mol碳原子和1 mol氧原子的个数相同，则1 mol氧原子的质量为16 g。

同理推之：1 mol分子的质量、1 mol离子的质量。

小结：1 mol物质的质量以克为单位时，数值上等于该物质的式量。

【板书】5.物质的量与物质质量之间的关系：（1）摩尔质量（M）：1 mol物质的质量，单位g/mol。数值上等于该物质的式量。

【讲述】定义0.012 kg 12C所含的原子数为阿伏加德罗常数，使物质的摩尔质量与物质的式量在数值上统一，体现物质的量及其单位的科学性。

【设问8】物质的质量、摩尔质量、物质的量三者之间又存在何种关系呢？

【学生议论、交流】物质的量=物质的质量/摩尔质量，用符号表示为

【板书】（2）

【小结】物质的量就像一座桥梁，一头“拉着”微粒数，一头“拽着”质量，将宏观可感知、可称量的物质的质量或体积与肉眼看不见、不可称量的微粒数紧密联系起来：

【完成板书】

图3-4　物质的量的意义

【讲述】关于的三个问题。现在有了物质的量，它将改变我们化学计量的思路和方法（质量→物质的量←微粒数），进一步帮助我们从量的角度研究化学变化。

【评析】

物质的量是一个重要的科学概念，教学要求为“掌握”的认知内容。但是，由于概念抽象，又与学生原有的思维习惯不同，学生初学时普遍反映接受有难度，不容易掌握，物质的量成为化学教师公认的中学化学教学中不容易上好的一节课。

余方喜老师是怎样通过教学设计突破这个教学难题的呢？

1.精心制订适切的教学目标

余老师首先从课程标准、教材和所教学生的学情出发，精心制订第一课时适切的教学目标。从中我们可以看到余老师对整节课的重点、难点把握准确，立足于学生的发展，对知识与技能、过程与方法及情感态度与价值观三个维度都有缜密的思考，有源于教材又高于教材的教学设计。

2.巧妙设计了小步提升的问题链，引导学生的思维步步深入，形成正确的概念

在课的引入阶段，余老师以学生熟知的“碳和氧气生成二氧化碳”的反应为载体，连续提出了三个有梯度的问题：第一个问题是让学生思考化学反应中物质之间的质量关系；第二个问题是要求学生思考化学反应中物质微粒数之间的关系；第三个问题是希望学生寻找化学反应中物质的质量与微粒数之间的关系，体会研究、解决实际问题迫切需要一种全新的概念，水到渠成地引出物质的量。

小步提升思考的难度，有助于激活全体学生思维，激发学习兴趣，顺利进入新课的学习和概念的形成，效果很好。此时巧妙地引入6.02×1023个O2分子，为阿伏加德罗常数的出现埋下伏笔。

3.灵活变换角度，让概念反复呈现，不断深化理解，达到“掌握”之目的

学生对新概念的掌握有个“认识—熟悉—深化—巩固”的过程，余老师没有采用不断重复、反复操练的方法，而是生动地让概念重现。

例如，阅读教材、介绍阿伏加德罗以及他对科学的贡献，感悟概念的形成过程。用多媒体和板书相结合的方法，突出重点，强化难点内容。当学生在头脑中初步形成物质的量的概念，认识阿伏加德罗常数后，紧接着是“探究活动1”，让他们在思考、计算过程中，渐渐熟悉这个新概念，进一步提炼物质的量与物质所包含微粒数之间的关系——在熟悉的同时提升。“探究活动2”，无论是引导设问1还是引导设问2，无论是直接求算法的尝试还是根据阿伏加德罗常数的类比，都在巩固对概念运用的同时，进一步深化对概念的理解。课的最后形成完整的概念。

4.注重学生学习科学思维方法，锻炼思维能力

从课的引入部分到课的结束部分，余老师都以问题解决的形式引导学生积极思考，自己建立起微观、宏观相联系的思维方式。他不断创设情境，鼓励学生从多角度思考问题，大胆表述，相互交流。

根据本节课的特点，他独具匠心地设计了两个探究活动，将发现式学习与接受式学习巧妙结合。在他的课堂上看到：教学气氛热烈，课堂形态生动，学生的探究学习、合作学习成效明显，十分有利于概念的内化与深化，有利于学生思维品质的发展。