論新課程《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊的設(shè)置和教學探究

周彩琴

《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊屬選修3，是一門屬于化學基本原理和概念的課程，是高中階段中比較全面介紹物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識與物質(zhì)性質(zhì)關(guān)系的模塊。高中化學新課程將其作為選修模塊，就是在以提高學生科學素養(yǎng)為核心的前提下，幫助學生體會科學探究的過程和方法，通過學生自己不斷探索，理解物質(zhì)結(jié)構(gòu)的奧秘，增強學習化學理論知識的興趣，提高抽象思維能力，是在高中必修課程之后，對物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論的拓展和加深。因此《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》作為高中階段的選修模塊，無論是在學生的科學素養(yǎng)發(fā)展方面，還是在課程建設(shè)方面，都具有獨到的作用和價值。

一、《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》與必修模塊

在必修模塊中，學生通過學習初淺的原子結(jié)構(gòu)、化學鍵、晶體結(jié)構(gòu)常識，獲得了提供結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的感性知識，以及能初步解釋與之對應(yīng)的相關(guān)現(xiàn)象：如鹵素（堿金屬）單質(zhì)性質(zhì)的相似與差異；碳、氧單質(zhì)的同素異形現(xiàn)象；乙醇、二甲醚等同分異構(gòu)現(xiàn)象；干冰、石英等不同類型晶體性質(zhì)差異等等。

《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊是在學生完成高中必修教材分子結(jié)構(gòu)等有關(guān)內(nèi)容學習后，從原子、分子水平上進一步拓展與加深學生對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認識，幫助學生體會科學探究的過程和方法，理解物質(zhì)構(gòu)成的奧秘，提高抽象思維能力，進一步認識物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系，并能從結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的視覺解釋一些化學現(xiàn)象，預(yù)測物質(zhì)的有關(guān)性質(zhì)，從而提高學生的科學素養(yǎng)，增強學習化學理論知識的興趣。選修3是必修的延伸和深化，而必修模塊則是它的前提和基礎(chǔ)。

二、《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊設(shè)置的意義

1.體會科學探究的過程和方法，增強學習化學的興趣

興趣是學習動機中最現(xiàn)實、最活躍的成分，是促進學生探究物質(zhì)及其變化規(guī)律的一種重要的內(nèi)在動力。本模塊有豐富的科學史素材，如道爾頓的原子學說，阿伏加德羅分子學說，原子結(jié)構(gòu)模型的建立，惰性氣體的發(fā)現(xiàn)，玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論等。這些科學發(fā)展史，一方面可以幫助學生了解一些科學知識發(fā)現(xiàn)的背景和過程，激發(fā)學生探究的欲望；另一方面，通過對這些發(fā)展史的教學設(shè)計，可以幫助學生體會科學探究的過程和方法，激發(fā)學生內(nèi)在的學習動機。如進行波爾原子模型的教學，可以先讓學生觀看氫原子光譜實驗的錄像或多媒體動畫演示，由此發(fā)現(xiàn)盧瑟福原子模型不能解釋的問題，然后提出“原子軌道”的假設(shè)，在此基礎(chǔ)上進行科學推論，建立波爾的原子結(jié)構(gòu)模型。

2.理解物質(zhì)結(jié)構(gòu)的奧秘，獲得創(chuàng)造新物質(zhì)的基本理論知識

化學的主要任務(wù)之一是為人類生存與發(fā)展的各種需要發(fā)現(xiàn)和制造各種具有特定性質(zhì)的新物質(zhì)，而合成新物質(zhì)人們首先要知道他們的結(jié)構(gòu)。因此，現(xiàn)代化學的發(fā)展需要一些新的理論來指導，而這個新的理論就是結(jié)構(gòu)化學，可見結(jié)構(gòu)化學在現(xiàn)代化學中擔當了一個非常重要的角色。對于中學生來說，他們已經(jīng)進入了一個新的時代，他們應(yīng)該對這方面的知識要有所了解，不管以后是從事化學還是從事其他方面的工作，對結(jié)構(gòu)化學知識有所了解對他們以后的發(fā)展是非常有意義的。而《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》的設(shè)置正好符合了現(xiàn)代社會對化學的需求及其學生現(xiàn)有的知識體系。通過該模塊的學習，學生可以從微觀上認識物質(zhì)，理解物質(zhì)結(jié)構(gòu)的奧妙，初步獲得創(chuàng)造新物質(zhì)的基本理論知識，為學生未來的發(fā)展打下良好的理論基礎(chǔ)。

3.根據(jù)模塊特點，提高學生抽象思維能力

在高中化學中，物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識具有一定的抽象性。抽象是指該模塊涉及的微觀粒子及其結(jié)構(gòu)，包括其運動特點和規(guī)律都是肉眼看不到的，學生只能進行抽象的空間想象 。比如，原子核外電子的分層運動，原子軌道，電子云，金屬晶體中原子的堆積模式，干冰等晶體的晶胞結(jié)構(gòu)以及軌道的雜化等。另外眾多的概念和原理本身也較為深奧、抽象，對學生的抽象思維、邏輯思維能力要求很高。因此通過該模塊的學習，可以從很大程度上提高學生的抽象思維能力。

三、《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊的教學策略

本模塊的知識內(nèi)容比較抽象、理論性較強，若只是把理論知識單純的堆積起來，不僅會使學生望而生畏、逐漸失去學習興趣，也會導致學生的理解困難，無法實現(xiàn)課程目標。因此在教學過程中要關(guān)注學生的認識水平，注重抽象概念與具體實例相聯(lián)系，盡可能通過直觀模型和模擬活動增進學生對科學概念的實質(zhì)性理解。

1.重視知識的銜接

學習認知理論告訴我們，一切新知識的習得都應(yīng)該找到對應(yīng)的舊知識來銜接，這樣的學習才是有效的。本模塊很多內(nèi)容在必修2中都進行了基本學習，在教學時要注意新舊知識的內(nèi)在聯(lián)系，要喚起學生對原有知識的回憶。例如在學習第一電離能、電負性內(nèi)容時就可以從必修2中涉及的有關(guān)元素周期律中原子半徑、金屬性、非金屬性、化合價、得失電子能力的周期性變化等入手，在頭腦中進行回顧和再現(xiàn)后，順理成章形成新概念——電負性和第一電離能。因為第一電離能與金屬性，電負性與非金屬性在本質(zhì)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。

2.重視配套練習的設(shè)計

通過習題可了解學生掌握知識的狀況，運用知識的能力，也促進其對知識的理解和鞏固。培養(yǎng)學生解決問題能力的習題編排在教材編寫中占有很重要的地位，但任一模塊教材上的習題都不能完全滿足教學要求，因此教師在新課教學中，對這些材料要精挑細選，優(yōu)化組合。如氫鍵的教學，可以先設(shè)置教學情境，為什么冰的密度比液態(tài)的??？繼而從研究冰的結(jié)構(gòu)中提出了氫鍵概念，再指出氫鍵的存在使水的溶沸點升高，最后從H2O、H2S、H2Se、H2Te的沸點曲線圖的異常中進一步加深對氫鍵的認識，這樣就凸顯了氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響，學生也就學得易，學得牢，學得活了。

3.重視直觀教具，多媒體的運用

本模塊的理論性強，教師要注意運用多種教學媒體幫助學生理解教學內(nèi)容。例如，在“晶體的常識”教學中，晶胞概念要求學生具有較強的空間思維能力以及相關(guān)的立體幾何知識，這時就可通過展示各種晶體的晶胞模型，幫助學生更直觀更好地認識其空間結(jié)構(gòu)特征，增強教學效果；還可在教師的指導下利用球棍或橡皮泥和牙簽，制作各種晶體模型；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(guān)系；利用計算機軟件繪制各種晶體的晶胞等等。通過這些豐富多彩的教學方式，會把枯燥、抽象、繁瑣的物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論知識變得更為形象，易接受，從而提高了學生學習的積極性和主動性。

4.重視多角度設(shè)計教學方案

教學設(shè)計時要充分考慮學生的實際認知心理和知識背景，不能只從科學程序、認知程序、知識順序等學生外在的思路設(shè)計教學。否則很容易造成學生似懂非懂，對知識理解半生不熟，偏離教學目標。如，在“配合物的形成”一節(jié)中，課本的知識呈現(xiàn)順序為“活動與探究：CuSO4溶液中滴加過量濃NH3·H2O→觀察現(xiàn)象→結(jié)論→交流討論→得出配合物概念→應(yīng)用訓練”，雖然是按照探究學習程序來設(shè)計的，但是并沒有從學生原有的認知背景出發(fā)來設(shè)計教學線索，對于學生來說實際還是一種突兀的硬性填塞，不能激發(fā)起學生的思考欲望。因此可以將這節(jié)教學設(shè)計思路改為“回憶：Al2（SO4）3 溶液分別與足量NaOH溶液、NH3·H2O溶液作用情況，解釋原因→猜想：CuSO4溶液分別與足量NaOH溶液、NH3·H2O溶液作用情況→通過實驗驗證→形成認知沖突→閱讀課文，討論，答疑→形成概念，應(yīng)用訓練”。

新課程《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊與必修模塊有必然的聯(lián)系，但同時又有很大的差異，只有深入了解這些聯(lián)系和差異，才能正確理解《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊設(shè)置目的和課程取向。進而選擇更有效的教學策略，最大限度地實現(xiàn)《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》的課程價值。

（收稿日期：2014-11-14）