在化学概念课型中的探究方式初探

王绪平

摘要：本文以人教版高中化学必修一《气体摩尔体积》为例，探讨概念课的课型设计。

关键词：高中化学;概念课;探究能力;课例研究

中图分类号：G633.8   文献标识码：A   文章编号：1992-7711（2018）09-0082

高中化学中“概念学习”课型占较大的比例，研究该课型的教学设计，对培养学生科学探究的能力，提高学生科学素养，推进素质教育有重要的实践意义。本文以高中化学必修一《气体摩尔体积》这一课为例，作出了积极的探索。

一、概念课的教学设计应着力培养学生的科学探究能力

以《气体摩尔体积》为例，整节课的教学设计均可采用探究学习的教学模式，将教学进程分成发现问题→提出假设→分析问题→解决问题→原理应用五个阶段：

1. 发现问题阶段。本节课突破传统教师提问学生回答的模式，而是教师课前布置学生查找各种固体、液体、气体的密度，并将这些数据罗列，让学生通过分组讨论、观察、分析数据，发现标准状况下1mol不同的气体体积都是相同的，而液体、固体体积不同，从而产生想解释这种结论的欲望。问题来源于学生自己的观察，通过分析数据，不仅可以提高学生整理数据、分析解决问题的能力，还可以激发学生的学习热情，产生强烈的研究欲望，因而具有可发展性和生命力。

2. 提出假设阶段。学生想解释上述现象，每个人脑海中会产生各种假设、各种原因，这些假设是学生的初级思维，这种初级思维是进一步探究学习的原动力。

3. 分析问题阶段。在分组讨论中学生将自己各种假设汇总，在交流中相互补充、相互纠正，形成正确的认识。学习过程变为由解释标准状况下相同物质的量的气体，其体积都是相同，而液体、固体体积不同，想到固体、液体、气体粒子的排列方式，再由排列方式想到决定物体体积的微观因素，想到决定固体、液体、气体体积的主要微观因素，通过教师精心创设的六个情境，让学生经过探究，水到渠成地得出阿伏加德罗定律。此讨论分析过程应充分展现学生的思维，通过学生间交流、评价、相互补充、相互纠正形成正确的认识。在此过程中，教师只是创设各种条件，为学生解决问题提供帮助，调动学生积极参与学习过程，而不是牵引或代替学生的思维。

4. 解决问题阶段。将阿伏加德罗定律具体化，温度取0℃、压强取1.01×105Pa，1 mol 任何气体的体积约为22.4L，就是标准状况下的气体摩尔体积概念。阿伏加德罗定律、气体摩尔体积概念以及气体摩尔体积的四个要素都由学生经过探究、归纳得出，增强了学生探究学习的成就感，同时锻炼了学生的归纳和表达能力。

5. 原理应用阶段。此阶段，教师布置学生根据所学知识将粒子数、物质的量、气体体积、质量之间的关系表示出来。此过程又是展现和发展学生思维的过程，学生将新学习的内容纳入已有知识体系，使其系统化、网络化，培养了学生思维的完整性。

二、概念课的教学情境应让学生在主动思考中养成科学探究的习惯

以《气体摩尔体积》这一课为例，为引入阿伏加德罗定律这个概念，教师在创设情境时要进行“精细化”处理，要充分考虑学生的起点知识与能力，尽量使我们创设的情境落到学生的最近发展区：

情境1：演示电解水的实验，观察不同时间试管内气体的体积变化。（让学生通过观察，“亲自目睹”在相同的温度和压强下，1mol氢气和1mol氧气的体积“可能”相同，此时学生有了些感性认识。）

情境2：用表格列出0℃，101KPa时氧气和氢气的密度，查表得到氧气和氢气的摩尔质量是32.00g/mol，2.016g/mol，请学生计算出1mol氢气和1mol氧气此时的体积。（学生分别计算出标准状况时1mol氢气和1mol氧气的体积分别是22.39L和22.42L， 验证了在同样的条件下，1mol氢气和1mol氧气的体积几乎是相同的。继而提出问题：是不是所有的气体都是这样的呢？）

情境3：列出0℃ ，101KPa时二氧化碳的密度和它的摩尔质量，再计算1mol二氧化碳的体积是多少？（学生可得出结论：相同条件下，1mol任何气体的体积是相同的。）

情境4：列举生活中的3个小例子，要求学生讨论思考它们说明了什么？例：（1）50个乒乓球与 100个乒乓球所占空间谁大？（2）50个乒乓球与50个篮球所占空间谁大？（3）乒乓球与篮球都为50个，且球与球都间隔10米，在操场上均匀分布，那么哪个所占的总体积大？（从这三个来自生活的问题引导，学生可由易到难，由宏观迁移到微观，探究出影响物質体积大小的因素有粒子的大小，粒子的数目和粒子间的平均间距三个方面。）

通过以上教学情境的创设，教师在课堂上通过演示实验、文字、表格、影像、声音等方式，大大激发了学生的学习兴趣，化静为动，发展了学生的思维，培养了学生主动探究的能力，让学生在探究的过程中体验到愉悦，同时也很好地突破了整堂课的难点。

三、概念课的应用应注重挖掘新概念的内涵与外延

以《气体摩尔体积》为例，教师在创设了大量情境帮助学生理解阿伏加德罗定律的内容后，关键还是要由一般到特殊，引出气体摩尔体积的概念，让学生能进行气体体积、物质的量、微粒数目之间的换算，让概念得以应用。

学生活动1：讨论标准状况（0℃，101KPa）下的气体摩尔体积与阿伏加德罗定律的关系。

（经过辨析，学生探究出标准状况下的气体摩尔体积只是阿伏加德罗定律的一个特例，进一步提高对阿伏加德罗定律概念的理解层次。并且认识到之所以提出气体摩尔体积这个新概念，就是为了在工农业生产和生活中应用起来更方便。）

学生活动2：讨论在不同的温度和压强下，气体摩尔体积的变化情况。如在25℃，101KPa下，气体摩尔体积的数值是大于22.4还是小于22.4呢？1mol气体在非标准状况下的体积可能是22.4L吗？（学生可通过辨析得出正确的结果，查看教材数据验证，在25℃ ，101KPa下，气体摩尔体积约为24.5L/mol。而1mol气体在非标准状况下的体积可能是22.4L，也可能不是22.4L。教师在此处可视学生情况，简单介绍理想气体状态方程，适当拓宽对气体摩尔体积概念的内涵理解。）

学生活动3：讨论在标准状况（0℃ ，101KPa）下，1mol混合气体的体积也大约为22.4L吗？为什么？（学生经过辨析，得知气体摩尔体积不仅适用纯气体，也适用于混合气体。因为1mol气体的体积主要取决于粒子间距离，与粒子本身的大小无关，而在相同的温度和压强下，不同粒子间的距离都是几乎相同的。这无疑对气体摩尔体积的应用做了进一步的延伸。）

气体摩尔体积概念的引入，是对前面已有的物质的量，摩尔质量，阿伏加德罗常数和阿伏加德罗定律等概念的继承、发展和完善。由于其内涵丰富、外延广泛，学生理解它很难一步到位，这就需要教师分成若干个层次，逐步加深提高。但最终还是应以气体摩尔体积的应用为导向，去挖掘概念的内涵和外延。

四、概念课的课型设计应注意的问题

1. 概念课理论部分多，形式单一，深奥难懂，所以在教学设计上要充分利用合作学习的形式，提高学生学习效率。

2. 对于概念课的教学，情景创设在其中占据着很重要的地位。创设问题的情景恰当与否对于学生对概念的掌握和理解有很大的影响，一定要重视教学情景创设的整体设计，遵循生成性策略，使学生的问题性思维获得显著的发展。

3. 通过概念课教学，力求使学生明确：概念的发生、发展过程以及产生背景;概念中有哪些规定和限制的条件，它們与以前的什么知识有联系;概念的名称、表述的语言有何特点;概念有没有等价的叙述;运用概念能解决哪些化学问题等。

4. 教师在教学中会发现，同样的化学概念课，运用探究式的教学模式教学会比传统的模式教学用时更多，为了更好地解决好时间问题，教师可以把一部分探究问题提前布置，让学生在对问题有了深思熟虑之后，再在课堂上充分展开讨论，其次还可以对所学的内容进行综合设计，对于核心概念和迁移性强的概念以及对学生思维能力的培养有较大影响的概念，要舍得花时间让学生充分地探究，“砍柴不怕磨刀工”。

总之，在高中化学概念课的教学设计中，要依据学生的认知特点和思维能力，尽可能做到学生的探究点通俗易懂，通过对实验和事实进行分析、比较，归纳、概括形成概念，并引导学生在探究过程中不断地理解和加强记忆，再把基本概念运用到解题和生活实践中，这样就能不断加深对概念的理解，使学生的探究能力、实验能力、观察能力、思维能力和学习方法都能得到提高。