重視單元教學(xué)分析 實(shí)現(xiàn)知識體系有效建構(gòu)——以蘇教版必修2專題一“物質(zhì)結(jié)構(gòu)”部分的教學(xué)為例

潘家永

（江蘇省連云港高級中學(xué) 江蘇連云港 222000）

重視單元教學(xué)分析 實(shí)現(xiàn)知識體系有效建構(gòu)
——以蘇教版必修2專題一“物質(zhì)結(jié)構(gòu)”部分的教學(xué)為例

潘家永

（江蘇省連云港高級中學(xué) 江蘇連云港 222000）

一、問題的提出

單元教學(xué)法，是指教師依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，以教材為基礎(chǔ)，按照知識的邏輯順序和學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，將教學(xué)內(nèi)容重新剖析和分解，將專題中所包含的零散知識進(jìn)行重組和規(guī)整，建立起一個個相對獨(dú)立卻又有一定內(nèi)在聯(lián)系的教學(xué)單元。這樣可以有效地解決教材的內(nèi)容混雜、邏輯性不足等問題；同時，教師可以靈活地安排教學(xué)計(jì)劃，充分地利用諸多教學(xué)手段，提高課堂教學(xué)效率。

蘇教版必修2第一專題 《微觀結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的多樣性》在不同的層次介紹了物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)，包括化學(xué)鍵、分子間作用力、同素異形現(xiàn)象、同分異構(gòu)現(xiàn)象和晶體結(jié)構(gòu)等。這些內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)生從不同的層面和視角去研究物質(zhì)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的思維深刻性和嚴(yán)謹(jǐn)性。而我們在以往教學(xué)中經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)學(xué)生對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的理解比較混亂，對相關(guān)概念的認(rèn)知模糊不清，其原因就是學(xué)生沒有建立起物質(zhì)結(jié)構(gòu)的層次性和統(tǒng)一性，不清楚哪些微粒之間存在何種作用力。因此通過對教學(xué)內(nèi)容的分析，筆者認(rèn)為物質(zhì)結(jié)構(gòu)部分的內(nèi)容宜采用專題教學(xué)，幫助學(xué)生明晰物質(zhì)結(jié)構(gòu)的層次性并體會物質(zhì)世界的多樣性。

二、本專題的教學(xué)策略

1.關(guān)注學(xué)科知識的內(nèi)在邏輯性和層次性

通過對本專題內(nèi)容的研讀，我們發(fā)現(xiàn)教材基本上是按照由低層次到高層次這一順序進(jìn)行知識演繹的。教材首先介紹了原子結(jié)構(gòu)，在學(xué)生初中階段對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)知基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注原子核外電子的排布規(guī)律；接著教材將視野擴(kuò)展，介紹了原子是如何相互結(jié)合成分子的，即化學(xué)鍵的內(nèi)容；繼而教材介紹了分子如何構(gòu)成宏觀物質(zhì)，即晶體結(jié)構(gòu)的內(nèi)容；最后通過不同層次的微粒間的作用，體會物質(zhì)世界的多樣性及其原因。據(jù)此筆者在教學(xué)時，把教學(xué)內(nèi)容規(guī)整為三個單元（見圖1）：第一單元是原子結(jié)構(gòu)，包括原子核外電子排布，原子結(jié)構(gòu)示意圖，核素與同位素的概念等，其中原子結(jié)構(gòu)示意圖和核素、同位素的概念是學(xué)生在初中和高一上學(xué)期學(xué)習(xí)過的內(nèi)容，這里考慮到它們也是原子結(jié)構(gòu)知識的一部分，所以引導(dǎo)學(xué)生對這部分內(nèi)容進(jìn)行再復(fù)習(xí)；第二單元是化學(xué)鍵部分的內(nèi)容，包括離子鍵和共價鍵，是學(xué)生在了解原子（或離子）結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，關(guān)注原子（或離子）之間的作用力和結(jié)合方式；第三單元是物質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性，物質(zhì)世界之所以豐富多彩，有以下幾個方面的因素：晶體結(jié)構(gòu)的多樣性（包括離子晶體、分子晶體、原子晶體和金屬晶體）、同素異形現(xiàn)象和同分異構(gòu)現(xiàn)象的普遍存在。

圖1

筆者教學(xué)中對教材順序做了調(diào)整，一是把分子間作用力調(diào)整到了晶體結(jié)構(gòu)這部分中來。在學(xué)習(xí)分子晶體的時候介紹分子間作用力，將“分子晶體”作為“分子間作用力”的載體，比如介紹干冰晶體時，讓學(xué)生了解相鄰的CO2分子之間是通過分子間作用力結(jié)合成分子晶體的，而一個CO2分子是由一個C原子和兩個O原子通過共價鍵相結(jié)合而形成的，這樣可以讓學(xué)生更加明晰物質(zhì)結(jié)構(gòu)的層次性。第二，筆者將晶體結(jié)構(gòu)調(diào)整到同素異形現(xiàn)象和同分異構(gòu)現(xiàn)象之前，這樣一方面使得教學(xué)的邏輯性更強(qiáng)，另外也凸顯出了晶體結(jié)構(gòu)知識的重要性。

2.注重問題引導(dǎo)和學(xué)生內(nèi)隱思維的外顯

物質(zhì)結(jié)構(gòu)的內(nèi)容比較抽象、晦澀并且難以描述，學(xué)生往往會根據(jù)固有的經(jīng)驗(yàn)或想法去思考問題，因而會在頭腦中留下一些錯誤的觀念或模型。在教學(xué)中，教師要善于分析學(xué)生的隱性思維，并通過語言描述、問題回答或動手操作（如搭建或畫出模型）等方法引導(dǎo)其暴露自己的內(nèi)隱思維。在問題串的引領(lǐng)下，使學(xué)生對問題的思考和解答進(jìn)行自我檢驗(yàn)并矯正原先的認(rèn)知偏差，對原先的知識體系進(jìn)行重構(gòu)。

3.抓住典型物質(zhì)，以點(diǎn)帶面分析一類物質(zhì)

由于物質(zhì)的多樣性，我們不能對各種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)都有所了解和介紹。但由于物質(zhì)構(gòu)成的規(guī)律性，我們可以選取一些代表物著重介紹，然后以點(diǎn)帶面地去分析一類物質(zhì)。比如介紹離子晶體時，我們可以NaCl為對象去分析；介紹分子晶體時，可以干冰和碘單質(zhì)為例分析其中的共價鍵和分子間作用力；介紹原子晶體時，我們可以著重觀察金剛石的結(jié)構(gòu)模型，分析其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。并引導(dǎo)學(xué)生將金剛石結(jié)構(gòu)中的碳原子換成硅原子，則為晶體硅；如果在兩個相鄰的硅原子之間插入一個氧原子，則得到二氧化硅晶體，它們同樣是原子晶體。這樣舉一反三，拓展了學(xué)生的視野。

三、單元教學(xué)法的課堂實(shí)踐

筆者根據(jù)單元教學(xué)的思想，對必修2“物質(zhì)結(jié)構(gòu)”這部分內(nèi)容進(jìn)行了如下的教學(xué)實(shí)踐，取得了較好的教學(xué)效果。

1.第一單元——原子結(jié)構(gòu)的教學(xué)

在引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)原子結(jié)構(gòu)和核素、同位素的基礎(chǔ)上，通過畫出1－18號元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖，引導(dǎo)學(xué)生歸納原子核外電子排布的幾條規(guī)律。

2.第二單元——化學(xué)鍵的教學(xué)

教師可以先設(shè)計(jì)問題：目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的元素只有一百多種，這僅有的一百多種元素是如何形成我們豐富多彩的物質(zhì)世界的？原子是如何構(gòu)成分子的？教師要注重引導(dǎo)學(xué)生從原子的核外電子排布尤其是最外層電子排布，引入原子之間相互結(jié)合的方式，即原子間的作用力——化學(xué)鍵。

（1）以NaCl的形成為例，介紹離子化合物的形成過程。

畫出Na原子和Cl原子的結(jié)構(gòu)示意圖，探討離子鍵的形成方式：活潑金屬失電子、活潑非金屬得電子，形成的陰陽離子通過靜電作用相結(jié)合；總結(jié)常見的離子化合物：大多數(shù)鹽、金屬氧化物和強(qiáng)堿；教師接著設(shè)置問題，離子化合物中是否一定含金屬元素，引起學(xué)生對銨鹽的關(guān)注。

（2）電子式

用原子結(jié)構(gòu)示意圖的方式表示NaCl的形成過程較為復(fù)雜，從而有必要引入電子式這一化學(xué)語言。在教學(xué)中，教師可以將電子式的書寫設(shè)計(jì)為循序漸進(jìn)的3個層次：原子的電子式、離子（陽離子和陰離子）的電子式和離子化合物的電子式，從而幫助學(xué)生掌握電子式的書寫。

（3）共價鍵

在學(xué)習(xí)NaCl中化學(xué)鍵的基礎(chǔ)上，教師可設(shè)置問題：如果形成化合物的兩種元素都是非金屬元素，如何形成化學(xué)鍵？進(jìn)而以HCl的形成為例，介紹共價鍵的形成，討論什么樣的元素的原子之間通過共價鍵結(jié)合，并學(xué)習(xí)共價分子電子式和結(jié)構(gòu)式的書寫。為了加深學(xué)生對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的理解，教師可以給出一些化合物如 Na2S、H2S、NaOH、NH4Cl等，請學(xué)生判斷其中的化學(xué)鍵類型并討論：離子化合物一定含有離子鍵，可能含共價鍵；共價化合物只含共價鍵，不含離子鍵。

（4）化學(xué)鍵

在離子鍵和共價鍵的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)入化學(xué)鍵的教學(xué)。應(yīng)明確稀有氣體是單原子分子，其中不含有化學(xué)鍵。教師可以以H2與Cl2的反應(yīng)為例分析化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：反應(yīng)物中化學(xué)鍵斷裂，形成生成物中新的化學(xué)鍵。學(xué)生在初中時候了解到化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是有新物質(zhì)生成，此處從化學(xué)鍵的角度來理解化學(xué)反應(yīng)，是學(xué)生認(rèn)知水平的深化。

3.第三單元——物質(zhì)世界多樣性的教學(xué)

物質(zhì)世界多樣性的原因有很多，比如晶體結(jié)構(gòu)的多樣性、同素異形現(xiàn)象、有機(jī)物的同分異構(gòu)現(xiàn)象等等。

（1）晶體結(jié)構(gòu)的多樣性

教師可以首先和學(xué)生明確晶體結(jié)構(gòu)的研究層次：晶體結(jié)構(gòu)是考慮微粒如何構(gòu)成宏觀物質(zhì)的。比如研究干冰，如果研究的是C原子和O原子如何結(jié)合成CO2分子的，這是屬于化學(xué)鍵的內(nèi)容；如果研究CO2分子之間如何結(jié)合成干冰，則是屬于晶體結(jié)構(gòu)的內(nèi)容。

在學(xué)習(xí)離子晶體、分子晶體和原子晶體時，要抓住典型物質(zhì)，學(xué)會觀察這些晶體的微觀結(jié)構(gòu)，并設(shè)置問題促使學(xué)生的思考和隱性思維的外顯。如：NaCl晶體結(jié)構(gòu)中是否存在NaCl分子？NaCl固體是否導(dǎo)電？NaCl固體在熔融或者溶于水的時候?yàn)楹文軐?dǎo)電？此時化學(xué)鍵發(fā)生什么變化？干冰晶體中，CO2分子之間存在著何種作用力？CO2分子內(nèi)部，C和O原子間存在何種作用力？干冰升華時，克服何種作用力？共價鍵是否發(fā)生變化？類似的，可以再進(jìn)行拓展：HCl、H2SO4、乙醇、蔗糖都是分子晶體，它們?nèi)苡谒男┮朔肿娱g作用力，哪些要破壞共價鍵？Si與C在同一族，SiO2的結(jié)構(gòu)是否與CO2相似，是否屬于分子晶體？觀察SiO2的微觀結(jié)構(gòu)，其中是否存在分子？其中存在何種作用力？SiO2熔化時，破壞什么作用力？為何干冰熔點(diǎn)低于SiO2？

在系統(tǒng)學(xué)習(xí)完各種晶體類型后，教師可以通過表格的形式對比各種晶體。

（2）有機(jī)物的同分異構(gòu)現(xiàn)象

高中階段系統(tǒng)學(xué)習(xí)有機(jī)物是在專題三“有機(jī)化合物的獲得與應(yīng)用”中，教師在教學(xué)中可充分利用結(jié)構(gòu)模型以降低教學(xué)難度，通過展示正丁烷和異丁烷、乙醇和二甲醚的球棍模型，判斷出它們之間的同分異構(gòu)關(guān)系，至于同分異構(gòu)體的書寫，此處不應(yīng)做要求。

（3）同素異形現(xiàn)象

學(xué)生在初中時已經(jīng)對同素異形現(xiàn)象有所了解，比如金剛石和石墨、氧氣和臭氧、紅磷和白磷等等，課本上作為拓展介紹了C的另兩種同素異形體：納米碳管和足球烯。同素異形體的知識較為簡單，在教學(xué)中關(guān)鍵要能使學(xué)生體會到同素異形現(xiàn)象的存在是物質(zhì)世界多樣性的原因之一。

1008-0546（2011）08-0045-02

G632.41

B

10.3969/j.issn.1008－0546.2011.08.023

［本文為江蘇省第八期科研課題 《高中化學(xué)探究式學(xué)習(xí)的教學(xué)研究與實(shí)踐》階段性研究成果］