《物質結構和性質》模塊有效教學的設計策略

蘇永平 張昀

〔關鍵詞〕 化學教學；《物質結構和性質》；有效教學；設計策略

〔中圖分類號〕 G633.8〔文獻標識碼〕 C

〔文章編號〕 1004—0463（2012）18—00５２—02

《物質結構和性質》作為高中化學新課程的選修模塊,是化學學科的重要基礎理論。本模塊具有教學新增內容多、學習內容抽象、理論性較強的特點，教學過程中教學深度和廣度難以把握，容易使學生產生畏難情緒，從而影響課程目標的落實，影響教學的有效性。本文就該模塊有效教學的設計策略談談自己的一些淺見。

一、研究課程標準，領悟《物質結構和性質》模塊的教學功能

《普通高中化學課程標準》（實驗稿）指出：《物質結構和性質》模塊是現(xiàn)代化學的重要組成部分，也是醫(yī)學、生命科學、材料科學、環(huán)境科學、能源科學、信息科學的重要基礎。該模塊是從原子、分子水平上介紹物質是怎樣構成的，圍繞著“微粒之間的不同作用力”這條基本主線展開，主要包括兩部分內容：一是有關物質結構的基本概念和原理；二是有關物質結構的基本觀點和基本方法。其教學的主要功能是：從科學家探索物質構成奧秘的史實中體會科學探究的過程和方法，增強學習化學的興趣；進一步形成有關物質的基本觀念，能從微觀的角度認識一些自然現(xiàn)象，形成對物質及其變化的科學認識；能從物質結構決定性質的視角解釋一些化學現(xiàn)象，預測物質的有關性質；在理論分析和實驗探究過程中學習辯證唯物主義的方法論，逐步形成科學的價值觀，培養(yǎng)具備一定科學素養(yǎng)的公民和培養(yǎng)未來在化學學科領域繼續(xù)深造的專業(yè)人才。本模塊在內容的選擇和組織上強調選擇性，共分為四個主題（即：原子結構與元素的性質、化學鍵與物質的性質、分子間作用力與物質的性質、研究物質結構的價值），側重研究不同類型物質的有關性質，幫助高中學生進一步豐富物質結構的知識，提高分析問題和解決問題的能力。

二、統(tǒng)攬教材，明確不同學習階段的目標要求，把握教學內容的深度和廣度

《物質結構和性質》作為化學學科的重要內容，教材設計緊貼課程標準，以必修為依托，內容編排符合學科本身的內在聯(lián)系，邏輯關系清晰，整個體系主次分明，主要線索線性化（結構與性質），次要枝節(jié)散點化（在正文適當位置以科學視野、科學史話、資料卡片等閱讀材料的形式呈現(xiàn)），使教材豐富多彩。知識體系構建注重初高中內容的銜接，必修與選修的銜接，避免了雷同和重復，如原子結構內容在初中課堂主要講原子由原子核和核外電子構成，必修課程內容包括原子核的結構、原子中各微粒的關系、核外電子排布，而選修課程內容包括原子結構的量子力學模型、核外電子的能級排布。在教學設計時，要重視同一知識內容在不同階段的學習要求，避免教學內容的重復和一步到位、隨意拓展，要把握教學內容的深度和廣度，避免加重學生的學習負擔。對于教材新增內容，如原子結構的構造原理、原子核外電子的躍遷理論、價層電子對互斥模型、配合物理論、手性分子、金屬晶體的基本堆積模型等，應采用從最簡單物質及其結構的分析出發(fā)，充分利用教學輔助手段，如電腦動畫、自制模型、制作資料卡片、科學視野等，加深學生對知識的理解和應用，提高學生學習的積極性和有效性。又如，對構造原理的教學重點應放在應用上，教學時要求學生會應用構造原理寫出基態(tài)原子的電子排布式，不要求學生探究構造原理中能級次序的原因。

三、優(yōu)化教學設計策略，提高課堂教學的實效性

1．研究課程標準，突出三維目標的落實，促進學生全面發(fā)展?！段镔|結構與性質》模塊屬于化學理論，學習內容深奧、抽象，加之情感、態(tài)度與價值觀目標在課程評價中的缺位，教學時容易把學習重點集中體現(xiàn)在認知目標上，而忽視過程與方法、情感態(tài)度與價值觀的形成。在教學設計時，要設計多元化學習活動，讓學生在自主、合作、探究的學習活動中落實過程與方法目標，挖掘教材中的情感因素，激發(fā)學生的學習興趣。例如，可以利用本模塊的主題內容，通過觀看影像資料、閱讀、交流、討論，對學生進行“由此及彼”、“量變引起質變”、“事物一般性寓于特殊性之中”等唯物主義觀點的教育，啟發(fā)學生自覺運用辯證唯物主義的觀點與方法理解物質結構與性質的關系。

2．利用同化原理，做好相關內容的銜接，捕捉新知識的生長點。學習認知理論認為：一切新知識的學習都應該找到對應的舊知識來同化，這樣的學習才是有效的。在教學設計時，要注意原有知識結構與新知識的關系，讓學生利用已有知識、經驗獲取新知識，以利于知識的形成、順應、同化。本模塊很多內容在必修2中都進行了學習，在教學時要注意新舊知識的內在聯(lián)系，喚起學生對原有知識的回憶。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，學生對這部分內容可以說是熟悉的，在學習第一電離能、電負性內容時就需要將其進行同化，其實第一電離能與金屬性的本質是有些相同的，而電負性與非金屬性本質上一致，學生明白了這一點，就能很好地掌握第一電離能、電負性的變化規(guī)律。

3．密切聯(lián)系生活、生產實際，突出知識的實用性，激發(fā)學生的學習積極性?！段镔|結構與性質》模塊的內容抽象、難度較大，學習起來枯燥，容易產生畏難情緒，進而喪失學習的興趣。在教學中要盡可能挖掘、整合課程資源，要注意挖掘教材中的人文背景素材，加強教學內容與生活、生產的聯(lián)系，突出教學內容的實用性，激發(fā)學生的學習興趣和學習動機。

4．重視化學發(fā)展、發(fā)現(xiàn)史的教學，讓學生體驗科學探究的思想和精神，形成科學的態(tài)度和方法。《物質結構與性質》模塊涉及到很多化學發(fā)展史，特別是對于概念發(fā)展的歷史，像原子結構、原子軌道的發(fā)展歷史、共價鍵的發(fā)展歷史等。教材涉及到的“科學史話”就有7個欄目，教學中應注意運用這些科學發(fā)現(xiàn)、發(fā)展史，挖掘科學知識的發(fā)現(xiàn)、發(fā)展過程所蘊含的科學思想和方法，以收集、查閱、討論史料活動為載體，培養(yǎng)學生的合作探究精神，體驗利用文獻資料進行化學研究的過程，體驗科學探究的思想，對學生進行科學思想與方法、科學精神與科學態(tài)度的教育。例如，對于原子軌道的認識，可遵循原子結構的發(fā)現(xiàn)史：從盧瑟福模型到波爾模型，然后到量子力學的原子軌道模型的認識過程。讓學生認識到原子軌道不是從天上掉下來的，也不是一個科學家把它寫出來的，而是經過科學家不斷探究、不斷完善形成的。這樣學生對科學知識的認識就會更深刻，對科學家的探究過程也就更有體驗。

5．利用直觀教具，變抽象為直觀，降低學習的認知難度?！段镔|結構與性質》模塊的理論性強，微觀結構難以理解，對學生的抽象思維能力要求較高，在教學中要注意運用多種教學媒體幫助學生理解教學內容。例如，利用球棍、橡皮泥和牙簽制作各種晶體模型、物質結構模型，讓學生親手制作、組裝、觀察物質結構模型，使學習活動具有更強的參與性、主動性；利用多媒體課件展示一些晶體、非晶體的圖片、用動畫形式去演示一些晶胞、晶胞與晶體的關系；利用計算機軟件繪制各種晶體的晶胞；利用網絡查找有關晶體結構模型的三維立體圖片或動畫等等，從而降低知識的理解難度，增強學生的接受能力，提高教學效率。

6．重視理論方法的構建，讓學生遠離題海。《物質結構與性質》模塊的學習要著力于理論方法的構建，而不是著眼于題海訓練。教學中要緊緊抓住“結構決定性質，性質反映結構”這一主線，構建知識體系。例如，在講氫鍵時先給學生提出一個問題：為什么冰的密度比液態(tài)的小？繼而從研究冰的結構中提出了氫鍵概念，指出氫鍵的存在使水的溶沸點升高的原因，最后從H2O 、H2S、 H2Se、 H2Te 的沸點曲線圖中進一步加深對氫鍵的認識，學生也就學得容易、記得牢、用得活了。

編輯：張昀