“物质的量”教学困难成因分析及教学策略探讨

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论文字数:39956 论文编号:sb2021052615130135802 日期:2021-06-26 来源:硕博论文网
针对“物质的量”教学困难成因,笔者分析出以下策略。对于学生的策略:(1)夯实基础知识,重温初中微观粒子的知识;(2)改进学习方法。针对教师的教学策略有五点:(1)创设情境,提高学生学习兴趣。创设情境的方法有:①讲名人趣事;②讲化学史;③应用身边的情境教学。

1 绪论

1.1 问题的提出
1.1.1 物质的量在中学化学中的重要功能与地位
“物质的量”内容安排在人教版必修一化学课本,是学生刚上高中就要学习的内容。“物质的量”是高中化学是最基础的概念,是贯穿整个高中化学知识的纽带,也是学生认识化学世界并建立量概念的重要工具,在高中化学中起着举足轻重的地位。同时,“物质的量”是学生认识分子原子等微观世界与宏观世界的桥梁。不管是人教版、苏教版还是鲁教版的教材,都把“物质的量”这节内容放到高一上学期第一章中,三个版本在“物质的量”这节内容上虽然编排存在差异,但是内容基本相同,都要学习“物质的量、摩尔质量、阿伏伽德罗常数、气体摩尔体积和物质的量浓度”等知识。三个版本中“物质的量”在教材中的内容编排如图表 1-1【1】。
表 1-1 三个版本教材关于“物质的量”在教学内容编排
表 1-1 三个版本教材关于“物质的量”在教学内容编排
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1.2 文献综述
1.2.1 国内对物质的量的研究现状
(1)文献数量
在中国知网上检索篇名为“物质的量”并含“教学”的文献,时间为近十二年,共搜索出文献 128 篇,在结果中每隔 3 年再次检索,得出的结果如下图 1-2。
图 1-2 检索篇名为“物质的量”并含“教学”的文献统计
图 1-2 检索篇名为“物质的量”并含“教学”的文献统计
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2 相关概念和理论研究

2.1 物质的量概念体系
2.1.1 物质的量
英文“amount of substance”翻译为汉语“物质的量”。“amount”一词具有“数量、金额、合计”的意思,而“amount of”一般翻译为“数量”;“substance”具有“物质、物品、东西、事实基础、主旨、实质、基本内容”等意思。“amount of substance”现在翻译为“物质的量”。“amount of substance”这个英文最初是由化学家E.A.Guggenheim 给定义的。由该英文翻译出的汉语词语并不方便中国学生理解和学习,因为我国学生习惯理解简单词语,像长度、质量等。在物质的量的历史发展中,外国科学家也提出过很多替代“amount of substance”的英文,如“chemical quantity;ontcount;chemiance”等,但是这些英文概念最终都未达成共识【13】。
目前我国翻译“amount of substance”的中文为“物质的量”,这一专业术语对国内学生来说不易接受,主要体现在这个“的”字,大家习惯简单、通俗易懂的短语,而“物质的量”让人觉得“是一句话”,而“二氧化碳的物质的量”、“水的物质的量”等更让学生不易理解。
关于“物质的量”的定义,苏教版教材这样描述:“化学家研究中发现,参加化学反应的微粒质量很小,但是实际参加的微粒数目往往很大。为了将一定数目的微观粒子与可称量的宏观物质之间联系起来,在化学上引入物质的量(amount ofsubstance)”【14】。鲁教版教材这样写道:“‘物质的量’(amount of substance),像长度、质量、时间、电流等物理量一样,也是一种物理量,通过它可以把物质的宏观数量与原子、分子或离子等微观粒子的数量联系起来”【15】。人教版教材描述:“在日常生活、生产和科学研究中,人们常常根据不同需要使用不同的计量单位。例如,用米、厘米等来计量长度;用千克、毫克等计量质量等等。同样,人们用摩尔作为计量原子、离子或分子等微观粒子的‘物质的量’的单位。物质的量是一个物理量,它表示含有一定数目粒子的集合体,符号为 n”。比较三个版本中关于“物质的量”的概念,都比较抽象,难以理解。人教版更加明确“物质的量”的定义:表示含有一定数目粒子的集合体。
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2.2 相关理论研究
2.2.1 建构主义学习理论
建构主义的先驱可以追溯到瑞士著名心理学家皮亚杰对儿童认知发展的研究。他认为儿童获得对外界的认识到自身发展需要两个阶段,即“同化”和“顺应”。同化是指把外部环境中的有关信息吸收进来并结合到儿童自身已有的认知结构中,即个体把外界刺激所提供的信息整合到自己原有的认知结构内的过程;顺应是指外部环境发生变化,而原有认知结构无法同化新环境提供的信息时所引起的认同认知结构发生重组和改造的过程,即个体的认知结构因外部刺激的影响而发生变化的过程【18】。比如儿童认为鸟类是“在天空中飞、有翅膀、有两只脚的动物”,是他原有的认知,当他看到一只燕子的时候,会把燕子归为鸟类,这就是“同化”的过程,其认知结构没有发生改变,自身没有获得进步。当儿童到动物园后,动物园长告诉他,鸵鸟也是鸟时,这一认知与他原先的认知产生矛盾,他会把“鸟类一定会飞”在原认知中去掉,这时他获得对鸟类新的认知,这就是顺应,顺应让其获得进步,学习到新知识。皮亚杰之后,斯滕伯格和卡茨等对建构主义进一步完善和发展,为建构主义学习理论奠定基础,将建构主义发展起来,同时也为教师教学提供理论基础和启示。
(1)寻找相似的关联
同化和顺应过程,就是学生认知结构不断变化与重组的过程。本节学生学习过程中遇到很多名词,抽象难懂,学生不易理解,但是若能从学生已有的认知出发,激发他们原有的知识和经验,对学习物质的量大有帮助。例如生活中我们常把 2 支筷子叫做一双筷子,24 瓶矿泉水叫做 1 箱水,10 包烟叫做一条烟等等,这些生活经验都是“化繁为简”的思维,主要是为了表达简洁,方便生活。当学生有这些认知以后,我们再介绍 6.02×1023个微粒叫做 1 摩尔微粒,学生很容易“同化”知识。再介绍这个数字并不是原来就有,而是各国科学家召开国际计量大会达成共识后做出的规定,这样,学生会逐渐“顺应”物质的量的知识,更好的理解阿伏伽德罗常数的含义。
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3 物质的量教学困难成因分析......................18
3.1 学习困难成因分析............................... 18
3.2 教学困难成因分析............................... 33
4 物质的量教学策略及实施......................45
4.1 学生策略.............................. 45
4.2 教师策略.............................. 46
5 研究结论与展望..........................55
5.1 研究结论........................ 55
5.2 本研究的新颖性.............................. 56

4 物质的量教学策略及实施

4.1 学生策略
通过问卷调查和访谈,学生学习“物质的量”这节内容时,有很多可改进之处,教师在上课、课下和自习时间,尽量给予学生点拨,适当帮助他们。
4.1.1 夯实基础,重温初中微观粒子的知识
物质的量涉及微观粒子的计算,有些学生不清楚物质的构成,因此需要学生夯实基础,重温初中微观粒子的知识。例如,很多学生误认为硫酸是由氢离子和硫酸根离子构成,而他们不清楚硫酸是由硫酸分子构成!因此重温初中微观粒子的知识很有必要,可分别归纳由分子、原子和离子构成的物质,见表 4-1。另外,学生常混淆质子数、电子数和中子数的计算方法,为此,可以对常见原子的质子数、电子数和中子数做如下归纳,见表 4-2。表中内容教师做一至两个示范,然后让学生自己填写,最后归纳方法如下:①中性分子或原子中,电子数=质子数=原子序数;②中子数=质量数-质子数。学生通过做题得出的结论会刻骨铭心的记在脑海中,不会轻易忘记,这些方法对学习本节内容大有帮助。综上,学生学习本节内容前要夯实基础,重温初中微观粒子的相关知识。
表 4-1 分子、原子和离子构成的物质归纳
表 4-1 分子、原子和离子构成的物质归纳
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5 研究结论与展望

5.1 研究结论
“物质的量”这节内容安排在人教版必修一化学课本,是学生刚上高中就要学习的内容。“物质的量”在高中化学起着基础性的作用,它也是贯穿整个高中化学知识的纽带,是学生学习化学的工具,特别是高中化学计算时候起着举足轻重的地位,同时,“物质的量”在以后的学习中也会经常用到,像氧化还原反应、电化学、金属和非金属化合物等的学习都离不开“物质的量”的相关知识。高中化学开篇就接触“物质的量”,是学生认识分子原子等微观世界与可称量的宏观世界的桥梁。但是学生学习“物质的量”困难重重,笔者通过学生和教师的问卷调查、访谈,分析“物质的量”教学困难的成因,并对教学提出建议。
学生学习“物质的量”困难原因主要来源于:(1)理解概念困难;(2)公式易混淆,不会应用公式;(3)学习方法欠佳;(4)基础薄弱。教师难教原因来源于三方面:教材难讲、学生难教和教师本身综合素质需要提升。教材难讲体现在:(1)内容抽象难懂;(2)概念多且难;(3)无实验,枯燥难教;学生难教体现在:(1)学习时间少;(2)基础薄弱;(3)学习方法欠佳。教师本身综合素质需要提升表现在:(1)把握不住学情;(2)教学方法不当;(3)专业知识不够扎实。
针对“物质的量”教学困难成因,笔者分析出以下策略。对于学生的策略:(1)夯实基础知识,重温初中微观粒子的知识;(2)改进学习方法。针对教师的教学策略有五点:(1)创设情境,提高学生学习兴趣。创设情境的方法有:①讲名人趣事;②讲化学史;③应用身边的情境教学。(2)把握学情,进行更有效的教学。把握学情常用的方法有:①课堂上观察和询问学生;②课前课后访谈部分学生;③让科代表收集学生的意见和建议;④对学生进行问卷调查;⑤查阅初三的教材;⑥咨询老教师。(3)及时归纳解题方法。(4)提高教师自身综合素质,形成终身学习的习惯。常用方法有:①多听课;②多问;③利利用多媒体学习;④订购自己喜欢的教学期刊。(5)增强对学生的人文关怀。
参考文献(略)

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