三招搞定物质的量及其计算

摘 要：由于学生缺乏必要的物质观和微粒观，加之与物质的量相关的概念多且容易混淆和曲解其意，所以，物质的量及其计算这一内容教学难度较大。通过采用“记清公式、明确微粒、找准比值”三招教学策略，可以显著提高教学效率。

关键词：物质的量；计算；教学策略

物质的量是高中化学非常重要的基本概念，也是高中化学计算的中心，是高中化学必备的基础知识。笔者分析，原因是多方面的，但主要原因有如下三个方面。

第一，由于物质的量及其单位的名称来源于外文翻译和音译，所以学生学习时容易混淆或者曲解其意。例如，很多学生会把物质的量与摩尔两个概念混为一谈，以为物质的量就是摩尔，摩尔就是物质的量，笔者多次测试“摩尔是国际单位制中的基本物理量之一”这一选项是否是正确的说法，结果还是有很多高一学生，甚至高三的学生认为这一说法是正确的。由于“物质的量”一词是外文翻译名词，所以学生接受这个专有名词有一定的难度，很多学生习惯从字面上曲解这一概念的本意，将“物质的量”错误理解为物质的数量、物质的质量等，而偏离了物质的量表示微观粒子集体大小这一本意。还有很多学生将“物质的量浓度”这一概念错误理解为物质的“量浓度”，在测试中公然地将“物质的量浓度”缩写为“量浓度”。

第二，因为物质的量这部分概念较多，而且各个概念的定义各不相同但又彼此相互联系，所以容易导致这些概念间的混淆。本节内容中与物质的量相关的概念有物质的量、摩尔、阿伏伽德罗常数、质量、摩尔质量、体积、摩尔体积、气体摩尔体积、标况下气体摩尔体积、溶液体积、物质的量浓度等10余个概念。要在短时间内将这么多概念全部正确区分是有难度的。比如，很多学生会把物质的量与物质的摩尔质量混为一谈，把阿伏伽德罗常数与摩尔混为一谈，将气体摩尔体积与标况下气体摩尔体积等同起来。

第三，学生对于微观物质世界的构成还没有一个清晰、完整的认识和了解，缺乏正确的物质观、微粒观，这对于物质的量及其计算的教学是十分不利的。所以，对于高一学生来说，很难对一定物质的量的物质中所含有的电子、质子、中子等微粒进行分析和计算。所以面对众多资料中诸如此类的练习，学生肯定会无所适从。

综上所述，物质的量及其计算的教学确实具有较高的难度。笔者在实际教学中，尝试从以下三方面进行引导和实践，结果表明，教学效果不错。我把教学中运用的策略概括为三招，现逐一介绍如下。

第一招：概念符号化，记清公式

如对于“物质的量”这个概念，纵使教师怎么强调这个概念的意义，怎么强调这个专用名词的完整性和一体化，学生总是会简单地从字面意义上曲解。为了防止出现这样的错误，一方面，我通过人的姓名的意义来类比说明专用名词的完整性，人的姓名是专用名词，不能任意添字或删字，也不能胡乱曲解，姓名就是为区分人的个体，给每个个体给定的特定名称符号，除此而外，没有别的意义。而物质的量也一样，是表示一定数目微观粒子集体的物理量，除此而外，没有别的意义。但即使这样讲，部分学生还是会有错误认识，所以，另一方面，我就让学生简单地把物质的量等同于符号n来认识，这样可以有效避免学生把物质的量这个概念“想歪”了。同样，对于其他相关概念，我也都是让学生紧密联系概念对应的符号来理解和认识概念的本意，实践表明，这样做的效果是很理想的。

实际上，物质的量的教学，最终的落脚点就是以物质的量为中心的计算，所以将概念符号化，并将概念间关系公式化，应该是我们教学的重心，这样的做法，不但避免了冗长拗口的概念名词对学生思维的干扰，而且能使学生将众多复杂概念的关系简单化、程序化、公式化，化繁琐为简单。只要学生弄清了概念的对应符号，并记住了对应的公式，那对于物质的量为中心的计算，就成功了一半，本部分知识的教学也就达到了预期目标。

第二招：物质微粒化，明确微粒

前文提及，学生缺乏必要的物质观和微粒观，是影响物质的量学习的一个重要障碍，所以，在物质的量的教学中，我特意用一节课的时间来复习初中化学中关于物质构成方面的知识，并适当补充阴阳离子的形成、常见原子团的构成、原子的基本构成等简单知识，对学生的相关知识进行复习和“扫盲”。通过“扫盲”，学生能比较清晰、完整地认识构成物质的微粒及其多样性，建立起正确的微粒观，为微粒物质的量的相关计算奠定了物质基础。

通过这样的教学，学生眼中的物质不再只是肉眼能看得见的宏观单一物体，而同时是由各种各样的肉眼看不见的微粒共同组合构筑起来的复杂物质，从而建立起完整、正确的物质观、微粒观。例如，对于水的认识，学生不仅知道它是由水分子构成的物质，同时也知道水分子里还有氢原子和氧原子，而这些原子内部还含质子和电子等微粒。再如，对于1mol镁离子的认识，不仅知道它含NA个阳离子，而且还知道每个离子内部有质子和电子，且每个离子内电子的数目比质子的数目少2个。

可见，在正确的物质观、微粒观的指导下，学生就可以迅速根据题目的情境明确已知的是什么微粒，所要求的微粒又是什么，与已知微粒有着怎样的包含关系，从而可以由已知联系未知，为最终得出正确结论做好必要准备。

第三招：微粒关系化，找准比值

明确了已知微粒和所求微粒，只是找到了方向，做好了必要的准备，要得出正确结论，还必须要用好最后一招：微粒关系化，找准比值。

所谓微粒关系化，就是找到已知微粒和所求微粒之间的联系，确定两者之间的包含关系。所谓找准比值，就是确定已知微粒和所求微粒在物质内部构成的比例关系。例如，求14 g C2H4所含的碳原子和氢原子数分别是多少，关键是建立已知分子和所求原子间的包含关系，也即明确C2H4分子是由碳原子和氢原子构成的，再根据分子式C2H4即可建立起已知微粒和所求微粒间的比值关系为1C2H4～2C和1C2H4～4H。然后根据此比例关系就可以得出正确结果。

在教学中，为了让学生更容易理解微粒比值关系的建立过程，我讲了一个“青蛙的故事”，形象生动地讲述了如何确定比值关系。我将已知微粒C2H4分子看成青蛙，把C2H4分子中的C原子看成青蛙的眼睛，而把C2H4分子中的H原子看成青蛙的腿。那么一个C2H4分子中含2个C，就如同一只青蛙有2只眼睛，那么，2只青蛙就有4只眼睛，以此类推，3.01×1023只青蛙必然有6.02×1023只眼睛，也就是说3.01×1023个C2H4分子中含6.02×1023个C。同理，一个C2H4分子中含4个H，就如同一只青蛙有4条腿，那么就可以轻松地算出3.01×1023个C2H4分子中含1.204×1024个H。通过这样的类比，既增加了课堂的趣味性，也使学生学会了确定已知微粒与所求微粒间比值关系的方法，那么对于同类计算问题，学生就能得心应手地解决。

以上三招，是相互联系的，其中第一招是基础，第二招和第三招是关键。没有正确的计算公式，就无法进行物质的量的计算。而弄清物质的构成微粒并正确建立微粒间的比值关系是得出正确结论的关键所在。我将这些策略概括为“记清公式、明确微粒、找准比值、n为中心”的16字方针口诀教给学生，效果特别显著。

当然，在物质的量教学中，除了运用以上三招外，我们还要教会学生正确把握各个公式的适用范畴和适用条件，同时，要引导学生在计算中以物质的量为中心，熟练掌握各物理量与物质的量之间的换算关系。另外，还要注意把握好教学的难度和深广度，不搞一步到位，特别是在高一新授课时，切不可引入与电离、水解、同位素、氧化还原电子转移、可逆反应等有关的计算。

总之，在真实教学中，如果灵活运用以上三招教学策略，同时注意根据学生的实际情况进行适当的训练，那么对于物质的量及其计算这一教学重点和难点，是不难突破的，一定可以取得比较满意的教学效果和成绩。