《物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)》模塊有效教學(xué)的設(shè)計(jì)策略

蘇永平 張昀

〔關(guān)鍵詞〕 化學(xué)教學(xué)；《物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)》；有效教學(xué)；設(shè)計(jì)策略

〔中圖分類號(hào)〕 G633.8〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕 C

〔文章編號(hào)〕 1004—0463（2012）18—00５２—02

《物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)》作為高中化學(xué)新課程的選修模塊,是化學(xué)學(xué)科的重要基礎(chǔ)理論。本模塊具有教學(xué)新增內(nèi)容多、學(xué)習(xí)內(nèi)容抽象、理論性較強(qiáng)的特點(diǎn)，教學(xué)過程中教學(xué)深度和廣度難以把握，容易使學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒，從而影響課程目標(biāo)的落實(shí)，影響教學(xué)的有效性。本文就該模塊有效教學(xué)的設(shè)計(jì)策略談?wù)勛约旱囊恍\見。

一、研究課程標(biāo)準(zhǔn)，領(lǐng)悟《物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)》模塊的教學(xué)功能

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（實(shí)驗(yàn)稿）指出：《物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)》模塊是現(xiàn)代化學(xué)的重要組成部分，也是醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、能源科學(xué)、信息科學(xué)的重要基礎(chǔ)。該模塊是從原子、分子水平上介紹物質(zhì)是怎樣構(gòu)成的，圍繞著“微粒之間的不同作用力”這條基本主線展開，主要包括兩部分內(nèi)容：一是有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本概念和原理；二是有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本觀點(diǎn)和基本方法。其教學(xué)的主要功能是：從科學(xué)家探索物質(zhì)構(gòu)成奧秘的史實(shí)中體會(huì)科學(xué)探究的過程和方法，增強(qiáng)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣；進(jìn)一步形成有關(guān)物質(zhì)的基本觀念，能從微觀的角度認(rèn)識(shí)一些自然現(xiàn)象，形成對(duì)物質(zhì)及其變化的科學(xué)認(rèn)識(shí)；能從物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的視角解釋一些化學(xué)現(xiàn)象，預(yù)測物質(zhì)的有關(guān)性質(zhì)；在理論分析和實(shí)驗(yàn)探究過程中學(xué)習(xí)辯證唯物主義的方法論，逐步形成科學(xué)的價(jià)值觀，培養(yǎng)具備一定科學(xué)素養(yǎng)的公民和培養(yǎng)未來在化學(xué)學(xué)科領(lǐng)域繼續(xù)深造的專業(yè)人才。本模塊在內(nèi)容的選擇和組織上強(qiáng)調(diào)選擇性，共分為四個(gè)主題（即：原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)、化學(xué)鍵與物質(zhì)的性質(zhì)、分子間作用力與物質(zhì)的性質(zhì)、研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的價(jià)值），側(cè)重研究不同類型物質(zhì)的有關(guān)性質(zhì)，幫助高中學(xué)生進(jìn)一步豐富物質(zhì)結(jié)構(gòu)的知識(shí)，提高分析問題和解決問題的能力。

二、統(tǒng)攬教材，明確不同學(xué)習(xí)階段的目標(biāo)要求，把握教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度

《物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)》作為化學(xué)學(xué)科的重要內(nèi)容，教材設(shè)計(jì)緊貼課程標(biāo)準(zhǔn)，以必修為依托，內(nèi)容編排符合學(xué)科本身的內(nèi)在聯(lián)系，邏輯關(guān)系清晰，整個(gè)體系主次分明，主要線索線性化（結(jié)構(gòu)與性質(zhì)），次要枝節(jié)散點(diǎn)化（在正文適當(dāng)位置以科學(xué)視野、科學(xué)史話、資料卡片等閱讀材料的形式呈現(xiàn)），使教材豐富多彩。知識(shí)體系構(gòu)建注重初高中內(nèi)容的銜接，必修與選修的銜接，避免了雷同和重復(fù)，如原子結(jié)構(gòu)內(nèi)容在初中課堂主要講原子由原子核和核外電子構(gòu)成，必修課程內(nèi)容包括原子核的結(jié)構(gòu)、原子中各微粒的關(guān)系、核外電子排布，而選修課程內(nèi)容包括原子結(jié)構(gòu)的量子力學(xué)模型、核外電子的能級(jí)排布。在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，要重視同一知識(shí)內(nèi)容在不同階段的學(xué)習(xí)要求，避免教學(xué)內(nèi)容的重復(fù)和一步到位、隨意拓展，要把握教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度，避免加重學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。對(duì)于教材新增內(nèi)容，如原子結(jié)構(gòu)的構(gòu)造原理、原子核外電子的躍遷理論、價(jià)層電子對(duì)互斥模型、配合物理論、手性分子、金屬晶體的基本堆積模型等，應(yīng)采用從最簡單物質(zhì)及其結(jié)構(gòu)的分析出發(fā)，充分利用教學(xué)輔助手段，如電腦動(dòng)畫、自制模型、制作資料卡片、科學(xué)視野等，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和有效性。又如，對(duì)構(gòu)造原理的教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)放在應(yīng)用上，教學(xué)時(shí)要求學(xué)生會(huì)應(yīng)用構(gòu)造原理寫出基態(tài)原子的電子排布式，不要求學(xué)生探究構(gòu)造原理中能級(jí)次序的原因。

三、優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)策略，提高課堂教學(xué)的實(shí)效性

1．研究課程標(biāo)準(zhǔn)，突出三維目標(biāo)的落實(shí)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊屬于化學(xué)理論，學(xué)習(xí)內(nèi)容深?yuàn)W、抽象，加之情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)在課程評(píng)價(jià)中的缺位，教學(xué)時(shí)容易把學(xué)習(xí)重點(diǎn)集中體現(xiàn)在認(rèn)知目標(biāo)上，而忽視過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀的形成。在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，要設(shè)計(jì)多元化學(xué)習(xí)活動(dòng)，讓學(xué)生在自主、合作、探究的學(xué)習(xí)活動(dòng)中落實(shí)過程與方法目標(biāo)，挖掘教材中的情感因素，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如，可以利用本模塊的主題內(nèi)容，通過觀看影像資料、閱讀、交流、討論，對(duì)學(xué)生進(jìn)行“由此及彼”、“量變引起質(zhì)變”、“事物一般性寓于特殊性之中”等唯物主義觀點(diǎn)的教育，啟發(fā)學(xué)生自覺運(yùn)用辯證唯物主義的觀點(diǎn)與方法理解物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。

2．利用同化原理，做好相關(guān)內(nèi)容的銜接，捕捉新知識(shí)的生長點(diǎn)。學(xué)習(xí)認(rèn)知理論認(rèn)為：一切新知識(shí)的學(xué)習(xí)都應(yīng)該找到對(duì)應(yīng)的舊知識(shí)來同化，這樣的學(xué)習(xí)才是有效的。在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，要注意原有知識(shí)結(jié)構(gòu)與新知識(shí)的關(guān)系，讓學(xué)生利用已有知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)獲取新知識(shí)，以利于知識(shí)的形成、順應(yīng)、同化。本模塊很多內(nèi)容在必修2中都進(jìn)行了學(xué)習(xí)，在教學(xué)時(shí)要注意新舊知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，喚起學(xué)生對(duì)原有知識(shí)的回憶。例如，元素周期律在必修2中涉及了原子半徑、金屬性、非金屬性的變化周期性，并且這些周期性變化都決定于原子核外電子排布的周期性變化，學(xué)生對(duì)這部分內(nèi)容可以說是熟悉的，在學(xué)習(xí)第一電離能、電負(fù)性內(nèi)容時(shí)就需要將其進(jìn)行同化，其實(shí)第一電離能與金屬性的本質(zhì)是有些相同的，而電負(fù)性與非金屬性本質(zhì)上一致，學(xué)生明白了這一點(diǎn)，就能很好地掌握第一電離能、電負(fù)性的變化規(guī)律。

3．密切聯(lián)系生活、生產(chǎn)實(shí)際，突出知識(shí)的實(shí)用性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊的內(nèi)容抽象、難度較大，學(xué)習(xí)起來枯燥，容易產(chǎn)生畏難情緒，進(jìn)而喪失學(xué)習(xí)的興趣。在教學(xué)中要盡可能挖掘、整合課程資源，要注意挖掘教材中的人文背景素材，加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容與生活、生產(chǎn)的聯(lián)系，突出教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

4．重視化學(xué)發(fā)展、發(fā)現(xiàn)史的教學(xué)，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的思想和精神，形成科學(xué)的態(tài)度和方法。《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊涉及到很多化學(xué)發(fā)展史，特別是對(duì)于概念發(fā)展的歷史，像原子結(jié)構(gòu)、原子軌道的發(fā)展歷史、共價(jià)鍵的發(fā)展歷史等。教材涉及到的“科學(xué)史話”就有7個(gè)欄目，教學(xué)中應(yīng)注意運(yùn)用這些科學(xué)發(fā)現(xiàn)、發(fā)展史，挖掘科學(xué)知識(shí)的發(fā)現(xiàn)、發(fā)展過程所蘊(yùn)含的科學(xué)思想和方法，以收集、查閱、討論史料活動(dòng)為載體，培養(yǎng)學(xué)生的合作探究精神，體驗(yàn)利用文獻(xiàn)資料進(jìn)行化學(xué)研究的過程，體驗(yàn)科學(xué)探究的思想，對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)思想與方法、科學(xué)精神與科學(xué)態(tài)度的教育。例如，對(duì)于原子軌道的認(rèn)識(shí)，可遵循原子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)史：從盧瑟福模型到波爾模型，然后到量子力學(xué)的原子軌道模型的認(rèn)識(shí)過程。讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到原子軌道不是從天上掉下來的，也不是一個(gè)科學(xué)家把它寫出來的，而是經(jīng)過科學(xué)家不斷探究、不斷完善形成的。這樣學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí)就會(huì)更深刻，對(duì)科學(xué)家的探究過程也就更有體驗(yàn)。

5．利用直觀教具，變抽象為直觀，降低學(xué)習(xí)的認(rèn)知難度。《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊的理論性強(qiáng)，微觀結(jié)構(gòu)難以理解，對(duì)學(xué)生的抽象思維能力要求較高，在教學(xué)中要注意運(yùn)用多種教學(xué)媒體幫助學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容。例如，利用球棍、橡皮泥和牙簽制作各種晶體模型、物質(zhì)結(jié)構(gòu)模型，讓學(xué)生親手制作、組裝、觀察物質(zhì)結(jié)構(gòu)模型，使學(xué)習(xí)活動(dòng)具有更強(qiáng)的參與性、主動(dòng)性；利用多媒體課件展示一些晶體、非晶體的圖片、用動(dòng)畫形式去演示一些晶胞、晶胞與晶體的關(guān)系；利用計(jì)算機(jī)軟件繪制各種晶體的晶胞；利用網(wǎng)絡(luò)查找有關(guān)晶體結(jié)構(gòu)模型的三維立體圖片或動(dòng)畫等等，從而降低知識(shí)的理解難度，增強(qiáng)學(xué)生的接受能力，提高教學(xué)效率。

6．重視理論方法的構(gòu)建，讓學(xué)生遠(yuǎn)離題海。《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊的學(xué)習(xí)要著力于理論方法的構(gòu)建，而不是著眼于題海訓(xùn)練。教學(xué)中要緊緊抓住“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”這一主線，構(gòu)建知識(shí)體系。例如，在講氫鍵時(shí)先給學(xué)生提出一個(gè)問題：為什么冰的密度比液態(tài)的小？繼而從研究冰的結(jié)構(gòu)中提出了氫鍵概念，指出氫鍵的存在使水的溶沸點(diǎn)升高的原因，最后從H2O 、H2S、 H2Se、 H2Te 的沸點(diǎn)曲線圖中進(jìn)一步加深對(duì)氫鍵的認(rèn)識(shí)，學(xué)生也就學(xué)得容易、記得牢、用得活了。

編輯：張昀