1、基于學習理論初高中學生化學概念學習的問題及優化策略以物質的量為例淺議物質的量及其單位摩爾在中學化學計算中處于核心地位， 它既是教學的重點 更是教學的難點。雖已百家爭鳴，卻仍有不白之意。 “物質的量 ”的教學難在何 處呢？這是突破難點必須首先解決的問題。 正如醫家診病與用藥， 只有診明癥之 所在，才能對癥下藥，藥到病除。困難的癥結不在 “摩爾 ”而在于物質的量，只要 理解了“物質的量 ”，“摩爾”亦迎刃而解。1.1.概念的抽象性概念是對具體事物本質屬性的文字概括， 抽象性是其特點。 而人們認識事物 的一般規律是由具體到抽象， 由簡單到復雜， 學習具體的事物總比抽象的概念容 易。物質的量”是對含

2、6.026.02X0 023個粒子的集合的抽象，且又遠離人們的日常生 活經驗，咋一接觸，確有 “飛來石之感 ”，因而學亦難教亦難。2.2. 構成的特殊性與 SISI 制其它物理量（如：長度、質量等）相比，”物質的量”是一個 的”字結構 的四字詞組，作為一個物理量，顯然有悖于漢語言的文字習慣，讀之拗口，思之 難解，與學生原來關于物理量的認識出現不協調， 二者要建立 “非人為的實質性 ”。 學習者必須經過認知心理的調適，這對初學者而言卻是不易的。3.3. 思維定勢的影響定勢是心理的一種暫時的準備狀態， 意指用已形成的思維形式解題策略來解 決新問題的一種心理傾向， 當新的問題和舊的問題合模時， 定勢

3、有助于問題的解 決，否則，會阻礙新問題的解決。學習 ”物質的量”就出現了這種現象：按照漢語 言習慣， ”物質的量”相對/ /物質的質而言，通常理解為物質 （宏觀和微觀）的多少， 與之化學上的含義 （僅僅量度微觀粒子的多少 ）是有很大差別的。再者，關于物質 的稱量，人們習慣直稱，比如，實驗室稱量 5g5g 碳，可直接用天平稱量；對于很 小的微觀粒子，直稱顯然是行不通的。以上兩點，都需要學習者克服定勢，轉變 思路，而這種轉變對于學生是有難度的。4 4畏難心理面對困難， 有些學生膽怯了： 不是知難而進而是遇難而退； 不是積極思維而 是消極待哺； 不是深入理解卻是囫圇吞棗機械學習， 背有意義學習之道，

4、 越行越 遠，以致越學越難，越難越不想學，進入一個學習怪圈，積重難返。總之，教學”物質的量 ”的困難既有客觀的原因又有主觀的原因： 客觀的原因 是”物質的量”本身的特殊性， 主觀的原因是學習者自身的不良心理。 我認為可以 采取的解難策略有：1 1順應瑞士心理學家皮亞杰認為新知和舊知出現認知沖突 （認知心理失衡 ） 不能順 利同化時，必須經過順應 （認知心理調適，重新趨向平衡 ）才能完成新知的同化。（1 1）激發學生有意義學習的心向。 奧蘇貝爾認為學生有意義學習的心向是進行有意義學習的必備心理條件， 是 學習概念的力源。 作為教師要激發學生這種心向， 使之自覺地把新知與舊知聯系 起來，以舊促新，

5、完成新知學習。例如：在學習 ”物質的量 ”時，讓學生回顧以前 學過的物理量及相應單位以及宏觀物體的稱量方式等， 無疑會有助于 ”物質的量 ” 這一概念的建立。（2 2）利用轉化思想，引入 ”物質的量 ”。轉化思想是重要的數學思想， 作為科學的方法論， 其基本含義是： 改變問題 的形式或解決問題的思路和策略，從而順利解決問題。例如：數形轉化、恒等代 換、圖文互釋等都是轉化思想的成功運用。 它體現了思想的變通性， 有助于克服 思維定勢。在 ”物質的量”教學中，隱含著這種思想：粒子 - -粒子集合 - -粒子，即把 單個粒子的稱量轉化為粒子集合的稱量， 從而間接地求得單個粒子的質量， 解決 了單個粒

6、子不易直稱的問題。為了直觀形象，我們可以用天平稱量1010 顆黃豆（顆粒均勻）得 1 1 顆黃豆質量的形式來類比，從而引入 ”物質的量”及其單位。 ”物質的 量”是以粒子集合的形式量度微觀粒子的物理量。為了方便，科學上規定粒子集 合所含粒子數目這 12g12g12C C 所含12C C 的原子數目；意大利化學家阿伏加德羅進行 較精確的實驗測定，結果約為 6.026.02X0 023，人稱該數值為阿伏加德羅常數，以示 紀念。都是人為的命名，正如父母為了起名，沒有為什么可言）。這樣既克服了概念的抽象性，又滲透了科學方法教育，循序漸進，通俗易懂。（3 3）明確內涵，界定外延，完成新知同化。“物質的量

7、 ”的內涵是以含阿伏加德羅常數個粒子的粒子集合量度微觀粒子 的物理量， 單位為摩爾。 它同時量度了微觀粒子的兩個屬性： 一是數量多少，摩爾任何微粒皆含 6.026.02X0 023個；二是質量大小，例如 1 1 摩爾的質量為 12g12g。從 而起到了連結微觀宏觀的橋梁作用。”物質的量”的外延是它作為物理量的下位概 念之一，與 SISI 制其它 6 6 個基本物理量為并列關系，只能量度微觀粒子，不能量 度宏觀物質。例如說 1mo1H1mo1H 是正確的；說 1mol1mol 黃豆則是錯誤的。這樣就把”物 質的量”納入到學生關于物質量的認知結構中，完成認知的同化。2 2強化不強化就消退，學習離不

8、開強化。除必要的練習外，用下面三種強化形式，取得了較好的教學效果。(1)(1) 類比以加深印象。物質的量”是典型的集合計量的物理量，與其單位摩爾相似的單位，我們也 接觸不少，例如：以雙為單位，每雙皆 2 2;以打為單位，每打皆 500500 等。如此類 比，可以加深印象，形成較多的認知聯系。(2)(2) 圖示以明橋梁作用。物質的量”是聯系微觀和宏觀的橋梁，這是理解”物質的量”的關鍵，可以圖 示如下，使學生直觀地了解，從而加深理解。(3)(3) 猜迷以增強識記。猜迷是學生喜聞樂見的文字游戲，具有激發興趣活化思維增強識記的作用， 能收到寓教于樂的效果。關于 物質的量”及其單位，可用下面兩條謎語來強

9、化。一量生來就特異，一個單位大無比，宏觀微觀兩邊起；二十三個數量級；生 產科研添方便，溝通陰陽兩世界，粒子計量以集體。阿氏測定立偉績。( (打一物理量)()(打一單位) )物質的量”及其單位“摩爾”是高中化學教學的重點和難點，屬于化學量 類、定義性表述的概念。現代教育理論認為：用語言準確地表述定義，并清晰地界定概念的外延，是實現 “概念形成”的途徑之一，特別是對定義性表述的概念 尤為重要。同時認為，充分利用學生認知結構中原有的、 適當的概念圖式來學習 新概念，是概念學習的又一策略，即 “概念同化”策略。根據現代認知心理學的 有意義學習理論和化學概念學習理論，對 “物質的量”這一重點教學內容，采

10、用 有意義的接受學習，符合學生的認知規律。實踐亦證明，對“物質的量”這一重點教學內容，采用有意義的接受學習，學生樂于接受，教學效果較為理想。以“問題”引發學生的重視和注意以學生熟悉的知識為基礎，提出問題以引 發學生對所要解決的問題的重視和注意， 往往是比較有效的。為此，以學生比較 熟悉的 氫氣和氧氣反應生成水”為知識基礎，提出以下問題：氫氣和氧氣反應生成水時，三種分子的個數比是多少？質量比是多少？若用 氫氣與氧氣反應，應消耗氧氣多少克？可生成水多少克？對這兩個問題， 學生不 以為然，都能很快答出。此時，教師緊接著提出如下問題：如果我們還想知道這氫氣含有多少個氫分子？這氧氣含有多少個氧分子？這水

11、又含有多少個水分子？應該如何解決呢？此問題一出，學生愕然。教師隨即指出：為了解決類似的問題，科學上建立 了一個“物理量”， 叫做“物質的量”這就使學生頭腦中首先有了一個 “物質的 量”是一種“物理量”的初略印象。教師再作簡要講解:物理量”是用于描述物質的某種屬性的。如 質量”這 個物理量，用于衡量物體的慣性大小；“長度”這個物理量，用于衡量兩點間的距離;溫度”這個物理量，用于衡量物質的冷熱程度。并提出問題：那么“物質的量”這個物理量，用于衡量什么呢？至此，問題進入了關鍵。為了順利解決 問題，此時，非常有必要組織、利用學生頭腦中原有的有關知識結構和觀念。為此，提出如下問題：“我們先看一個問題：有

12、幾百公斤大米，讓你數出這公斤大米大約有幾粒？ 你將用怎樣的方法來較快地完成此任務？工具只有天平，再加上你的手和大腦。” 問題一出，學生立即沸騰，都投入到積極的思維活動中。最后，基本達成共識。 可以米用如下兩種方法：方法一：數出若干粒，稱量出這若干粒的質量，再計算出總粒數。方法二：稱出一兩，數出這一兩的粒數，再計算出總粒數。教師 隨即指出：這 若干粒（或者 一兩”是一種“顆粒集體”我們今天 要學習的“物質的量”就是科學上建立起來的一種 “粒子集體”只不過名稱不 叫“粒子集體”而叫“物質的量”而已。 物質的量”是用于衡量一定量物質中含 有多少個“粒子集體”的物理量， 摩爾”則是“物質的量”的單位名

13、稱。接下來，很自然地進入了下一個問題的討論：科學上如何規定一摩爾中含有 多少個粒子？就如同我們數大米時，需要決定是以粒”還是以 粒”作為“一個顆粒集體”一樣。以原有的知識結構和觀念作階梯，學習、理解新概念為了建立“摩爾是物質 的量這個物理量的基本單位”以及 摩爾的標準是阿伏加德羅常數”等概念，非 常有必要為學生搭建理解的階梯，這個階梯就是學生頭腦中已有的相關知識結構 和觀念。為理解“摩爾是物質的量這個物理量的單位”而搭階梯：任何物理量都有單位。如“質量”這個物理量的基本單位是 千克”同理，科學上也給“物質的量” 這個物理量規定了一個基本單位，名稱為“摩爾”符號為 moimoi”為理解 摩爾的標

14、準是阿伏加德羅常數”而搭階梯：任何物理量的基本單位都有一個標準 （基 準）。同理，科學上也給“摩爾”這個基本單位選定了一個標準，規定：一摩爾粒 子（即一個“粒子集體”所含有的該種粒子的粒子數為 12g12g12C C 所含有的碳原 子數，稱為“阿伏加德羅常數”表示為NA”近似值為 6.026.02X0 023。為使學生更易理解，再作對比:物質的量”這種“粒子集體”其實也相似 于學校中的“班集體”。對比如下：卩個數集體”的數星i單位名擁1個單位”定義值總個數er班級 如：甸個班20 x50即物質的凰”in：20mn|NAmol12QXNA之后，可讓學生自己推出 “物質的量”阿伏加德羅常數”粒子數

15、”這三者之 間的關系：以錯例”分析，深化以上概念的理解”物質的量”摩爾”阿伏加德羅常數”等概念都是學生第一次接觸，難免有一些舊知識會對學生的理解和應用產生干擾 例如，把”物質的量”理解為 數量”或者 質量”等。為了消除干擾，把握概念的關 鍵，可用變式學習的方式使學生進一步深化對以上概念的理解， 可從多個側面將 某些無關因素或者關鍵特征設計成錯例，要求學生仔細辨別，找出錯誤的原因。上述的教學設計既強調概念的定義和理解， 運用了概念形成”策略，又充分 利用了學生認知結構中原有的、 適當的概念圖式， 重視概念之間的相互聯系和應 用， 運用了概念同化”策略，最終達到了 以其所知，喻其不知，使其知之”的

16、目 的。現代認知心理學認為：學習是建構內在心理表征的過程，學習者并不是把知 識從外界搬到記憶中，而是以已有的經驗為基礎，通過與外界的相互作用來建構 新的理解。如果語言文字或符號所表述的新知識能與學習者原有的認知結構中的 某些有關的觀念發生相互影響，產生同化作用，建立起非人為的、實質性的聯系， 這種學習就是有意義學習。有意義學習能夠真正掌握知識的實質，在知識的理解、 保持和應用等方面，效果都較為理想。奧蘇貝爾還認為，發現學習與接受學習這二者，都有可能是有意義的，也都 有可能是機械的。對于接受學習的方法，如果教師啟發、講授得當，同樣可以使 學生的學習成為有意義學習；而發現學習的方法如果應用不當，也

17、會成為機械學 習。物質的量及其單位摩爾，是高一化學教學的重點和難點，屬于化學量類、定 義性表述的概念。現代教育理論認為：用語言準確地表述定義，并清晰地界定概念的外延，是 實現概念形成的途徑之一，特別是對定義性表述的概念尤為重要。 同時認為，充 分利用學生認知結構中原有的、 適當的概念圖式來學習新概念， 是概念學習的又 一策略，即概念同化策略。根據現代認知心理學的有意義學習理論和化學概念學 習理論， 對物質的量這一重點教學內容，采用有意義的接受學習，符合學生的認 知規律。實踐亦證明，對物質的量這一重點教學內容，采用有意義的接受學習， 學生樂于接受，教學效果較為理想。有些化學概念往往具有高度的抽象

18、性，而且教材通常采用單一的文字描述， 以終態的形式呈現，略去了概念的形成和發展過程。基于上述原因，學生理解概 念時思維不順暢，運用概念時不靈活，辨析概念時不準確，這都是由于學生對概念的理解不深刻、不到位造成的。建構主義認為，知識不只是通過教師傳授得到， 而是學習者在一定的情境中， 借助他人 （包括教師和學習伙伴 ） 的幫助，利用必要的學習資源，通過意義建構 的方式獲得的。在進行物質的量這一傳統概念教學時， 我有意識的創設問題情境， 呈現相關的概念的形成過程， 化靜態為動態， 化終態為過程， 引導學生在解決問 題的過程中學習概念。1 1創設問題情境，展示概念的形成過程，促進學生對概念的理解物質的

19、量 是一個基本的物理量， 是在微觀層次上計量物質的一種方法。 這句話說起來簡單， 可是學生理解起來卻非常費勁。 學生不明白為什么要引入一個新的物理量來計量 物質的多少，引入物質的量這一概念以后對于他們學習有什么幫助和方便之處？ 為此我設計了如下的一個問題情境。有了上述生活中的例子， 學生理解起來容易多了， 而且學習的親切感和興趣 都有了。學生根據生活中的計量事例，經過討論很容易得到如下幾點啟示： 不同的物質可能有不同的計量方法， 同一物質也可能有不同的計量方法； 不同 的計量方法是可以相互轉化的；外觀越小的物質用集團的計量方法比較方便。 有了日常生活中的計量方法做背景， 而且學生對生活中的計量

20、方法做了深刻的總 結和分析， 學生從情境素材中挖掘出了深刻的道理。此時，教師馬上拋出問題： “化學實驗中我們如何計量物質？宏觀上我們可以用什么 （質量、體積 ）？微觀上我們可以用什么？ 宏觀的計量方法和微觀的計量方法如何建立聯 系？有了上述的鋪墊， 這些關鍵性的問題產生得都非常自然， 學生帶著問題繼續 研究，思路也非常流暢，興趣濃厚，學起來不累。建構主義認為， 情境是學生 學習環境中的四大要素之一。 學習環境中的情境必須有利于學生對所學內容的意 義建構， 這就要求教師在設計教學時不僅要考慮教學目標的分析， 還要考慮有 利于學生建構的情境問題創設， 并把情境問題的創設看成是教學設計的重要內 容之

21、一。一系列良好的問題情境，對學生理解概念可能起到事半功倍的效果。2 2通過問題情境，巧妙地深化概念、銜接概念，形成知識網絡概念之間只 有建立了有效的聯系， 這樣才能把概念學活， 概念的應用才能自如， 知識就會形 成網絡，能力就會得到提升。在學生學習了物質的量的基本概念以后， 我設計 了如下的問題情境：這樣不但檢查了學生對物質的量、阿伏加德羅常數等的理解程度， 同時教 師能非常自然的引出了摩爾質量的概念， 學生能夠非常容易的把物質的量、物 質的質量和摩爾質量之間建立有機的聯系，找出它們之間的數學關系， 弄清楚 了摩爾質量這一物理量的來龍去脈。在決上述幾個問題的過程中， 學生之間有討論、有思考、有合作、有會話、 有交流。在新的課程理念的指導下， 我們的教學就應該以學生為主體，設計符 合學生思維特點的問題， 逐漸把學生的思維引向深入， 通過轉變教學方式， 提高 課堂的教學效果， 切