互联网背景下基于学生学的逻辑的教学设计——以“物质的量”为例

纵建瑞

摘要：介绍了在互联网丰富资源的大背景下，如何设计符合学生学的逻辑的教学过程，同时介绍了在物质的量的教学中几点优化的处理方式。

关键词：互联网;学的逻辑;物质的量

文章编号：1008-0546（2022）07-0048-03中图分类号：G632.41文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.07.012

随着科技的发展，教师在备课的时候可利用的资源更加丰富，笔者在备课时除了研究最新版的人教版[1]、苏教版[2]、鲁科版[3]三种版本的教材以外，还同时使用百度文库、学科网、国家及地方资源平台以及各种化学公众号等网络资源，只需要在网络上输入所要上课的内容，上百条的相关资源即可呈现出来，那么如何利用这些资源就显得尤为重要，以物质的量这节课为例，来探讨如何从繁多的资源中选择适合自己、适合所教学生的有用资源，学会整合取舍，以设计出符合学生学的逻辑的教学。

一、学生学的逻辑的内涵

学生学的逻辑是指学生认识事物的基本过程和合理顺序，学生学习知识的过程也具有一定的规律，即一定的认识顺序，如从感知到理解、从已知到未知、从易到难、从特殊到一般和从一般到特殊的结合，在理解的基础上巩固和应用，从基本练习到综合练习，从模仿到创造等[4]。不从学生认知规律出发，而只片面强调概念系统的建立，课堂内容再充分，知识结构体系再完备，如果学生无法理解和接受，产生畏难心理，反而不利于学生的学习。

二、教学背景分析

物质的量是认识微观粒子的一个新的视角，贯穿高中化学定量计算的始终，涉及微粒个数、阿伏伽德罗常数、摩尔质量、物质的量浓度等诸多概念。物质的量的这节内容在不同版本中所出现的位置分别是鲁科版必修一第一章第三节，苏教版必修一专题一第二单元，人教版必修一第二章第三节。在苏教版和鲁科版中是比较靠前的位置，而此时学生刚刚进入高中阶段，初中化学学习的内容相对较简单形象，思维能力还有待培养，而物质的量这个概念比较抽象晦涩，因而学生理解起來有一定的困难，尤其是普通班基础不是很好的学生。人教版虽然把这部分稍微靠后调整了一下，但是之前学习的离子反应和氧化还原这两个概念同样不易掌握，因而在学习了物质的量之后，部分学生开始产生了化学难学的感觉，甚至戏称他们的老师为“摩尔老师”。所以如何帮助学生化抽象为具体、化复杂为简单、化陌生为熟悉，是本节课笔者要解决的重要问题。

三、基于学生学的逻辑的教学过程的处理1.关于引入方式

通过在互联网上进行搜索，有如下引入方式：

【引入1】一滴水有17万亿亿个水分子，如果一个个地去数一滴水含有的水分子，即使分秒不停，一个人一生也无法完成这项工作。那么，怎样才能既科学又方便地知道一定质量或体积的水含有多少个水分子呢？

【引入2】1994年美国俄亥俄州丹佛市的路易斯·史丹佛决定将他收藏了65年共40桶硬币存入银行，可是，他的财富对于银行的工作人员来说却意味着繁重的工作。你知道怎么样快速地数清这些硬币吗？

【引入3】我们身边琳琅满目的物品大多都是以什么方式来计量的呢？有什么规律？学生讨论后得出结论，大件物品一般以单个计量，比如一台电视、一张桌子，小的物品一般以集团计量，比如一千克大米、一盒图钉。那么水分子是如何计量的呢？

【引入4】已知一滴水大约是0.05 mL，其中含有多少水分子呢？一滴水大约是0.05 g，含有的水分子数让 10亿人去数，每人每分钟数100个，日夜不停地数，需要3万年才能数完。微观粒子这么小、这么多，怎么和宏观物理量联系起来的？

【引入5】以图表（表1）的形式列出国际单位制（SI）中的七个基本单位，直接采用讲授法引入物质的量。

【引入6】化学家在研究物质转化的过程中，除了关注反应物的选择、反应条件的控制等问题外，还要探索反应过程中物质间的定量关系。物质都是由原子、分子、离子等微粒构成的，化学反应是物质所含微粒的重新组合。为了在物质及其变化的定量研究中，建立起物质的微粒与可观察的物理量之间的联系，人们在1971年第14届国际计量大会上确定增加一个基本的物理量——物质的量。

【引入7】比一比，谁更厉害！我一口气能喝下6000万亿亿个水分子，有多厉害！我一口气能喝36 g 水，我才厉害！如何比较质量这个宏观量与微粒数目这个微观量呢？我们可以利用物质的量将两者联系起来，再对其进行比较。

之所以浏览大量的教学设计和课件，目的就是形成头脑风暴，取他人之所长，再结合自己的思考，形成最适合学生学的逻辑的教学设计。通过对比分类总结，可以把各种不同的引入归为三类：第一类是引发学生的认知冲突，对于数量巨大的微粒，如何建立起宏观的物理量和数量之间的关系，从而引出本节课的主题。第二类是开门见山式的，直接给出物质的量是国际单位制中的七个基本物理量。第三类是类比方式，引导学生回顾身边物质的计量方法，认识到较大物品以个体计量，较小物品以集团计量，逐步认识对于微观粒子建立堆量计量方法的必要性。

通过比较，笔者认为第三种方式最符合学生学的逻辑，从已知到未知，利用对比的方法将陌生的计量微粒个数对比于生活中的计量物品的方法，就是把微观粒子这个大的数字，换一个单位，换算成一个小的数字的过程。在教学中没有必要把简单的问题复杂化，先引入物质的量，至于物质的量起到架起宏观和微观的桥梁作用这一认识可以逐步渗透。一节课如果能使学生真正理解物质的量是用来表示含有一定数目粒子的集合体，我觉得对于刚刚进入高中学习的学生来说就已经不容易了。后续再通过1 mol微粒质量上的规律的学习，自然就可以将宏观上一定质量的物质与微观上所含微粒个数的关系建立起来，那么物质的量这个桥梁作用也就显而易见。但这一思想的建构需要一个过程，不是一蹴而就的，也当然不是一节课两节课就可以真正实现的。所以在物质的量的教学中，笔者认为不能怕割裂了物质的量的桥梁作用，就在一节课中将物质的量和摩尔质量全部学完。通过多次的教学实践证明，对于普通班的同学，在达到大部分同学领会物质的量这一概念的目标下，实在难以将物质的量和摩尔质量教学同时完成。一节课建立桥的一半，下节课继续建桥，难道就不可以吗？当学生的认知达到了相应的水平之后，桥梁的建立则是自然而然的，不必操之过急。下面是我的引入环节。

【教师】同学们，咱们学校有多少学生，你们知道吗？

【学生】我们学校一共有20个班级，每班50人，所以是1000人。

【教师】非常好，你把学校学生人数，换算成了班级数，所以快速地得出了结论。1000人相当于20个班集体，你把这里的1000这个大数换成了20这个小数。同学们，你们还能举出一些把大的数字换成小的数字来计量物品的例子吗？

【学生】12支铅笔是一打。

【学生】12个月是一年。

【学生】500张白纸是一捆。

【学生】1000毫米是一米。

【学生】100年是一个世纪。

【板书】

1000人相当于20个班

12支相当于1打

12个月相当于一年

500张白纸相当于一捆

1000毫米相当于一米

100年相当于一个世纪

设计意图：让学生通过自己熟悉的例子，体会将大数换算成小数的过程无非是将物质堆成一个集体，换一个单位来计量。

【教师】同学们，我现在有个麻烦，我们都知道微观粒子非常小，已知一滴水就有17万亿亿个水分子，这个数字那么大，能不能把它换算成小的数字呢？

【学生】我们可以把这些水分子分成堆，规定好一堆有多少个，这样我就可以把大的个数换成小的堆数了。

【教师】一堆规定多少好呢？

【学生】应该是一个很大很大的数字。

【教师】同学们很厉害，这个很大很大的一堆科学家给咱们规定好了，把6.02×1023个微粒数归成了一堆。

【板书】见图1。

2.关于概念的引入顺序

通过分析网络上的各种不同的教学设计，笔者发现同行们不管采用哪种引入方式，在物质的量和摩尔的出场顺序上都是采用先引出物质的量这个概念，再讲解它的单位摩尔。

笔者采用的是，先介绍摩尔后介绍物质的量这个概念，同学们已经明确了要把一定数目的微粒看成一堆进而把大的微粒数换算成小的堆数，那么从逻辑上可以顺理成章地引出同学们所说的一堆，科学家们称之为1摩尔，科学家们规定1摩尔某种微粒集合体的微粒数约为6.02×1023。这种处理非常符合学生学的逻辑，接受起来自然是水到渠成。再说明摩尔这个单位所对应的物理量就是物质的量，虽然名字听起来比较拗口，但就如同有的人的名字是四个字一样，和其他常见物理量没有区别，你要是喜欢，可以偷偷给它起个小名。学生们纷纷给“物质的量”起名，甚至还有给它起英文名的，此时顺便介绍它由于是从英文直译过来的，这个专有名词中有个“的”字，容易使我们从汉语的习惯去理解它，反而把这个词想复杂了。

设计意图：既然我们为了让学生掌握用物质的量来描述微观粒子的个数，那么只要会描述，理解换算的含义即可，而对于物质的量的概念本身不宜强化。苏教版和鲁科版教材中对“物质的量”没有进行严格定义，只是指出它是一种常用的物理量，然后指出它的单位是摩尔。人教版是一句话简要概述为“物质的量表示含有一定数目粒子的集合体”。

3.关于是否介绍为什么把约6.02×1023个微粒数作为1摩尔

为什么把6.02×1023个微粒数作为1 mol 呢？为啥不选一个整头整脑的数作为标准呢？对于本节课，我们的重点是让学生学会从物质的量的视角认识微观粒子，为了不增加学生负担，笔者认为，对于这个问题，普通班的同学课堂上可以回避，对于程度较好的班级或者对有兴趣的同学，可以指导学生思考此问题。在互联网上同行们也都是直接回避这个问题，三个版本教材的处理也有所不同，鲁科版“实验表明，阿伏伽德罗常数个12C 原子的质量约为0.012 kg”;苏教版“1 mol 某种微粒集合体中所含量微粒数与0.012 kg 12C 中所含的原子数相同”;人教版没有提到0.012 kg 12C 中所含的原子数。对于感兴趣的同学可以引导他分析12 g 12C所含的碳原子数是1摩尔，那么16 g 16O所含的氧原子是多少呢？当学生能领会也是1摩尔时，进一步让学生体会科学家们以克为单位，质量在数值上等于相对原子质量的物质所含的微粒个数定义为1摩尔的意义，当知道是几摩尔微粒时，不仅可以知道所含的微粒数，同时可以知道微粒的质量，体会科学家的智慧之处，也为后续学习摩尔质量打下了伏笔。

现如今网络发达，资源丰富，再也不是过去只有一本教参的时代了，但是面对繁多的资源时，我们不能用拿来主义。别人的东西可以借鉴，但不能照搬，生搬硬套，不考虑学生实际情况，看似热闹的课堂将会给学生带来很大的困扰。一切从实际出发，一切从学生出发，根据学生学的逻辑，切实地设计出符合学生学情的教学，即便不完美，通过不断反思与修正，必将使之成为最适合自己学生的教学设计。

参考文献

[1] 人民教育出版社，课程教材研究所，化学课程教材研究中心.普通高中教科书化学（必修第一册）[M].北京：人民教育出版社，2019.

[2] 王祖浩.普通高中教科书化学（必修第一册）[M]. 南京：江苏凤凰教育出版社，2020.

[3] 王磊.普通高中教科书化学（必修第一册）[M]. 济南：山东科学技术出版社，2019.

[4] 王祖浩.高中化學教学参考书（必修第一册）[M]. 南京：江苏凤凰教育出版社，2019：16.