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　　摘要：學生理解氣體壓強存在困難，造成學習障礙的因素主要來自于教材中缺乏知識背景、教學理念陳舊、教學手段單一、學生錯誤地理解知識和遷移知識，教師運用多種教學手段幫助學生突破困難。

　　關鍵詞：氣體壓強、教材的知識背景、學科互助

　　在實際教學中，教師在學生遇到知識理解障礙或解題障礙時，最常用的措施是將自己講解過的內容反復講解，但有時學生始終無法理解或掌握。這種情況下，教師需要從多個角度尋找障礙形成的原因，并盡可能用各種教學手段幫助學生突破障礙。教學中我們發現初三學生在學習氣體壓強的相關知識時，存在許多障礙。文章結合教學實踐中的體會、初中物理教材的相關背景知識和對學生和初中物理教師的的訪談，從學生原有的知識儲備、教師教學過程中對知識的闡述和教學手段的運用來分析障礙的產生，從分析微觀氣體分子的運動特點來嘗試解決學生知識理解上的障礙，對宏觀實驗現象進行深入淺出的解釋。

　　一學生氣體壓強學習的具體困難

　　初中化學涉及氣體壓強運用的重要實驗是空氣中氧氣體積的測定。利用紅磷燃燒測空氣中氧氣體積時，即便教師已經做了解釋和分析，許多學生仍然無法理解為什么最終進入瓶中的水的體積就是氧氣在空氣中所占有的體積。另外，該實驗還涉及到許多現象分析，比如點燃后伸入太慢將導致進入水偏多、未冷卻至室溫或裝置氣密性不好將導致進入水偏少這些問題的分析部分學生表示難以理解，然而，對于紅磷用量少無法充分消耗氧氣導致進入水偏少這個問題，能夠理解的學生比例還是較高的。

　　二影響學生理解知識的障礙因素

　　二（一）缺乏必要的知識背景

　　美國著名教育心理學家奧蘇貝爾認為影響學習的最重要因素是學生已經知道了什么，教師要根據學生的原有知識狀況進行教學，可見對學生知識背景的研究是重中之重。但是，在進行學情分析時，某一門學科的教師往往只會對本學科的教材和課程目標進行研究，很少重視其它學科教材和課程目標對該知識點的教學以及對學生學習產生的影響，它們對本學科的學習有沒有幫助或起到何種程度的幫助。

　　初二物理教材對氣體壓強的介紹主要是對大氣壓的描述：“大氣對處在其中的物體有壓強，這種壓強叫大氣壓強。”僅此而已，教材對于氣體壓強產生的原因并沒有多做闡述，影響因素也簡單介紹了流速對流體壓強的影響。初三化學教材僅僅在介紹物理性質沸點時順便提到了大氣壓強：“實驗證明，液體的沸點會隨著大氣壓強的變化而改變，如大氣稀薄的地方，大氣壓強變小，這時水的沸點就會降低。由于大氣壓強不是固定不變的，人們把101KPa規定為標準大氣壓。”根據課程標準，在物理教學和練習中，比較側重固體和液體壓強的學習，對氣體壓強的要求很低。由此可以看出，僅從教材要求來說，學生對氣體壓強的認識是非常有限的，學生有理解障礙的主要原因是初中物理對氣體壓強的學習深度沒有達到初中化學的要求。

　　二（二）教師的教學理念陳舊、教學手段單一

　　授課的初三化學教師常認為氣體壓強學生在初二物理已經學習過，點到即可，無需多講，教學中往往只要求學生記住實驗現象和結論。另外，由于反復的練習和識記，部分因果關系學生雖然只囫圇吞棗式地接受，卻也能用于大部分解題，這更讓化學教師確定學生已經清楚

　　地掌握了氣體壓強知識。根據訪談，部分同學認為自己已經理解了測定氧氣體積實驗的原理，分析問題的方法卻是教師給出的既定結論，無法用氣體壓強的變化來解釋實驗現象。由此可見，不恰當的教學方式也造成了學生學習上的困惑，當某實驗有實驗儀器或實驗手段上的改進時，學生很難通過自身獨立思考得出正確結論。

　　二（三）學生將錯誤的或不合理的經驗遷移到新知識的學習上

　　通過與學生的交流，發現學生存在這樣一些錯誤認識：⑴認為氣體受熱體積膨脹是因為氣體分子的體積變大。他們內心構建的解釋是金屬等固體物質的體積受熱膨脹遇冷收縮，所以氣體體積的膨脹就是氣體分子的膨脹。⑵認為容器內氣體減少導致氣體的質量減少，根據公式G=mg推導出壓力減小，再根據公式P=F/S，得出壓強減小的結論。⑶認為某容器體積不變，溫度升高，壓強會變大的原因是容器內氣體受熱分子間間隔一定變大，所以需要膨脹，而該容器體積不變，所以導致壓強變大。

　　由此可知，學生在學習中對氣體壓強產生的原因和影響因素有很大的誤解，從學生分析來看，有這樣幾點原因：⑴、對初二物理學知識的學習原本就是錯誤的。⑵、將氣體壓強等同于固體或液體壓強。⑶、不理解氣體分子的微觀運動從而不理解氣體壓強產生的微觀原理。

　　建構主義知識觀認為，知識不能精確地概括世界的法則，不能拿來便用，而是需要根據具體的情境進行再創造。學習者是以其自身的經驗，包括從學校中接受的科學教育和生活中的日常經驗，來理解和構建新的知識，如果這些知識本身不科學，那么構建的新知識就會存在錯誤。學生解釋中犯的明顯錯誤是將宏觀壓強的知識簡單遷移到微觀壓強的知識中。

　　3 循序漸進，運用多種教學手段幫助學生突破困難

　　三（一）立足本學科教材，尋求學科之間的互助

　　教師不能一味地依賴其它學科的教學，想當然地認為學生已經具備必須的知識儲備，給本學科的教學制造困難。初三化學教師在教學設計過程中應該幫助學生建立科學的微粒觀，既要關注教材的編排結構和新課程的教學目標又不能把教材當圣經，可以大膽地在教材之外尋求新的教學資源，靈活地、有創造性地組織教學。大部分初中化學教師在壓強教學上有先天知識和后天經驗上的欠缺，需要多與物理教師進行交流，了解學生的學習背景，加強自身氣體壓強知識的深度和廣度。學生在初二物理已經學習了分子的特性，即分子間有間隔、分子處在永不停息的無規則運動等，在此基礎上組織有效教學，不會有太多困難。

　　教師首先需要幫助學生理解氣體分子微觀運動與氣體壓強之間的關系：氣體分子的運動規律是雜亂無章的，朝各個方向都有運動，可以到達封閉容器的任何位置，而氣體分子運動是氣體壓強的產生源頭。氣體壓強的微觀實質是大量氣體分子頻繁碰撞器壁的統計結果，氣體壓強的大小就是單位時間內作用于單位面積的碰撞力的大小。由此可知，在相同條件下，氣體分子密度越大或分子熱運動的平均平動動能越大，單位時間內撞擊單位面積的力就越大，壓強就越大，反之則越小。

　　學生對氣體壓強有了基本認識，教師才能夠進一步分析影響氣體壓強的各個因素。考慮到初三化學主要涉及到封閉空間內的氣體壓強變化，涉及到的基本是沸點較低的、接近理想氣體的氣體，如氫氣、氧氣、氮氣等，教師備課時可以借鑒理想氣體狀態方程中各狀態參數之間的函數關系。譬如，在空氣中氧氣含量測定實驗中，燃燒前和燃燒后恢復室溫時，容器體積沒有變，溫度沒有變，但是氣體分子數目減少，導致密度減少，因此容器內壓強減小，打開止水夾大氣壓將水壓進來，水的體積即填補了氧氣的體積。若紅磷點燃后伸入太慢，由于燃燒放熱，使瓶內大量空氣受熱膨脹逸出，當容器塞好時，瓶內氣體已大大減少，減少的不僅有消耗的氧氣，還有部分空氣，因此，當溫度冷卻至室溫，進入的水體積遠遠大于氧氣的體積。若未冷卻至室溫就打開止水夾，則此時溫度比實驗初始溫度高，由于溫度是分子熱運動平均平動動能的標志，溫度越高氣體分子熱運動越劇烈，動能越大，所以壓強是比室溫時偏大的，這樣容器內外的壓強差就小，進入水的體積就偏小，在此處解釋時必須提醒學生注意控制變量，溫度就是一個重要的變量，反應前后溫度必須是一樣的，在這個前提下再來比較壓強的變化。對于裝置氣密性不好，許多學生理解為裝置漏氣，瓶內有空氣泄露出去，最后進入水的體積偏大，實際上在冷卻過程當中瓶內壓強由于小于外界大氣壓強，瓶外的空氣慢慢會滲透進來，填補氧氣減少造成的分子減少，使瓶內外壓強趨向一致，最后打開止水夾可能沒有水進入，即便有，進入瓶內的水一定小于容器內空氣體積的五分之一。

　　為了增強學生對氣體壓強的理解，教師還可以帶入更多實例，比如裝置氣密性的檢查，有時會通過針筒的推拉來檢測，實際是由于推拉過程中封閉體系的體積發生增減，從而導致氣體分子密度增減，進而導致了壓強的變化。

　　三（二）創設有效情境，使用形象化手段

　　氣體分子無法用肉眼觀察到，為了幫學生掃除障礙，真正領會氣體分子運動與壓強的關系，教師可以借助多媒體工具，用FLASH等工具形象地進行演示，也可以結合實際條件采用其它行之有效的方法。在解釋進入水的體積等于減少的氣體體積時可以借用空水杯，倒入一定體積的水，必然有相等體積的氣體被排出，反之，排出氣體的體積等于進入的水的體積。介紹氣體分子產生壓強的原理時，教師可以用拳頭模擬氣體分子在黑板壁上撞擊，氣體密度大小可以用單拳或雙拳撞擊的頻率表示，溫度改變導致分子運動動能改變可以用撞擊的力度大小來表示。甚至可以設計生動的游戲請學生模擬分子運動及對容器壁的撞擊，將學生帶入氣體壓強“現場”，在“做中學”，發展學生的創造性，將知識內化，進行更有效的學習。

　　為了有效地實現教學目標，教師在微觀粒子上的教學需要更多的情境化處理，將抽象的氣體壓強概念轉變成具體的、形象的微觀粒子運動情形，充分調動學生的想象力進行新知識的構建，學習過程中，教師與學生通過分析、歸納、演繹等方法來形成概念，使學生對氣體壓強的認識從感性進入理性，從形象上升為抽象，從而形成正確的科學概念。

　　可見，教師在教學中注意學科之間的交叉和銜接，注意與物理、生物等學科的融會貫通，幫助學生形成統一正確的科學觀，不能總埋頭在自己的一方小天地里。教師還應該多研究學生產生學習障礙的原因，在知識儲備方面有哪些欠缺，思維方式上有哪些錯誤，教師本身的教學手段存在哪些不足，如何將各個障礙逐個擊破，幫助學生解決困難。許多教師受課程標準要求或考試要求限制，會省略掉許多教學上的鋪墊，這樣也可能對學生理解知識造成困難，實際上，在學生理解能力范圍內做一些必要的知識鋪墊也是必備的一種教學手段。總而言之，教師要做一個善于思考的教育者，才能解決學生學習過程中產生的各種疑難雜癥。

　　（作者：崔廣瑾無錫市鳳翔實驗學校）

　　參考文獻：

　　⑴義務教育教科書物理八年級下冊江蘇科學技術出版社

　　⑵義務教育教科書物理實驗八年級下冊江蘇科學技術出版社

　　⑶義務教育教科書化學九年級上冊人民教育出版社

　　⑷義務教育化學課程標準 2011年版北京師范大學出版社

　　⑸王從戎高中生氣體壓強概念微觀理解的調查研究廣西師范大學 2006

　　⑹鄧有超教育解釋學教育科學出版社

　　來源：江蘇省中小學教學研究室

本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.lg566.com/chuzhong/274364.html

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如何突破初中化學氣體壓強的學習障礙

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