郭瑞春
摘 要:核心素养有三大本质特征:综合性、阶段性和持久性。核心素养的内隐性,影响着对其的评测,致使教师在教学中有所忽视,但它却会影响学生一生的学习、工作和思考。
关键词:核心素养;教学价值;内隐
化学研究的对象是微粒,即分子、原子、离子等,由于微粒之小、之多而致使很难直接研究,需要借助宏观的物理量——物质的量这一桥梁帮助实现物质间转化的定量研究。高中化学教学中切实把握好物质的量的教学,体现化学核心素养,因此,挖掘其教学价值显得尤为重要。
一、选择逻辑起点 收获思维训练之品质
化学核心素养反映化学的本质和化学的思想,是学生在化学学习的过程中逐渐形成的,具有综合性、阶段性和持久性的本质特征。核心素养的养成与教师教学过程的设计、教学内容的安排、教学方法的使用等有着密切的关系。
教学活动离不开课题的引入,教学起点选择的不同,材料组织的先后不同,不仅影响课堂教学的展开,更会制约化学素养的形成。
【案例1】 教师:日常生活中,经常要买大米,假若每一粒大米是一样大小的话,能否请同学购买到5万粒大米?如果请你去购买,需要花多少时间?
学生:两天/半天……
教师:时间能否再短一些?是否有可能在一两分钟内完成?
(学生热烈讨论)
学生:可以先数100粒大米,称一下,然后换算成每一粒大米的质量,经过计算后可以称出5万粒大米的质量。
教师:完全正确!如果已知大米的“千粒重”(即1000粒大米的质量)为20克,能否在半分钟内完成买大米的任务?
学生:能。通过计算知道,5万粒大米就是50000×20/1000=1000(克)。
教师:很好。如果已知每一个碳原子(12C)的质量为1.993×10-23克,能否请大家马上取出6.02×1023个碳原子?
学生:能。
教师:为什么?
学生:根据刚才买大米的思路,经过换算,只要称取1.993×10-23克×6.02×1023=12.0克,即12.0克碳原子就行了。
教师:太好了。在化学上,我们把6.02×1023个碳原子(12C)作为一个集合体,称为1摩尔。摩尔是“物质的量”的单位。
【解析】本案例,从学生最熟悉的例子出发,学生容易接受并且容易引发思考,从具体→抽象→建构,顺利完成了全新的、抽象的概念“物质的量”的学习。从已有的逻辑思维引入新思想、新方法的构建,完成了知识的重构和知识的内化。
【案例2】 教师:(出示一杯水)水是由水分子构成的,那这一杯水中含有多少个水分子呢?
学生:几千个?几万个?分子很小,至少要有几百万个吧……
教师:水分子是微观粒子,肉眼看不到。有数据表明:一滴水中含有约17万亿亿个水分子。
(学生一脸茫然)
教师:我举个例子吧。假若有一滴水,大约是0.05克,其中的水分子由我们全国13亿人口日夜不停地数,大约数多少年呢?一滴水中含有的水分子量够我们全国13亿人口日夜不停地数上2万年。
学生:啊?!既然有那么多分子,人用一生的生命数也数不清,那如何去研究呢?怎么知道一杯水有多少个水分子呢?
教师:我们借鉴生活中香烟的“打包”来理解。一包香烟20支, 20支是一个集合体,它就是一包。我们设想把分子也打包。如果把6.02×1023个12C所含的碳原子也打成“一包”,化学上把这“一包”称为“1摩尔”。
学生:这样的“一包”即“1摩尔”有多大呢?有什么意义吗?
教师:“摩尔”是一个相当于“包”一样的微粒集合体的单位。
教师:“摩尔”是“物质的量”的单位,物质的量是一个物理量,是微粒的集合体。
教师:看一个练习题。3.01×1023个氧原子为 摩尔,含有O2 摩尔。
从一滴水中分子数不清,激发学生学习热情,引发学生要搞个明白,弄个究竟的念头越发深刻,于是课堂教学顺利展开。这样由实例引入—逐步抽象—揭示实质—清晰脉络关系—再结合练习强化知识的科学思路训练,有利于化学素养的养成。
【案例3】 教师:化学方程式H2 + Cl2 = 2HCl的含义有哪些?
学生:物质的转化:氢气和氯气在点燃条件下生成氯化氢。
学生:微观粒子的数目:一个氢分子和一个氯分子结合生成两个氯化氢分子。
学生:质量关系:每2g氢气和71g氯气反应生成73g氯化氢。
教师:根据同学们的分析,我们从化学方程式可以推导出微观粒子数目关系和质量之间的关系。也就是说,2g氢气和71g氯气含有相同数目的分子。大家同意这个看法吗?
学生:同意。
教师:那么,2g氢气或71g氯气含有的分子数目是多少呢?
学生:……
教师:由于这些微观粒子的质量都很小,这个数字很庞大,经测定约为6.02×1023个,科学家将其称为阿伏加德罗常数,符号为NA,表示约为6.02×1023 mol-1。
如此庞大的数字使用和计算都不是非常方便,怎么办?因此,科学家想出了一个办法,将6.02×1023个微粒作为一个集合体,称为“1 mol”。这样就将分子、原子、离子等我们肉眼看不见的粒子,与客观存在、具有一定质量的物质联系了起来。
我们来看几个练习。
1 mol H2约含 个氢分子;1 mol H约含 个氢原子;1 mol SO42-约含 个硫酸根离子。
摩尔是物理量“物质的量”的单位。
【解析】由教师的启发和引导以及教师设计的练习可知,学生理解了摩尔是一个单位,可以用来衡量物质所含粒子数的多少。就如同克是质量的单位,米是长度的单位一样,那么摩尔是什么物理量的单位呢?这个物理量叫做“物质的量”,就像长度可用来表示物体的长短,温度可表示物体的冷热程度一样,物质的量是用来表示物质所含一定数目粒子集合体的多少的物理量。由具体到抽象,学生的思维得到了训练。