量子力学表象的概念范文篇1

关键词:概念图;物质的量教学;知识迁移能力

文章编号:1005-6629(2010)01-0021-03中图分类号:G633.8文献标识码:B

1传统“物质的量”教学中存在的问题

物质的量是高中化学理论的一个知识点,是整个高中化学教学的重点和难点之一。普通高中课程标准实验教科书《化学1》(江苏教育出版社)中该单元教材是以“物质的分类及转化”、“物质的量”、“物质的聚集状态”、“物质的量的浓度”、“用物质的量进行计算”为主线编写的。在传统教学中,学生表现的具体问题有:

1.1概念的内涵混淆不清

对物质的量、物质的质量、物质的量浓度、摩尔质量和气体摩尔体积的概念混淆不清,对应的单位也搞不清。如物质的量浓度的单位为mol・L-1,气体摩尔体积的单位为L・mol-1;摩尔质量是指单位物质的量的物质所具有的质量,单位为g・mol-1;相对原子质量的指原子的质量与0.012kgC-12的1/12的比值,没有单位。但两者在数值上是相等的。

1.2外延把握不准

物质的量表示含有一定数量粒子的集体。是计量原子、分子、电子、中子或离子等微观粒子的一种基本物理量。但初学者往往会把宏观物质用物质的量来表示:如1摩尔大米,5摩尔大肥猪等错误概念;22.4L・mol-1是特指在标准状况下的气体的摩尔体积。气体摩尔体积的定义是单位物质的量的气体所占的体积,只能应用于气体。学生常认为标准状况下1mol水的体积为22.4L,这种说法是不正确的。

1.3在概念之间无法建立有意义的联系

阿伏加德罗常数指的是1mol任何粒子的微粒数,符号为NA。即指0.012kgC-12中所含有的碳原子数,近似值为6.02×1023。不能把相对原子的质量、阿伏加德罗常数和物质的量的概念相联系。

1.4在问题解决中不能调用相关概念

在有关方程式和一些基本计算中,运用物质的量进行计算,既方便又快捷。许多高一学生尽管对有关物质的量的公式早已滚瓜烂熟,但是在很长一段时间内,却不能正确应用相应的公式和原理来解题。例如,先把物质的量转化为质量,再换算成物质的量或气体的体积的同学也大有人在。

在物质的量的教学过程中,对知识的横向联系和综合程度的要求提高,在能力上要求从形象思维向抽象思维飞跃。多年的教学实践表明,由于接触化学时间不长,学生很难将化学中的概念、事实、理论进行有机结合,他们头脑中的化学知识往往是彼此孤立的、零散的,不易形成较完整的化学知识网络结构。这就要求教师在物质的量的教学中,采取一定的教学策略帮助学生形成较为完整的认知结构,实现意义学习。

2概念图在物质的量教学中的优势

心理学表明,理论知识的学习过程是学生通过积极的思维活动,对各种各样的具体事例进行分析、概括,从而把握同类事物的共同关键特征的过程[1]。物质的量的概念贯穿于整个高中化学教学的始终,特别是在化学计算中它更处于核心的地位。概念图作为一种能够有效促进概念间知识联系、加强概念间理解的教学工具,能够在很大程度上帮助学生发展一种理解化学概念和现象的整体性知识框架。可以避免学生对知识的死记硬背,实现知识点之间的贯通理解和转换,有利于认识事件的本质和规律,构建知识网络结构,提高学生的知识迁移能力。概念图在支持物质的量的教学方面具有以下优势:

(1)形象性:概念图能够以简洁明了的图形形式,表现物质的量理论复杂的知识结构,从而形象地呈现物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量、物质的量浓度、气体摩尔体积等各概念知识点之间的联系。

(2)整体性:物质的量的教学是抽象的,对高一的初学者来说是易混淆、难理解的。利用概念图能将该知识以整体的、一目了然的方式呈现出来,有利于学生全面理解相关的概念。

(3)综合性:“物质的量”的知识理论性较强,抽象程度高,经常有很多学生面对综合性问题束手无策,即使经过大量训练,效果仍然不理想。历来被认为是造成学生成绩分化、学习困难的重点知识之一。在教学过程中,概念图作为围绕主要概念来组织综合信息的工具,进行知识拓展,有独特的优点。

(4)层次性:概念图可以通过确定物质的量与其他各概念之间的因果联系,区分物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量、物质的量浓度和气体摩尔体积,形成概念的层级次序,建立各概念之间的关系,提高对各概念的理解。

(5)经济性:由于在人的信息加工系统中,短时记忆容量有限,因此,人们必须具备表征知识的各种各样的经济方式,以适应这一系统结构的有限性需求。

3概念图的制作步骤和教学分析

以限定型概念图制作为例,概念图的制作一般有以下几个步骤:

第一步,确定关键概念和概念等级。

选定某一知识领域后,找出该主题的关键概念以及与之相关的其他概念,并一一列出。然后,对这些概念进行排序,从最一般、最概括的概念到最特殊、最具体的概念依次排列。

第二步,初步拟定概念图的分层和分支。

把所有的概念写在活动卡片上,移动卡片讨论概念可能的连接,按照概念的纵向分层和横向分支,在工作平台上排列卡片,初步拟定概念图分布。

第三步,建立相关概念的连接。

把每一对相关的概念用短线连接,并在连线上用适当的连接词标明两者的关系。这样,同一领域及不同领域中的知识通过某一相关概念相连接,再经过修改后各概念及其关系就清晰可见,所绘的概念图就基本确定了。此外,还可把说明概念的具体事例写在节点旁。

第四步,反思完善概念图。

对各人绘制的概念图初稿分组进行讨论及补充,构建小组图;然后全班再讨论,综合成一个概念图。随着学习的深入,学习者对原有知识的理解会加深和拓宽,所以要对概念图不断修改和完善,使概念图真正成为知识建构的有力工具。

以“物质的聚集状态”作为教学案例。物质的聚集状态的变化实质是分子等微观粒子间相互作用的变化所致。以固体、液体和气体三种情况的微观和宏观性质的比较以及分子间距离的变化,很自然能引出了“气体摩尔体积”的基本概念。

对全班学生教学前后制作的概念图进行统计和分析,得出以下结论。

由上表可以看出:

(1)从节点情况看,学生在教学前制作的概念图中的正确节点(即概念),大多数都列出了三种聚集状态的微粒特征、宏观性质、以及影响体积的因素等,同时,还将影响体积的三种因素列了出来。还有一些同学列出了固体和液体相对应的例子,说明大部分学生已基本掌握了概念图的制作要点。由于教材的内容容易让学生接受,通过自学,学生已基本掌握了教学内容。

统计表明,对影响不同聚集状态的粒子数目、粒子大小、粒子间的距离的节点,尤其是气体摩尔体积这一节点有相当一部分同学缺失,甚至出现了错误,其中能举出正确例子的同学很少。说明这一部分内容,学生自学后的掌握情况不好,对影响气体体积的因素没有完全理解,而气体摩尔体积的概念和公式的应用是教学需解决的重点和难点。

(2)从教学前概念图中的命题来看,大多数学生能从物质的微粒特征的结构和运动方式以及宏观性质的形状和能否被压缩的角度进行分析,并用合适的连接词连接,构成正确的命题。正确命题数目的差异主要在影响气体的气体以及气体摩尔体积的公式。

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分析一些学生的错误命题,发现在粒子数目、粒子大小、粒子间的距离节点上出现了错误连接。由此可以看出,少数同学在自学过程中没有理解这三种影响因素对不同聚集状态物质体积的影响。

本案例让学生自学、展开讨论,并分析其他同学制作的概念图,学生就易发现自己制作的概念图中的层级结构是否合理;节点和命题是否正确的;所举例子是否正确,还有哪些知识没有理解。教学后学生制作的概念图的正确节点和命题明显增多。主要增加了影响气体体积的外界条件―温度和压强,而且能举出正确的例子。尤其突出的是,许多同学不同程度地标出了三种不同聚集状态影响体积的关系,还有约18.6%的学生标出了阿伏加德罗定律和气体摩尔体积的关系,这些都是创新性命题。这说明一方面教师的概念图教学策略是有效的;另一方面说明这些学生在尝试着建构自己的认知结构。但有少数学生未能从这方面作出出尝试,原因可能是学生在画概念图时也许更关注的是不同层交或同一层次内部节点和节点之间的命题,而对于交叉层次间存在的命题缺乏思考;还有可能是学生缺乏将概念体系进行整合的意识和能力。

4研究结论

(1)在学习中使用概念图的学生,所识记的概念数量多,知识点数量大,知识面明显拓宽,使学生既重视基本概念的学习、深刻地掌握知识的内涵,又扩大知识的外延,将概念内涵与外延及分散的概念组成了有机的概念体系,对概念的把握更为准确和深刻。

(2)采用概念图教学策略,学生对知识的保持和提取更为有效,提取的途径增多,在问题情境中能够对知识产生积极、有效的迁移,能够熟练地运用所学的知识去解决实际问题,对学生整体学习能力起到较好的促进作用,知识的迁移应用能力显著增强。

(3)概念图使师生的思路更开阔和清晰,能激发学生的学习兴趣,使学生在课堂上更积极活跃地参与学习;教师的教案更加灵活而篇幅大大减少;学生的笔记更加简明、清晰,更利于学习。

总之,概念图不论是对学生的学习还是对教师的教学,都有着不可低估的教学意义,对提高教学质量、减轻学习负担也有着重要的意义。

参考文献:

[1]李广洲.化学教育统计与测量导论[M].南京:南京师范大学出版社,1998.

[2](美)John.Best认知心理学[M].北京:中国轻工业出版社,2000.

[3]袁维新.概念图:一种促进知识建构的学习策略[J].学科教育,2003(4).

[4]王磊.科学学习与教学心理学基础[M].西安:陕西师范大学出版社,2002.

[5]蔡其勇.化学教学中学生科学素质培养研究[J].重庆教育学报学院,2004(5).

[6]张英锋,张永安.新《高中化学课程标准》提高学生科学素养的理念[J].学科教育,2004(11).

[7]吴中英.品味“物质的量”教学[J].化学教育,2004(8).

[8]胡喜丽.中学化学中引入概念图策略的实验研究.天津师范大学教育硕士论文,2005.

[9]张冬梅.中学化学教学测量与评估中的概念图研究.南京师范大学硕士学位论文,2004.

[10]张军.化学基本概念教学策略的研究.天津师范大学教育硕士学位论文,2004.

量子力学表象的概念范文

【关键词】高中物理概念物理规律

什么是物理概念呢？物理概念是对物理现象的概括，是从个别的物理现象。具体过程和状态中抽象出的具有相同本质的物理实体。在高中物理中主要有两大类。一类是用词语直接表达的概念。如力、重心、点电荷、理想气体、静电平衡、匀速直线运动等等。另一类是用数学语言表达的概念，常称为物理量。如加速度a=V/t，动能Ek=mv2/2，动量P＝MV，电场强度E=F/q等等。

对一个物理概念的认识，一般需经三个阶段：1.感性的具体；2.理性的抽象；3.理性的具体。老师每讲一个新的概念的时候，总是首先引入我们比较熟悉的一些具体物理现象，物理实例或做一些物理实验，使我们产生具体的感性的认识；再经过去粗取精、去伪存真、由表及里的分析比较，抽象出本质属性，上升到理性认识；再经过演绎的练习，使物理的抽象上升为理性的具体，实现应用所学概念有针对性的解决有关问题。

例如：学习静电平衡这个概念时候，老师首先举出把一个中性导体放在匀强电场中的例子。引导同学认识自由电子在电场力的作用下发生定向移动，产生感应电荷，发生静电感应的现象。再透过这个现象认识感应电荷产生的附加电场与原来匀强电场的迭加，直到感应电荷的场强与原电场的场强大小相等时导体内部合场强为零，自由电子定向移动停止，导体达到了静电平衡状态。从而再总结出静电平衡等体的一些性质：内部合场强为零，导体是个等势体等等。在我们头脑中形成一个反映静电平衡本性的理性的抽象。进而应用到其它各种电场中，由此及彼，在具体运用中升华到理性具体，得心应用地解决多变的物理问题。

对于一些物理量，还要清楚以下内容：引入目的、定义式、单位、是标量学是矢量、由什么因素决定、测量方法等等。如加速度这个概念，引入的目的是为了描述物体速度变化的快慢，定义式a=V/t，国际制中的单位是米/秒，是矢量，一个物体的加速度由它的质量和它所受的合外力事决定。测量方法很多，课本中专门安排了一个测定匀变速直线运动的物体的加速度的学生实验。

这里还特别提出的是，有些物理概念不是只在一节课上，通过一两个例子就是能够认识清楚的。需要在长期的学习过程中不断地认识，不断地理解。如力这个概论，从初中二年级就开始学习，有了一个初步认识。升入高中后，第一章第一节又开始学习，并给予初步的概括：力是物体对物体的作用。第三章中学习了牛顿第一定律，又进一步认识了力作用的相互性。到此，也只是停留在机械力的范畴之内。到学习了电磁力后，才从不同领域、不同类型的力的作用情况，通过联想和类比，形成比较深刻的认识。也就是说，认识一个物理概念有一个不断发现，不断提高的过程。这就要求我们在学习中多观察，多扩大自己头脑中的信息量，经过加工比较，实现对概念的深刻理解与掌握。

物理学本身就是研究物质最基本的运动及其规律的一门科学。物理规律反映了各物概念之间的相互制约关系，反映在一定条件下一定物理过程的必然性。

中学物理规律主要有：1.物理定理：如动能定理，动量定理等。2.物理定律：如牛顿运动定律，动量守恒定律、法拉第电磁感应定律等。3.物理定则：如平行四边形法则等。4.物理方程：如理想气体状态方程等。5.物理学说：如分子运动论，原子核式结构学说等。

对于这些课本中明确出来的规律，不但要记住它的内容表述和对应表达式。更重要的是透彻理解。一般应抓住以下几个方面：

1.实验基础。验证牛顿第二定律实验，研究楞次定律实验等。

2.导出方式。如根据动量定理和牛顿它三定律推导动量守恒定律。

3.清楚规律揭示的内涵及公式中各字母的含义。如动量定理：Ft=P，从整体上揭示物体所受合外力的冲量与它的动量变化的直接对应关系，即两者大小相等，方向相同。如果题目中要求合外力冲量，就有了两条思路：一是用合外力乘时间，二是先求其动量变化。分解看：式中F为合外力，解题时就需从受力分析入手，找出合外力，等号右边为动量变化，特定要求末态动量减初态动量。该式为矢量式，中学大纲只要求一维情况，解题时一定规定正方向，列代数式方程。变形有：F＝p/t，说明物体所受的合外力等于它的动量的变化率等。

4.注意适用条件。如：库仑定律F＝Kθ1θ2/r2，只适用于真空中点电荷。动量定守恒定律用于不受外力或合外力为零的系统。动量定理对于不论直线还是曲线，恒力还是变力，物理过程是单一的还是多阶段组合的，几个力作用于物体上的时间是否相同都适用。在中学阶段对处理打击、碰撞一类问题尤为方便。

5.物理图象。物理图象是物理规律的更直观、更形象的表达方式。如v－t图象，波的图象，P－V图象，此外还有一些在题目中出现的图象如F－t图象等。对图象一般应抓住以下方面：(1)横纵坐标、斜率、交点的含义；(2)对应规律煤数学表达式；(3)反映的物理情景。

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关键词：物质的量初高中衔接

初中化学与高中化学的衔接问题是高一化学教学一开始就会面临的一个难题，特别是实施新课改以后更是如此.初、高中之间，在知识上有连续性，但在学习能力和思维发展的要求上又有一定程度的跳跃，这导致许多高中化学老师对初中学生现有的知识结构体系、学习方法、学习习惯等明显不满意.许多初中生刚跨入高中，就感到难以适应高中化学的学习，对高中教师的教法表现出明显的不适应.因此，做好初高中化学教学的衔接与过渡，找到初高中学生学习的共同点对化学教学有着十分重要的意义.

一、物质的量的概念引入

物质的量是化学中的一个很重要的基本概念，根据物质的量的概念，可以导出摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度等许多在化学中有着重要应用的基本概念.在中学化学中学习这一知识，对于学生进一步深入理解微观粒子与宏观物质之间的联系，特别是培养学生的化学计算能力和实验技能都有着非常重要的意义.

物质的量的概念的形成是高中化学教学的难点，教学难度比较大.而初中学生的思维发展在很大程度上还属于经验型，遇到像“物质的量”这样难以理解的学科概念之后，如果不加以合理的引导，学生很难理解在不久后便会失去学习的热情和兴趣.但刚刚从初中跨入高中的学生，要面临学习、生活、新旧环境的巨大差异，一时还不能很快地适应.此时学习内容再变得难以理解，认识上又没有一定的基础和经验，学生就会产生很多的心理不适.

在化学教学中，教师更应该关注学生心理的发展，创设一些贴近生活，通俗易懂的情境，以此来提高学生学习化学的兴趣与信心.

例如，曹冲称象的故事.这个故事同学们比较熟悉的，其中的寓意表明曹冲采用了化大为小的方法称出了大象的质量.生活中，食盐可以用天平称量，水可以用量筒量取.但是在微观世界里，一滴水中有多少水分子，能数清楚吗？对于微观粒子，我们无法用肉眼观察，而且它们的数量庞大，即便用正常的科学计数法表示起来也不方便，因此科学上引入了一个新的物理量――物质的量.

二、教学方法的研究

初中化学教学以直观教学为主，课堂的形式丰富，教学的目标层次低，内容上不追求知识的系统性和完善性，思维训练跨度小，宏观思维多，逆向思维少等.而在高中，对知识的综合程度要求高，认知上由宏观转向微观，对学生的自学能力、阅读理解能力、空间想象能力、知识的灵活应用能力都提出了较高的要求.这就同时要求教师为了突破物质的量的难题，提高学生的学习效率，在教学过程中要注意教学方法由直观教学方式向启发式、探究式教学转化.

例如，通过物质的量的概念的形成，用类比的方法从熟悉、具体的概念入手来学习认识未知的、抽象的概念；通过生活中集合体概念的使用，选用合适的集合体概念来计量物质；通过物质的量和微观粒子之间的转化运算，应用数学方法解决化学问题.

三、学习方法的研究

学习化学，既需要用形象思维来形成化学事物的表象、意象和想象，又需要用抽象思维来进行概括、判断和推理.除此之外，还有很多其他常用的方法，如对比、探究、总结、归纳等.

物质的量是用来计量直接用肉眼看不到、现代称量工具难以称量的原子、分子、离子等微观粒子的物理量.这个词对刚从初中升入高中的学生来说比较陌生、抽象、难懂，而且非常容易将物质的量与物质的质量混淆起来，以致错误地理解物质的量的含义.我们可以通过一些形象的素材、比喻等，让学生感受引入物质的量概念的必要性，通过动画、举例分析等各种形式，使学生充分体验这一抽象概念的形成过程.同时用熟悉的“集合体”概念为微粒个数“集合体”的引出作铺垫，使学生在已有的认知基础上形成新的认知，从而加深印象.

由于新课改标准实施的时间还比较短，物质的量的教学虽然取得了良好的效果，但还是存在部分学生学习信心不足、兴趣不浓、学习成绩分化等想象，有待在今后的教学中进一步研究.化学教学工作需要在探索中不断完善、不断提高.

参考文献