高中《物質結構與性質》模塊學習障礙點調查

李延偉（河北正定中學）

高中《物質結構與性質》模塊學習障礙點調查

李延偉
（河北正定中學）

在新課標的教學背景下，教師的教學手段與方法也要與時俱進，根據學生的特點，采用合適的教學方式。為了促進學生的全面發展，在高中化學課堂如何進行趣味教學，提高課堂的教學質量，成為現在高中化學教師密切關注的主要問題。運用訪談和問卷調查方法，調研學生選3模塊學習障礙點，發現學生理解不清該模塊出現的概念和理論，無法建立晶體模型，建立微粒觀，應用和應變能力很差。

《物質結構與性質》；學習障礙點；高中化學

化學作為基礎教育的一個重要組成部分，讓學生養成基本的科學研究方法有著很大作用，物質微粒觀的培養是化學學習的重要目標。培養物質微粒觀是化學新課程改革的要求，有利于促進學生科學素養的全面發展，有利于促進化學教師專業化發展，同時《物質結構與性質》模塊教學也有利于學生構建微粒觀。高中化學新課程改革，增設選3模塊，有利于幫助學生打開微觀世界的大門。高中學生極感興趣但又深感困惑，不甚理解，存在很多障礙。本次研究力圖尋求突破。

一、研究方法

1.訪談法

選擇河北正定中學的一線化學教師（包含中學二級、一級和高級，本科、研究生）共11名和部分高中畢業生作為訪談對象，初步了解學生可能存在的學習障礙點。

2.問卷法

（1）問卷調查對象為本校2012級普通班學生共300人，問卷全部回收，有效問卷數為287。

（2）問卷內容制定

首先對學生進行訪談，記錄他們存在的知識疑問并結合教師訪談結果進行整理。其次，結合2012年、2013年兩年河北省新課標高考37題的得分分析。匯總發現，很多學生在雜化、晶體結構與計算、從結構出發解釋性質的描述三個方面理解障礙突出。最后，確定問卷考查內容如下：根據團簇分子，寫分子式；根據石墨結構及提取信息，均攤法計算化學式；圍繞硅酸鹽平面延展結構考查化學式；寫出等電子體；從不同選項說明金屬晶體的密堆積、非密堆積，配位數，模型；考查面心立方晶體結構及計算；以N原子及其氫化物為中心進行原子結構等的考查；借助物質穩定性、酸性、熔沸點考查學生用所學理論解釋相關性質。

二、調查結果

1.概念繁多，易混淆

學生無法準確表達結構示意圖、電子排布式和軌道表示式、外圍電子構型等表達方式。以Fe為例，對最外層概念把握不精準，誤認為3d能級也是最外層，對原子軌道數、電子的運動狀態皆存在理解偏差。等電子體出現的理解錯誤：混淆常見10電子微粒，混淆等電子體和結構相似的關系易把NH3和PCl3當成等電子體，對陌生的離子找等電子分子把握不準。對于晶胞的定義理解不準，一看題目中的圖形，就用均攤法來算。

2.理論不能完整構建，理解程度差，難以運用

對于價鍵理論，學生對σ鍵和π鍵成鍵過程的理解比較淺，不能和電子云重疊程度有效聯系起來。在鍵能的應用題目中，顯得蒼白無力。如第8題第2小題問：H2Se和H2S的酸性比較，結果反映出只有一小半學生認識到酸性：H2Se＞H2S，在隨后的原因回答中，僅有少部分學生從鍵能角度進行回答。

對于價層電子對互斥理論，50%學生能夠計算，出錯是因為忽略孤電子對。問題突出表現在不理解孤電子對的排斥力大于成鍵電子對的排斥力，難以運用此知識來解決鍵角的問題。

對于雜化軌道理論，大多是死記硬背，隨著學習遍數的增加，能逐漸清晰雜化考的類型，解題能力有提高，但是還是不明白雜化的意義所在。

對于配合物理論，不清楚中心原子或離子的空軌道來源哪里，難以辨別陌生物質是否存在配位鍵，給出相應結構后不會找配位鍵存在于哪些原子間。

對于微粒間的相互作用，理解很混亂。學生分不清楚離子化合物和分子，如BeCl2；難以運用離子、分子、原子、金屬四種晶體的特點對熔沸點、穩定性、酸性比較等進行準確判斷。給出具體物質，學生難以找全存在的作用力，尤其是經常誤把氫鍵當成化學鍵。

3.晶體模型，構建、計算困難

此部分得分率特別低，遇到簡單圖形時50%學生基本能夠解決，但如果圖形略微復雜，則受到自身對圖形理解分析能力的限制，就會產生想象困難。同時，受到計算能力的限制，很多學生對于密度、空間利用率的計算空著不答。

三、結論

1.結論

調查可知，學生主要面臨三大學習障礙點：（1）生疏微觀概念多，易混淆；（2）理論理解不清，不能正確運用；（3）晶體結構模型建立困難，晶胞計算出錯。其中，相關理論的理解和晶體模型的建立兩部分構成了學生該模塊學習的主要知識障礙。

2.建議

（1）學校為學生提供工具，尤其在金屬晶體的堆積模型學習時，提供更多機會讓學生動手組建模型，從而建立晶胞，便于理解。

（2）教師應加強學習，多開發教學工具或尋找一些實際例子來比喻微觀世界，便于學生理解和想象。

（3）學生應注重計算、審題，規范答題。主動建立知識體系，形成網絡圖，有意識地進行空間想象能力的培養，多動手。

［1］王秀紅，莊嚴，馬云鵬.中學化學教師“物質結構與性質”模塊學科知識狀況調查分析［J］.化學教育，2012（05）：49-52.

［2］陳潔.《物質結構與性質》教材中幾個概念和理論的教學探討［D］.西安：陜西師范大學，2011.

［3］王磊，陳光巨，趙河林，等.新課程標準實驗教科書《物質結構與性質》的編寫思路和特點［J］.化學教育，2006（08）.

·編輯韓曉