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突破《化学计量在实验中的应用》教学难点的方法探究

2009-1-7 20:14:58  来源:高中化学网  作者:www.gzhxw.cn  【 】  浏览:

     摘要:本文介绍了新课程课堂教学中整合内容、突破难点,提高效率的方法,提出了应用同化策略、强化技法指导采用边讲边实验等方法是提高课堂教学效率、突破教学难点的最有效手段的教学理念。

 

关键词    同化     联想    类比    边讲边做

 

 

新课标(人教版)化学(必修1)第一章第二节化学计量在实验中的应用》是本册教材中教学重点和难点,也是学生学习的难点,其主要存在“概念多,理解难;公式多,计算难;操作多,实验难”的三大障碍。如何突破难点,提高课堂教学效率,笔者作了些尝试。

 

一、应用多种策略,突破“理解难”障碍

 

1.1同化策略

 

美国著名教育心理学家,著名的“同化理论”创始人奥苏伯尔认为:影响学习的惟一最重要的因素就是学生已知道了什么,要探明这一点,并根据此进行教学。任何学生都有其丰富的生活经验,在这种经验中蕴藏着已有的认知结构,若从学生这种已有的认知经验出发,帮助其形成对新的学习知识的同化,则容易达到对新知识的结构化。例《化学计量在实验中的应用》中最重要的、最难理解的概念----物质的量的教学,可以学生熟知的米粒和米粒的集体为起点,采用同化策略,实现宏观世界向微观世界的过渡,促使思维的跃迁,达到理想的教学效果(见图1

(图1

学生从大米、杯子、米粒、杯数这些可感知的原有生活经验出发,很快就可以同化建立起对物质的量这个抽象的物理量的认识,教师的教和学生的学都达到轻松愉快的境地。

  

 1.2联想策略

 

联想法就是把一些化学概念用联想的方法进行学习和记忆。联想法是新旧知识建立联系的产物。在化学教学过程中应抓住问题特征,由此及彼发展联想。通过联想,以点带面,轻松掌握概念。图2是物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量等概念的联想学习过程。

 

 

 

1.3类比策略

 

类比就是在两类不同的事物或者事物的不同发展阶段之间进行对比,找出若干相同或相似点之后,推测在其他方面也可能存在相同或相似之处的一种思维方式。

 

这种方法的逻辑过程特点是从特殊到特殊,即把两个特殊事物进行类比;从思维方式的类型上说,是把抽象思维与形象思维相结合。

 

如阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度等概念可通过建表类比来帮助学生理解概念(见表1和表2)。

 

阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积的异同

 

 

阿伏加德罗常数

摩尔质量

气体摩尔体积

相同点

均指单位物质的量即1 mol物质所具有的性质

相异点

1 mol物质所具有的粒子数

1 mol物质所具有的质量

指在一定条件下1 mol气体所具有的体积

 

单位

/mol

g/mol

L/mol

 

物质的量、摩尔质量、摩尔体积、物质的量浓度的异同

 

 

物质的量

摩尔质量

摩尔体积

 物质的量浓度

概念

表示含有一定数目微粒集体的物理量

单位物质的量的物质的质量

单位物质的量的气体的体积

以单位体积溶液中所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量。

符号

n

M

Vm

cB

单位

mol

g·mol-1

L·mol-1

mol·L-1

注意点

1)物质的量是专有名词,不能拆开,更不能理解成物质的质量。

2)物质的量既不表示个数,也不表示质量。是表示巨大数目的微粒集体

1)与式量的比较:数值上相同,单位不同。

2)与1 mol物质的质量的比较:数值上相同,单位不同

1)标准状况:0 ℃1 atm1.01×105 Pa

2)理想气体:

A.不计大小但计质量

  B.不计分子间的相互作用

标准状况下的气体摩尔体积:约22.4 L mol-1

1)单位体积溶是

单位体积溶剂,也不是1000克溶液。(2)溶质B的物质的量不是溶质质量。(3)所表示的溶质与溶液并不是实际的数值,而是两者的相对比值(4)取出某溶液的任意体积溶液,其物质的量浓度保持不变。

 

二.注重技法指导,实破“计算难”障碍

 

21 构建计算关系网络

 

网络结构法其特点是以图示意的方式进行教学和学习。现代心理学实验证明:在一般情况下,只依靠听觉,人们可以记住接收信息的15%左右,只依靠视觉看图象,人们可以记住大约25%的信息。假使两者结合起来。边听边看边思考,那么就能够记住接收信息的65%。这说明网络结构法与讲述法相结合,会大大提高学生在课堂上的思维容量。

 

 

 
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


(图4

2.2强化技巧训练

 

教是为了不教,学是为了会学。授之以鱼,不如授之于渔。本节中需要掌握的计算类型较多,学生较难理解和记忆,介绍一些计算技巧和方法有利于学生掌握方法,实破思维障碍,从而达到良好的教学效果。例平均值法、十字交叉法、推理法、极值法等。

 

221平均值法

 

[1]锌、铁、镁三种金属中的两种混合物13 g,与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为11.2 L,则混合物中一定含有的金属是(      ).

(A)                       (B)                      (C)                      (D)无法推断

 

[解析]根据锌、铁、镁三种金属与足量的盐酸反应,均生成二价金属阳离子得:

R + 2HCl= RCl2+ H2(R为金属,设平均式量M

M             22.4 L

                                     13             11.2 L

                                     M:13=22.4 L:11.2 L

                                     M=26

 

则必须有相对原子质量大于26和小于26的金属存在,又因为锌、铁的相对原子质量均大于26,只有镁的相对原子质量小于26,故答案为C

 

[答案]C

 

222十字交叉法

 

[2]用向下排气法在容积为V mL的集气瓶中收集氨气,由于空气尚未排净,最后瓶内气体的平均式量为19,将此盛满气体的集气瓶倒置于水中,瓶内水马上升到一定高度后,即停止上升,则在同温同压下,瓶内剩余气体的体积为(   

A. V/4 mL     B. V/5 mL   C.V/6 mL.            D. 无法判断

 

[解析]用十字交叉法计算氨气与空气的体积比:

 

 

 所以氨气占5/6,空气占1/6;由于氨气易溶于水,故剩余气体为空气。

 

[答案]C

 

223推理法

 

[3]已知98%的浓H2SO4的浓度为18.4 mol L-1,则49%的硫酸溶液的浓度为  (    )

    A.等于9.2 mol L-1          B.大于9.2 mol L-1

C.小于9.2 mol L-1          D.不能确定

 

[]根据c=1 000ρ·w% / M可知,cw%(溶液的质量分数)、ρ(溶液的密度)成正比,当w% 减小为一半,ρ不变时,c也要减小一半;而硫酸的密度与浓度成正比,故稀释后ρ也要减小,则c小于原来的一半。

[答案]C

 

224极值法

 

[4]5.4 g由某碱金属R及其氧化物R2O组成的混合物。该混合物与足量的水反应。反应完毕,蒸发反应后得到的溶液,得到8 g无水晶体。试通过计算,判断该金属是哪一种碱金属?

[解析](i) 5.4克混合物都是碱金属R,则由

 

            

 

 (ii) 5.4 g 混合物都是碱金属R的氧化物R2O,则由

                    

 

    (i)(ii)所述,碱金属R的式量k的范围为(10.7,35.3)。在碱金属中,只有金属Na的式量23(10.7,35.3)中,所以该碱金属是金属钠。

 

[答案]该碱金属是金属钠。

 

三、运用边讲边做,突破“实验难”障碍

 

“学生是知识的积极建构者,而教师是学习建构知识的支持者”。在自主学习过程中,学生是学习的主体,教师则是学生自主学习的服务者,对学生的自主探究提供必要的指导或帮助。教育心理学巨匠——皮亚杰(瑞士心理学家)曾说过“个体的发展实际上就是练习、经验、对环境的作用等意义上的大量活动的产物。”

 

实验操作是学生最易忽视和出错的地方,通过在老师指导下的自主实验,可使学生掌握基本操作原理,掌握实验操作技能。例如物质的量浓度的溶液的配制可采用边讲边练的方法进行教学:

 

教师活动

学生活动

设计意图

组织配制步骤的探究:

[板书]计算称量溶解转移洗涤定容摇匀装瓶贴标签

[实验探究]

[演示实验]配制0.1 mol/L NaCl溶液500 mL

[指导学生练习配制0.1 mol/L NaCl溶液250 mL的实验操作]

记住配制步骤:

1)准备工作:检漏

2) 操作步骤:计算称量溶解转移洗涤定容摇匀

3)结束工作:装瓶、贴标签、整理清洗。

 

观察,思考。

[根据教师演示实验,练习配制0.1 mol/L NaCl溶液250 mL的实验操作]

先用自来水练习溶液的转移,在容量瓶下垫一白纸,待白纸上无水印后,再进行配制溶液操作。

掌握物质的量浓度溶液配制方法。

 

 

 

 

培养学生的实验操作技能

 

 

[组织探究实验操作问题]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

组织学生探究浓硫酸的稀释操作

 

探究下列问题:
 1
.为什么在烧杯中溶解?能放直接在容量瓶中溶解?
 2
.物质溶解后能否立即转移到容量瓶中?

3.适量的水为多少?
4
.为什么要用玻棒引流?

5.转移过程中玻棒应在何处?能否放在桌上?
6
.为什么要洗涤23次,否则,配制出的溶液浓度有什么变化?
 7
.定容前为什么要振荡容量瓶?
 8
.定容时为什么要改用胶头滴管?
 9
.如果定容时,不小心使溶液的液面超过了标线,该怎么办?
 10
.摇匀后,溶液的液面低于标线,能否再加水至液面与标线相切?如这样操作,对配得的溶液浓度有什么影响?、

[探究用浓硫酸配制0.1 mol/LH2SO4溶液250 mL的操作过程]

培养学生严谨的科学态度,掌握实验操作技能。

 

 

 

变式训练,培养学生的思维能力。

 

 

知识迁移,培养思维的严密性

 

[组织学生完成巩固练习]

[完成巩固练习]

[练习]指出下列操作中的错误,并改正。

某学生要配制0.1 mol/L NaOH溶液100 mL。他把质量、大小均相同的两张滤纸分别放在托盘天平的两个托盘上,称取4 g NaOH晶体,然后放入烧杯中,加水100 mL搅拌溶解后,立即倒入250 mL容量瓶中,不小心又溅出几滴液体,最后用烧杯加水至溶液的液面正好与标线相切,把容量瓶摇晃二次即成。

巩固溶液的配制方法。

 

  通过自主实验,强化学生对物质的量浓度概念和配制方法的理解,从而培养了学生的实验能力和操作技能。

 

总之,通过动手做、动脑思、动笔写、自主练习等过程,可强化对物质的量、摩尔、阿伏加德罗常数气体摩尔体积,物质的量浓度等概念的理解,突破本节教与学的障碍,使学生真真体念到物质的量概念及其计算的真谛,从而提高教与学的效率。

 


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