第1个回答 2023-02-01
摘 要：利用认知同化论，从学生熟知的初中化学内容及日常生活中熟悉的概念出发来突破物质的量的教学重难点。 关键词：认知同化；物质的量；先行组织者 一 “物质的量”作为基本物理量，是高中必须学习的概念，它广泛应用于工农业生产和科学研究的各个领域，更贯穿于化学教学和科研的始终。在新课改下，所有版本的教材都将其安排在必修I的第一部分，把“物质的量”概念作为引领学生学习高中化学的开始，成为学生学习物质性质前最先接触的重要概念。但在教学实践中，师生普遍感到“物质的量”难教、难学。笔者认为有以下几方面的原因：
第一，“物质的量”是用来计量原子、离子、分子等微观粒子的物理量，它把人们的研究视野从宏观引入微观。在微观的世界里，需要人们更多地使用发达的抽象逻辑思维来重新认识事物的本质，但刚刚进入高中的学生抽象逻辑思维和演绎能力不强，善于从宏观的角度思考所要解决的问题。
第二，由于物质的量这个概念与日常生活基本无联系，实验室又没有相应的测量仪器，因此缺乏感性经验的直接支持，造成学生在接触之后感觉天方夜谭般难以接受。
第三，三套教材在“物质的量”的概念引入时无一例外地先介绍“物质的量”与“阿伏加德罗常数”。如此安排对学生而言，没有初中化学知识的铺垫，总是太过突兀与深奥。
基于上述因素，导致学生不易从心里真正体会物质的量的系统给解决问题带来的方便,反而使畏难情绪、抵触情绪占了上风,测查成绩总是很不理想。
二
在教学实践中,许多化学教师都针对以上问题对这一章的教学改革做过有益的尝试，而本文就是一例。利用认知同化论，从学生熟悉的初中化学知识及日常生活中的概念出发，突破物质的量教学的重难点，并取得了较好的教学效果。
认知同化理论是当代美国认知心理学家奥苏贝尔提出的,其理论核心可以用他所著书的扉页中的一句话概括：如果我不得不把全部教育心理学归纳为一条原则的话，我将会说，影响学生唯一的最重要的因素是学习者已经知道了什么，并且根据学生原有知识进行教学。由此他提出了重要的学习理论——认知同化论，即意义学习论。他认为学生能否获得新信息，主要决定于他们认知结构中已有的有关概念；意义学习是通过新信息与学生认知结构中已有的有关概念的相互作用才得以发生的；由于这种相互作用的结果导致了新旧知识的意义的同化。
那么在教学中如何协调与整合学生学习的内容，使新旧知识很好地联系起来呢？奥苏贝尔提出了认知同化的具体策略——先行组织者。组织者的主要功能是在学生能够有意义地学习新内容之前，在他们“已经知道的”与“需要知道的”知识之间架设起桥梁，同时还可以在促进学生建立学习心向方面起到积极作用。
【展示】国际单位制中的基本物理量
物理量名称 长度 质量 时间 电流 物质的量
单位名称 米 千克 千克 安培 摩尔
目的是通过将新概念与已有概念建立联系,初步理解新概念的涵义。但是对大部分学生而言，这种概念“抽象”的特点并不是通过一次简单是类比就能理解的。任何学生都有其丰富的生活经验，在这种经验中蕴藏着已有的认知结构，教师要善于从学生这种已有的认知经验出发，帮助其形成对新的学习知识的同化，从而达到对新知识的结构化,即学习者必须对新知识与原有知识进行精细分化。
【过渡】物理量一般都会有其物理意义，像长度可以描述物体的长短，温度可以描述它的冷热程度，那么物质的量的物理意义又是什么呢？
【展示】两只烧杯，里面盛水，一多一少。
【讲解】描述物质的多少，人们一般会想到比较它们的质量、体积。其实还可以从另外一个侧面去描述它，那就是从微观的角度来比较这两杯水中水分子数目的多少。假设A杯水是2万个水分子，B杯水是1万个，显而易见装2万个水分子的烧杯的水要多。所以物质的量的物理意义在于它可以像质量、体积一样来描述物质的多少，而且它侧重于描述物质所含微观粒子数目的多少。
【设置情景】微观世界里的粒子数目是非常庞大的。通过测定，一滴水中含有1.67×1021个水分子，所以用物质的量直接来计量分子数是很不方便的，那么物质的量应怎样来计量分子数目才是切实可行的呢？
设置问题，促使学生积极地搜索已有认知结构中的知识，激发了学知识的愿望，使学生建立较强的学习心向，这是有意义获得新知识的必要条件。
【引导】生活中，我们如何购买面粉？为什么不买一颗或几粒面粉？
【讲述】“买面粉”的记数思路是“将微小的不可直接称量的物体（面粉）‘集合’成大量可称的质量”，这个思想就可以用来解决前面遇到的问题。我们可以这样来理解摩尔：将规定数目的微观粒子堆在一起，将这个集合作为一个单位，用以计量物质的粒子的多少。
从感性的原有生活经验出发，并由已知的物理量引入物质的量的概念，实现宏观世界向微观世界的过渡，很快就可以建立起对物质的量这个抽象的物理量的认识。
【设疑】用什么样的微粒集体作为标准来联系宏观与微观世界最为适合，它的具体数目是多少？
【解析】对于这一难点，通常 教学设计 中认为由于摩尔概念本身缺乏具有统摄性上位概念，难以寻求有效的先行组织者，后续学习中阿伏加德罗常数总是以已知条件的形式出现等原因，教学往往由学生自行从教材中寻找现成陈述，教材这样的处理方式试图将教材结构作为定论形式加入学生的认知结构，必然造成学生机械学习，从概念同化角度看是不适合的。所以，笔者通过设计平行的比较性组织者以期用同化方式完成“摩尔的规定”的教学。
【展示】“相对原子质量规定”的短片。
【讨论】“微粒集体”应该如何规定。
【解析】学生应用原有的相似概念学习新概念的同化方式，无疑有助于新旧知识的综合与巩固，从而在有意义学习中形成、完善自身的认知结构。将新概念与原有概念进行精确类比，这是新旧概念间建立联系的过程，是同化策略的关键。学习心理学认为正面的、相似的概念有利于形成概括的信息，而反面的、相异的信息则有利于提供辨别的信息。“物质的量”概念和其他概念（如物质质量、数量等）具有较多相似属性，下一步应将教学重点集中在相似概念的比较上，并适当通过简单计算找出“物质的量”、“微粒数目”之间的关系。
【讨论】1.一盒粉笔 50支粉笔；一打羽毛球 12支羽毛球；一箱啤酒 24瓶啤酒；一摩尔微粒 个微粒。
2.以下说法正确吗：1mol大米约含有6.02×1023个大米，试计算1mol大米平均分给10亿人，则每人可得多少斤大米。
总之，正如奥苏贝尔所说的:“影响学习的最重要的因素是学生已知的内容。因此在概念教学实践中，要关注学生原有的认知结构，并采用多种方法,提供各种直观的、具体的范例，为新学的概念找到固定点；帮助学生将新学概念融入原有的认知结构中，使之相互作用，构建新的完善的认知体系。
参考文献：
[1]【美】奥苏贝尔.教育心理学：认知观点[M].北京：人民教育出版社，1994.
[2]闫蒙钢，陈英.高中化学新教材(必修1)中“物质的量”内容的难度分析[J].化学教育,2008，(5).