《物質結構與性質》實施探究教學的對策

席宗超

（洛陽46中 河南 洛陽 471002）

教育的核心是要促進學生的全面發展，而學生全面發展的一個重要方面就是探究意識的形成與主動參與能力的培養，因此新課程倡導要盡可能用討論探究的方式展現知識的形成過程，把知識的授受過程變成為知識的探究過程，最大限度地引導學生參與教學活動，教給學生探究學習的方法，培養學生積極思考、正確思維的品質，促進學生全面發展，探究性教學已經成為新課程理念下的一種主要教學方式，但是，《物質結構與性質》這一部分卻因為內容抽象，概念晦澀，致使實施探究式教學有一定的困難，本文針對這一部分的教學，就如何實施探究性教學談談自己的一些體會。

一、不斷加強業務學習，提升自己的專業知識水平

有句話說要給學生一碗水，老師必須要有一桶水，教到這一塊內容時，老師們發現自己可能也只有一碗水，這些原因是多方面的，比如早些年化學系大學本科里沒有詳細地講氫原子發射光譜中四條明亮譜線的計算，而現在高中物理選修3-5中就出現了這些知識，很可能我們老師還沒有學生了解的多，而可怕的是我們還渾然不知，再比如對多電子原子尤其是堿金屬譜線的知識，教材中給了插圖，但作為教師可能對這些知識缺乏了解，雖然這不需要給學生講，但對這些知識的缺失會造成我們在上課時不能高屋建瓴，只能照本宣科，直接告訴學生們電子在核外是分層排布的，也就設計不出高水平的探究活動。解決這一問題的方法只能是我們教師不斷加強業務學習，提升自己的專業知識水平。課程改革要求教師要具有寬廣的專業知識背景和專業能力，因此，教師必須重視并加強自身專業素養的提高，尤其要認真學習教材中新增加的內容，盡快地把這些新內容納入已構建的學科專業知識結構中，教師只有全面領會學科專業知識體系，才能靈活自如地引導學生探究。我們可以向書本學習，向網絡學習，向同行學習，向專家學習，向其他學科的老師學習，尤其要加強與物理、生物兩個學科的交流，像原子光譜的知識，偏振光的知識與物理聯系較為緊密，可以向物理老師學習；霉菌的生長，巴斯德在生物學上的貢獻，葉綠素的色譜法可以向生物老師學習。

二、利用實驗開展探究

化學實驗是進行科學探究的主要方式，它的功能是其他手段無法替代的。實驗教學有利于啟迪學生的科學思維，揭示化學現象的本質，激發學生學習的積極性與主動性。在選修3中，只在配合物這一部分內容中出現了兩個實驗，且都是驗證性實驗，對于這兩個實驗，我們要深入挖掘，找到實施探究教學的突破口，賦予這兩個實驗更多的探究色彩，下面是我的一個教學片段：

【教師】把白色的硫酸銅溶于水，產生藍色溶液，你以前見到過什么物質溶解在純水中顏色發生變化了嗎？

【學生】思考回憶……

【教師】閱讀教材，找出變為藍色的原因。

【學生】因為銅離子有空軌道，而水分子有孤電子對，二者形成了［Cu（H2O）4］2+（四水合銅絡離子），這種離子是藍色的。

【教師】除了水有孤電子對，容易與銅離子形成絡離子外，還有哪些微粒也有孤電子對，容易與銅離子形成絡離子？

【學生】氨分子。

【教師】銅離子與氨分子能否形成絡離子，請大家動手實驗。

【學生】先生成了沉淀，后生成深藍色的四氨合銅絡離子。

【教師】還有其他的帶有孤電子對的微粒嗎？氯離子？溴離子？氫氧根？寫出它們的電子式。它們是否有孤電子對？它們能否與銅離子形成絡離子？

【學生】思考……

【實驗】把銅在氯氣中燃燒，生成棕黃色的煙，加少量水，生成綠色溶液，加大量水，又生成藍色溶液，這個顏色變化說明什么？

【教師】棕黃色的氯化銅溶于水為什么不生成棕黃色溶液？為什么生成綠色溶液？為什么加大量水又轉為藍色？

【學生】？

【教師】（提示）綠色是另一種配離子［CuCl4］2-（四氯合銅絡離子）的顏色。

【學生】在溶液中很可能存在著兩種配離子，如果溶液較濃，則主要顯示四氯合銅絡離子的綠色，如果水多，則主要顯示四水合銅絡離子的藍色。

【教師】往藍色的膽礬溶液中加入無色的氯化鈉固體會怎么樣？

【實驗】生成［CuCl4］2-變為綠色。

【教師】往藍色的膽礬溶液中加入濃鹽酸會怎么樣？

【實驗】生成［CuCl4］2-變為綠色。

【教師】以上這些顏色變化說明了什么問題？

【學生】說明確實存在［Cu（H2O）4］2+、［CuCl4］2-、［Cu（NH3）4］2+這些絡離子， 并且這些絡離子是可以相互轉化的。

以上這個教學片段對課本上的實驗進行了深入挖掘，賦予了探究的內容，對學生深刻理解配合物很有幫助。

三、利用學生活動引領探究

探究性學習是以學生為主體，以學生的主動參與為前提的。學生的主動參與使其在探究過程中體驗到探究帶來的樂趣，并逐步形成一種在學習中喜愛質疑、樂于探究的心理傾向。學生在探究性學習過程中，所涉及的不僅僅是最后記住了多少知識，更重要的是學習過程浸透著情感的投入、態度的轉變、方法的獲得、情感的體驗。在這一部分的教學中，可以安排一些學生活動，讓學生親歷探究發現的過程，例如在講價層電子對互斥理論時，我準備了一些氣球和一些橡皮筋，上課時讓同學們分組嘗試用橡皮筋把不同數目的氣球扎在一起，同學們興趣很高，有的小組嘗試把兩個氣球扎起來，有的小組嘗試把三個、四個、五個、六個氣球扎起來，扎好之后氣球會由于自身的彈性自發地呈現出平面三角形、正四面體、正八面體等形狀，這樣就一舉突破了教學的難點，再比如在金屬原子的堆積教學中我準備了一些乒乓球和膠水，讓學生自己動手去探究堆積的方式，意外的發現還有一種教材中沒有介紹的堆積方式，經計算這種堆積方式的空間利用率為60%（即兩層密置層按上下對齊的方式堆積，我稱之為簡單菱方），經過向吳國慶教授請教，這種堆積方式的確存在，但由于在自然界中找不到實例，亦即目前沒有發現哪一種金屬按這種方式堆積，因而在課本中沒有介紹，這大大激發他們的學習積極性，還有在手性教學中，給同學們發放CHClFBr、CH2BrCl、BrFClC—CClFBr等分子模型，提出問題：①兩個CHFClBr是同一種分子，還是兩種不同的分子？兩個分子能否重合？②兩個CH2ClBr是同一種分子，還是兩種不同的分子？兩個分子能否重合？③兩個BrFClC—CClFBr是同一種分子，還是兩種不同的分子？兩個分子能否重合？從而使學生自己發現手性碳、手性分子的知識規律。同學們在實際操作中感受到了發現的歡欣，這種探索不是對書本上固有知識的株守，這種超越教科書的探索實際上就是對科學的探索，在探索過程中必將綻放出智慧的火花。

《物質結構與性質》這一部分內容中，模型搭建的方法不僅可以很好地幫助同學們進行探究，而且能夠使同學們更深刻的理解知識，上完課后，我把這些模型留在教室里，讓同學們利用課余多看多想，多去感覺各種晶體的晶胞構型，各種微粒之間的相對位置，以加深對這部分知識的理解。

四、利用形象的比喻幫助探究

探究的前提是知識的理解，只有在透徹的理解了知識之后才可能進行創造性的探究，而生活化的一些比喻對于抽象知識的理解很有幫助，也會有助于知識的探究，在這一部分知識中，有些知識理解起來比較困難，比如：氫的發射光譜是幾條不連續的譜線，這說明了什么？如果直接讓同學們“探究出”核外電子的排布是分層排布的，中間跨度就顯得太大，怎么才能讓學生理解這一難點呢？我在投影上展示了一張圖片（圖1），問同學們如

圖1

果按左邊所示小球依次落在電子秤上數字會如何顯示？（是連續的一系列從小到大的值），如果按右邊所示小球依次落在電子秤上數字會如何顯示？（只能顯示三個不連續的值），接著再啟發同學們氫的發射光譜中出現幾條不連續的線說明什么問題？同學們就能體會到電子在核外的排布是不連續的，而是分成幾個層。再比如同學們對甲烷、乙烯、乙炔中為什么碳最外層的電子要先躍遷，再雜化表示迷惑，為什么同是碳原子，有時候要sp3雜化，為什么有時候又sp2雜化就更不好理解了，我選取了電視劇《我是特種兵》中的一個畫面：四個特種兵從不同的方向進入一棟藏匿有歹徒的廢棄大樓內執行任務，當他們會合于某層樓梯口處時突然發現被歹徒包圍，他們馬上進入戰斗狀態，一人負責防御來自下樓梯下方的火力攻擊，一人負責來自樓梯上方的攻擊，一人負責左側走廊，一人負責右側走廊，結合圖片問同學們這些戰士為什么要這樣布陣？同學們回答因為這樣可以使戰士們的火力達到最優組合，最大限度地減少損失，在此基礎上再講甲烷中碳原子的四個電子為什么要雜化，并且雜化成四面體的形狀就水到渠成了。

實施探究性教學，會有比較容易處理的章節，也會有難以處理的知識點，但是，只要我們開動腦筋，深入鉆研總會找到突破口，要實施探究性教學，最好的辦法就是把自己置身于科學發展的歷史中去，全面了解科學家在遇到問題時的精彩想法與對策，使這些精彩瞬間得以再現，沿著這個思路設計探究方案，我們會有不斷的驚喜，我們的教學也會更加精彩紛呈。