试谈两种两种粒子物质量之比构建教学普通

在人教版必修一教材中，有关物质的量的计算主要包括第一章中“化学计量在实验中的应用”和第三章中“物质的量在化学方程式计算中的应用”两个部分。如果从计算所涉及粒子种类的差异来分类，主要包括两种类型：第一种为同一种粒子不同量之间的相互换算，这类计算平时比较重视以物质的量为中心进行不同量相互换算关系网络的构建与运用；第二种为两种不同粒子之间量的换算，如教材中“物质的量在化学方程式计算中的应用”。高考主要考查的是物质的量在化学式、原子结构、氧化还原反应等方面的应用等。在实际计算教学中发现，很多学生常常因为不能迅速正确地从化学式或原子结构或氧化还原反应甚至化学方程式等条件中提取出计算所需两种粒子的物质的量换算关系，致使计算过程受阻或计算结果出错。究其原因主要是两种不同摘自：学术论文格式www.618jyw.com
粒子物质的量换算关系的构建与运用教学没有得到足够的重视和合理的处理，除“物质的量在化学方程式计算中的应用”教材有专门介绍外，物质的量在其他方面的应用教材都作了隐性处理。这部分隐性内容的教学由于教师缺乏系统性认识，没有给予应有的重视，常常凭经验处理，更谈不上整体设计系统安排。那么如何帮助学生正确熟练地掌握不同情形时构建两种粒子物质的量换算关系的方法呢？

一、应充分认识到两种粒子物质的量换算关系的计算价值

大家都知道初中化学计算以质量为中心，高中应构建以物质的量为中心的计算体系。物质的量在高中化学计算中的中心地位体现在哪些方面呢？我认为主要体现在两个方面：首先体现在物质的量处于同一种粒子不同量换算关系网络的中心，这是大家所熟知的；其次体现在物质的量之比是两种粒子各种换算关系的中心。即两种粒子的换算关系无论是同种量之比，如质量之比、气体体积之比（同温同压下）以及溶质与对应离子的物质的量浓度之比（同一溶液中）等，还是不同种量之比，如物质的量与质量之比、质量与气体体积（标准状况）之比，等等，都可以在物质的量之比基础上推算得出。同时，由于物质的量之比在既定两种粒子的各种换算关系中数值最小、计算最便捷，导致物质的量之比成为换算关系运用的主流形式。高中化学计算究其本质主要是两种不同粒子之间的计算，正确构建两种粒子的量关系是进行两种不同粒子量之间换算的桥梁和关键。由此可见，正确构建两种粒子（或物质）之间物质的量换算关系在化学计算中起着至关重要的作用。

二、掌握构建两种粒子物质的量换算关系的基本方法

在人教版初中化学中，化学式和化学方程式的定量意义可用微观粒子个数和宏观质量两种量揭示。实际计算中，没有单纯利用粒子个数关系进行的计算，主要是依据化学式和化学方程式中蕴藏的两种粒子质量关系进行的计算。但提取出粒子个数关系是推算质量关系的基础和必经之路（事实上物质的量关系在其中起桥梁作用）。由此可见，有关化学式和化学方程式的计算虽然用到的是质量关系，但离不开粒子个数关系的奠基。
中学化学计算体系中，计量粒子数目多少的方式有两种：一种是以单个的方式来计量叫粒子个数，习惯上称为粒子数；另一种是以集合体的方式来计量叫物质的量，并且两者之间存在固定的换算关系即阿伏加德罗常数。由此可知，在一定情形下如化学式或化学方程式等一定时，只要同时采用相同的计量方式，其中任意两种不同粒子的数目关系就一定，即在一定情形下，任意两种不同粒子的粒子个数之比等于物质的量之比。而平时从定量的角度认识物质的构成及其发生的化学变化，往往从微观粒子之间的个数关系着手，并且在微粒之间的多种量关系中个数关系涉及的知识最基础、数据最简单、得出最方便。因此，首先从化学式或化学方程式等条件中提取出粒子个数关系，进而转化为物质的量关系，是构建两种粒子物质的量换算关系的基本方法和主要途径。

三、精心设计构建两种粒子物质的量换算关系的起始形成教学

1. 起始形成教学中存在的问题

无论是从人教版、苏教版和鲁教版这三种新教材的编排来看，还是从实际教学的安排来看，关于两种不同粒子的个数之比等于物质的量之比这一结论的起始形成与运用教学，基本上都安排在“阿伏加德罗常数”之后、“摩尔质量”之前，而且都是以化学式作为研究对象，即本质上把物质的量应用于化学式的计算教学作为粒子个数之比等于物质的量之比这一结论的起始教学。但从实际教学过程与效果来看，这部分教学内容的选择、组织以及安排等方面还存在不少问题，致使教学效果不够理想。那么现行物质的量应用于化学式的计算教学究竟存在哪些问题？经归纳后得出问题主要有：
（1）物质的量应用于化学式计算的教学隐性化
很多教师把物质的量应用于化学式的计算教学，与物质的量与粒子个数的换算教学混杂在一起，并隐藏于其中，导致为形成物质的量与粒子个数换算公式所举的例证类型不单一，严重干扰了物质的量与粒子个数换算公式的自然生成。同时由于物质的量应用于化学式的计算教学环节没有在教学中单列凸显，导致学生对物质的量应用于化学式的计算内容认识模糊、肤浅。
（2）忽视结论的起始形成教学
有的教师把由物质的量与粒子个数换算公式推导出的粒子个数之比等于物质的量之比（同种粒子），直接用于化学式的计算（不同种粒子之间），学生感到非常突兀。缺失结论粒子个数之比等于物质的量之比的形成教学，必然致使学生对结论缺乏透彻全面的理解，运用难以灵活自如。事实上物质的量用于化学式的计算依据虽然表述与前者相同，但形成过程以及适用范围是不同的。

2. 立足教材解决问题的方法

那么立足教材现状如何解决实际教学存在的主要问题呢？笔者认为，应把物质的量应用于化学式的计算教学，与物质的量应用于化学方程式的计算教学同等对待，进行主题显性化教学。这样做不仅可有效解决问题，而且可促进相关计算整体教学效果的提升。具体做法如下。
（1）通过比较吃透教材
如果围绕研究主题对三种教材先逐一分析再进行比较将发现，尽管三种教材正文对物质的量应用于化学式的计算内容处理方式与编排内容各不相同，如苏教版凸显结论粒子个数比等于物质的量比在化学式计算中的应用，鲁教版凸显结论粒子个数比等于物质的量比的形成过程，人教版保持了老教材原有省略的做法；但共同点是正文末尾的习题中都安排了相关习题。这些事实充分说明了三种教材都一致认为物质的量应用于化学式计算教学的必要性和重要性。事实上，物质的量应用于化学式的计算与物质的量应用于化学方程式的计算同等重要，两者是高中化学计算中的两种重要的基础性计算类型。（2）运用整合设计教学
如何进行物质的量应用于化学式计算的起始教学呢？由于单一粒子物质的量与粒子个数的换算与物质的量应用于化学式的计算是两类不同的计算，宜应采用先分类后综合的教学策略。分类教学显然先单一粒子物质的量与粒子个数换算后物质的量应用于化学式的计算。下面就围绕物质的量应用于化学式计算的起始教学设计这一主题将自己实践与思考介绍如下。
①从物质的量的视角认识化学式结论的形成教学
从三种教材的编排来看，只有鲁教版呈现了引导学生从物质的量视角认识化学式获取新认识的过程。鲁教版旨在用“图”引导学生运用刚学的物质的量与粒子个数的换算关系，以及初三所学化学式的微观定量意义，通过自主、探究和合作的学习方式解决问题。但“图”中由于采用了3个可逆符号，导致推导线路思路不明确、难分辨。为此，实际教学时，笔者将“图”中可逆符号换成单向箭头符号，并将水分子个数由已知还原为未知。改进后的“图”为：
不难看出，改进后的“图”较原图问题指向明确，解决问题线路清晰。然而实际教学中如何用“图”效果好呢？教学实践表明，教学中可先不提供“图”，而让学生充分思考：1molH2O中有多少mol的H，多少mol的O？当独立想到上“图”思路的学生介绍后，再投影改进后的“图”。这样做能有效激活学生的思维，更好地落实新课程理念。同时教师逐步板书：
H2O——2H——O
粒子个数之比 1 ∶ 2 ∶ 1
物质的量之比 1mol ∶ 2mol ∶1mol
引导学生得出结论：对于任意两种粒子，粒子个数之比等于物质的量之比。
②结论的应用教学
化学式主要包含共价分子的分子式，离子化合物的化学式以及复杂离子的离子符号等。物质的量应用于化学式计算的基本类型，从已知与未知粒子的大小差异来细分，主要包括由大粒子（整体）求小粒源于：论文www.618jyw.com
子（部分）和由小粒子（部分）反求大粒子（整体）两种涉及物质的量计算的类型。为了提高结论应用教学的有效性，必须加强练习选择的针对性和组织的层次性。具体习题分层安排如下：
题组I（运用化学式中任意两种粒子个数比等于物质的量比的计算）
⒈5mol CO2含有 mol C， mol O。
⒉把1mol Al2（SO4）3溶解于水后，溶液中有
mol Al3+，有 mol ■。
⒊ mol Fe3O4中含有1mol O，含有 mol Fe。
题组II（运用同种粒子物质的量与粒子个数换算关系以及化学式中任意两种粒子个数比等于物质的量比的综合计算）
⒈1mol NaCl中的氯离子数 。
⒉1mol H2SO4中的氧原子数 。
⒊0.1mol ■中含有 N，含有 个H。
⒋ mol Al2O3中含有

6.02×1023个Al原子。

题组III（依据粒子个数比等于物质的量比运用化归方法的计算）
⒈3mol O2和2mol O3中分子个数比是 ，原子个数比是 。
⒉5mol O

2、1mol N2mol H2中含分子数由大到小的顺序是 。

⒊ mol CO2中含有的氧原子数跟

1.806×1024个H2O分子中含有的氧原子数相同。

这里只是物质的量应用于化学式计算的起始教学，事实上物质的量应用于化学式的计算以及结论粒子个数之比等于物质的量之比应用范围都很广，为提高计算教学的整体效果，应采用整体规划统筹安排分步实施的策略。

四、充分重视两种粒子物质的量换算关系构建方法的训练环节

教学实践中发现，有相当一部分学生在学完后不会构建物质的量换算关系。究其原因主要是结论形成后就随即进行运用结论的计算，缺失训练学生运用方法构建物质的量之比的教学环节，致使部分学生难以将所学方法内化。因此教学过程中，应专门设置训练学生运用方法构建物质的量之比的教学环节，以确保化学基础薄弱的同学也能较好地掌握构建方法，为后续计算打好基础。
大家都知道，构建物质的量之比关键在构建粒子个数之比。相比较而言，化学式和化学方程式等“式”中粒子个数关系比较显性，构建比较方便；而原子结构中粒子个数关系，以及氧化还原反应中转移（或得到或失去）的电子与参与反应的物质之间粒子个数关系等比较隐性，构建难度比较大。如要正确快捷地构建原子结构中粒子个数关系，则既要熟悉原子的构成及其粒子间定量关系，还要牢记常见元素的原子序数等。而构建氧化还原反应中转移（或得到或失去）的电子与物质之间粒子个数关系，则要熟练掌握单线桥法和双线桥法等能够确定电子与物质间粒子个数关系的方法。而这些比较隐性的粒子个数关系的构建，不经历专门针对性的训练与指导是难以达成的。■