“化学计量在实验中的应用”单元教学设计

“化学计量在实验中的应用”单元教学设计

李秀芳

李秀芳（冠县武训高中山东冠县252500）

【摘要】“化学计量在实验中的应用”在中学化学的学习中占有非常重要的地位，对于学生进一步深入理解微观微粒与宏观物质之间的联系，特别是对于培养学生的化学计算能力和实验技能具有十分重要的意义。在此节中“物质的量”又是一个特别抽象的科学概念，远离人们的日常生活经验，是学习的难点，所以特别设计了本节的单元教学设计。

【关键词】任务分析；学生分析；单元教学目标；单元教学策略；观念建构；类比方法；引导探究；结合实例

1.任务分析

1.1单元地位；人教版高中化学必修1、第一章第二节“化学计量在实验中的应用”主要内容为“物质的量及其单位—摩尔”概念的建立；物质的量与物质微粒数量，阿佛加德罗常数之间的关系；物质的量与物质的质量，物质的摩尔质量之间关系；气体摩尔体积概念以及气体摩尔体积、气体体积、物质的量之间的关系；物质的量浓度概念以及相关计算和配置一定物质的量浓度的溶液的方法。

这部分内容是将化学基本概念作为基础，并于实验紧密相连，强调概念在实际中的应用，同时突出以化学实验为基础的特点。这部分内容在中学化学中占有非常重要的地位，对于学生进一步深入理解微观微粒与宏观物质之间的联系，特别是对于培养学生的化学计算能力和实验技能具有十分重要的意义。并且对整个高中化学的学习起一个指导作用。

1.2课程标准；①体验科学探究的过程，学习运用以实验为基础的实证研究方法。②初步学溶液配制的实验技能。③认识摩尔是物质的量的基本单位，能用于进行简单的计算，体会定量研究的方法对研究和学习化学的重要作用。④初步认识实验方案设计、实验条件控制、数据处理等方法在化学学习和科学研究中的应用。⑤能够独立或与同学合作完成实验，记录实验现象和数据，完成实验报告，并能主动进行交流。

1.3知识价值；本单元的知识价值首先体现在为学生提供了最基础、最直接、最有效、最重要的学习化学的方法。化学是以实验为基础的科学，实验是学习化学、体验化学和探究化学过程的重要途径。本节的标题为：化学计量在实验中的应用，强调了“化学计量”在实验中的应用，承接上节课的“实验有关知识”，同时也给学生一个较完整的体系，这些物理量在化学实验中有重要作用。所以教师在定位时，不能单单就知识讲知识，而应该将这些物理量很好的融合在于实验有关的内容中，让学生体会和感受。但课本上关于物质的量，没有设计实验内容，气体摩尔体积有“电解水的实验”，物质的量浓度有配置一定物质的量浓度的实验。所以应该自主的开发一些小实验让学生参与或者感悟。帮助学生打开了化学学科的大门，使学生在实验过程中，体验到成功的快乐，感受到事实是检验真理的唯一标准，逐步养成严谨的化学学科素养和唯物主义的世界观，培养团结协作的优良习惯。

2.学生分析

教育心理学家奥苏贝尔说“影响学生的唯一最重要的因素就是学习者已经知道了什么，要探明这一点，并据此进行教学。”因此我们在单元设计时，要先分析学生具备的知识与能力及掌握的情况。

2.1学生知识基础分析；①知识、技能基础：学生在此之前已经学习过分子、原子、离子等微观粒子，对这些粒子有了基本的了解；同时学生对宏观世界的物质质量、物质体积等内涵也有所了解；学生的这两项基本知识有利于建构微观和宏观之间的联系，有利于学生这节内容的学习。同时由于上节内容的讲解，学生对化学实验有了更进一步的认识，利于本节课学习过程中的实验探究。②心理特点：高一的学生，具备一定的抽象思维能力和总结归纳能力，利于本节内容的学习。抽象思维能力有助于学生更好的理解摩尔、气体摩尔体积等概念；总结归纳能力使学生对气体摩尔体积和浓稀溶液之间的转换配置有比较直观的理解。高一学生的好奇心未减、解决问题的荣誉体验强烈，利于本节课的开展（本节课采取“问题抛给式”，让学生在解决问题的同时学习新知识、消化新知识、体验新知识的应用）。

2.2学生在学习过程中容易出现的问题；①物质的量这个词对于学生来说是一个既陌生又抽象的词语，比较难以理解，并且易与物质的质量混淆。②对于配置一定物质的量的溶液的定量实验的基本操作可能不规范。

3.单元教学目标

单元教学目标的制订，要受两个方面的制约。新课程中主题1“化学实验基础”的课程目标是制订教学目标的依据；而学生的认知特点和实际情况还在一定程度上影响着单元教学目标的制订，一切脱离学生实际的教学设计都是空谈。本节教材抓住一般反应都在溶液中进行的特点，以介绍“配置一定物质的量浓度的溶液”为主要教学目标，将物质的量等基本概念作为化学计量。这样一方面突出了重点知识，另一方面也大幅度减小了化学计算的难度，从而有效的降低了学生学习的难读。

3.1知识技能；①使学生认识物质的量是描述微观粒子集合的一个“堆量”，知道摩尔是物质的量的基本单位；体会摩尔这一概念的重要作用；了解阿伏加德罗常数的含义。②使学生了解摩尔质量、气体摩尔体积的含义。③使学生掌握物质的量、物质的粒子数、物质的质量、摩尔质量之间的关系。④使学生掌握气体物质的量、气体微粒数目、气体摩尔体积之间的关系；知道标准状态下气体摩尔体积的大小。⑤使学生了解物质的量浓度的含义；掌握溶液溶质的物质的量、溶液体积和物质的量浓度的关系。

3.1过程方法；①使学生初步学会物质的量、摩尔质量、质量之间的简单计算。②通过对于表格数据的观察，使学生初步体会如何分析表格数据，并得出有效结论。③使学生掌握配制一定体积的物质的量浓度溶液的方法。

3.2情感态度价值观；①通过对于概念的学习和应用，培养学生严谨、认真的学习态度，使学生掌握科学的学习方法。②通过了解使用“物质的量”及相关概念，使学生认识到化学计量的发明对于化学学科的发展具有重要的作用。

3.3教学重点；①物质的量及其单位；气体摩尔体积的应用；一定物质的量浓度的溶液的配制方法。

3.4教学难点；①物质的量及其单位、气体摩尔体积概念、物关计算。

4.单元教学策略

4.1单元知识结构网络。

内容之间的关系：本单元学习了一种新的物理量——物质的量。“物质的量”及相关概念是高中阶段学生学习的重要化学概念，物质的量作为联系物质宏观数量和微观粒子数量的桥梁，为学生定量认识物质组成和化学反应提供了新的视角。同时，“物质的量”及相关概念是属于“工具性”概念，学生在今后的学习当中会不断使用。

本单元并通过实验“配制一定物质的量浓度的溶液”，将物质的量与化学实验基本方法联系起来，突出了实验主题，也突出了物质的量这一物理量的实际应用。

4.2基于观念建构的教学策略；根据科学学习的规律和学生心理发展的特点，我们应倡导以探究为核心的、积极主动的多样化教学方式和学习方式，突出教学和学习的建构性、结构性和整合性和发展性，是新课程倡导的先进理念。新课程内容的建构性有两个特点，第一是内容的情景化，它不是裸露的讲知识，而是要密切的结合生产生活，或者学生已有的经验。第二是教学过程的活动化，要求教师引导学生通过丰富多样的学习活动和探究过程，去达到所要求的内容标准。

新课程还要求要在学习过程中培养学生的化学观念。本单元涉及到的化学观念主要是转化观、物质观、微粒观。

基于以上考虑，在本单元的教学过程中要注意：4.2.1利用类比的方法，建构“物质的量”等系列概念；类比的方法是将2个或2类对象在某些属性上的相同，推出它们在其它属性上也相同的一种科学的方法，也是认识由特殊到一般，由已知到未知的逻辑推理方法。本节可运用单位类比、摩尔质量的类比物质的量浓度与溶质的质量分数的类比。

单位类比是将“物质的量”与其他6个国际基本物理量进行比较，可将“物质的量”、”摩尔“及其单位的符号通过类比简单的呈现在学生的面前。“摩尔质量”可通过“摩尔”的定义，运用类比的方法，推出其概念。

物质的量浓度与溶质的质量分数之间的不同点是：前者溶质是物质的量，后者是溶质的质量，；二者单位不同；表示的方法不同。根据类比引导学生分析物质的量浓度应注意的问题。

4.2.2使用引导探究的方法，使学生自主形成概念；要想让学生进行建构性学习，我们就要在学生已有的经验的基础上提出问题、产生质疑从而为学生设置驱动性问题，进行探究教学。

摩尔是物质的量的单位，但是这一概念对于学生来讲很陌生也很抽象。再加上对高中化学的畏惧，无形中增加了学习的难点。因此教师应注意分散难点，设置驱动性问题，引发学习兴趣。关于气体摩尔体积，要充分利用课本中的科学探究提出的问题，让学生主动了解气体的物质的量与体积之间的关系，自然的引出了气体摩尔体积的概念，同时使学生理解气体摩尔体积的重要性。

4.2.3结合生活中的实例，帮助学生理解概念；本节开头可以用“曹冲称象”为例，为建构如何记数微观粒子做铺垫，通过实例提出问题，如何去“数”微观粒子，激发学生的学习动机，运用集合的思想去解决问题，继而引出用阿伏加德罗常数做为集合标准，再定义物理量“物质的量”、及其单位“摩尔”。为让学生明白摩尔的集团概念，可以用“一打啤酒”、“一袋米”做比较。来加深概念的理解。

这种采用实例的方法，符合学生的认知规律，使学生乐于学习。

4.2.4做好配置一定物质的量浓度的实验，使学生掌握配置的要点；配制一定物质的量浓度的溶液，是高中阶段最重要的实验之一，除了要求学生初步学会溶液配制实验技能即配制步骤和仪器的使用方法外，还要能准确地分析一些简单的由实验导致的误差，以利于学生思维能力及分析问题能力的训练和培养。同时由于实验相对安全，是学生进入高中后的第一个对“量”有一定要求的实验，它对于培养学生细心、认真的实验习惯，体会定量研究的方法对研究和学习化学的重要作用有重要意义。把实验设计成让学生先做，教师后演示，主要是让学生有思考问题的主动性，突出实验探究的的功能，加深学生对实验的印象，同时也体现以生为本的教学理念。探究实验时，应先组织学生讨论、分析，进行必要的提示再做。这样才会产生好的效果。

4.2.5运用量方程，使学生建构概念之间的关系；本节结束时，应让学生通过简单的量方程，建构物质的量等概念之间的联系，会运用其进行简单的计算。但要注意把握教学的要求，不要过度强化计算。

5.教学资源

多媒体：烧杯、容量瓶、量筒、水电解器、胶头滴管、铁架台、酒精灯、玻璃棒、氯化钠、自来水、蒸馏水等。

6.课时安排

第一课时：物质的量的单位——摩尔。

第二课时：气体摩尔体积。

第三课时：物质的量在化学实验中的应用。

参考文献

[1]何彩霞“物质的分类”单元教学设计.

[2]于乃佳“氧化还原反应”单元教学设计.

[3]人教版高中化学必修1课本.

[4]张印林谢祥林氧化还原反应概念意义看建构的教学研究.