設計國中教材—細數原子與分子 李志鴻 新北市立錦和高級中學 leho1272@ms54.hinet.net   n  前言 目前國中教材有關物質組成的部分，從原子結構單元開始進入微觀粒子的介紹，而之後銜接的教材即為細數原子與分子單元，內容嘗試說明原子量、分子量與莫耳數的關係。本文作者的經驗顯示有相當大比例的學生是未學先「懼」，甚至學過放棄。因此如何讓國中學生在學習這個單元時不會感覺抽象，容易接受與學習是一項困難的挑戰。有鑒於此，本文作者針對現行審定的教材進行探討，進而設計輔助說明的學習單以幫助學生學習原子量、分子量與莫耳數的關係。 n  目前教科書的內容安排 在學習「細數原子與分子」單元，一般教科書大致上是以下述的方式來說明原子量、分子量與莫耳數的關係： 1.    先告訴某一純物質物體質量與此物體中有多少個原子，讓學生計算一個原子質量大約是多少。如康軒版以「壹元硬幣的質量約為3.7公克，若是純銅所製，應含有約3.5 × 個原子」的例子帶入1個銅原子質量很小。 2.    再說明為了比較各種不同元素的原子質量是不同的，訂定原子量作為比較各種原子質量的依據，並以質量數為12的 原子之原子量為12。 3.    接下來定義亞佛加厥數：「1個原子是如此的小如此的輕，為方便計量，科學家制訂一個龐大粒子數的單位—莫耳。經過科學家實驗測得1莫耳 ＝ 6 × 個。」 n  學生可能產生的學習困難 雖然教科書簡略陳述原子量、分子量與莫耳的意義，但是從教科書內容邏輯脈絡的陳述而言，原子量與原子真正質量之比較卻無法從中簡單看出，以至於學生仍無法了解原子量與真正質量的關係。同時，科學家為何選定6 × 個，而非其他數值作為1莫耳，再加上學生對於「莫耳」一詞的陌生，並無法從莫耳兩字看出其含意。因此學生在此單元面對眾多的名詞勢必充滿疑惑，加上需要計算質量極小、數量極大的原子與分子，對數學理解能力稍差的學生，在學習上出現問題的機會即會大增。 n  教材設計分享 本文作者在此提供已經實際運用在教學上並獲得不錯的學習成效的6個學習單作為教師教學時的輔材內容，提供教育現場教師參考。 一、  轉換基本粒子質量的表示法 如表1所示，將質子、中子與電子的質量透過數學運算轉換（註1），得到表中三種基本粒子的質量，其中質子質量約與中子相等為電子1840倍，而1個質子的質量為1.67×  g。   表1：三種基本粒子的質量   二、  複習原子的質量等於質子、中子與電子質量和的概念 接著從第三冊學過的原子結構帶入，原子的質量即為質子、中子及電子質量的總和。如表2所示，透過讓學生寫出三種基本粒子的數量，進而導引出不同原子的質量即為三種粒子質量的總和。最後將實際質量的數值帶入，以數學式子計算並得到一個原子的質量與不同原子之間的質量比。 表2：原子質量與其數值的關係   三、  由學生自己計算出的原子質量，看出每種原子的質量比、並從中了解原子量及亞佛加厥數 由表2的計算結果得到一個 原子質量 = ，一個 原子質量 = ，一個  原子質量 = […]