正確把握課標(biāo)要求 精準(zhǔn)實(shí)施有效教學(xué)*
——以高中化學(xué)“氫鍵”的教學(xué)為例

□汪阿戀 吳新建

（福建教育學(xué)院化學(xué)教育研究所，福建福州 350025）

國(guó)務(wù)院辦公廳公布的《關(guān)于新時(shí)代推進(jìn)普通高中育人方式改革的指導(dǎo)意見(jiàn)》指出，在實(shí)施普通高中新課程的省份不再制訂“高考大綱”，明確了教師應(yīng)該嚴(yán)格參照課程標(biāo)準(zhǔn)來(lái)開(kāi)展教學(xué)?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“2017年版課標(biāo)”）在每個(gè)模塊或主題中都提出了“內(nèi)容要求”“學(xué)業(yè)要求”，切實(shí)加強(qiáng)了對(duì)教學(xué)實(shí)施的指導(dǎo)性，課程標(biāo)準(zhǔn)的可操作性大大增強(qiáng)。教師應(yīng)依據(jù)“內(nèi)容要求”合理制訂教學(xué)目標(biāo)，依據(jù)課程內(nèi)容各主題的學(xué)業(yè)要求，精心編制或精選課堂練習(xí)和課后作業(yè)題，才能真正實(shí)施有效教學(xué)。

氫鍵作為一種特殊的分子間或分子內(nèi)的作用力，存在于諸多客觀物質(zhì)體系中，對(duì)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性能起到關(guān)鍵的作用，了解氫鍵有助于全面地認(rèn)識(shí)微觀粒子的相互作用，是研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的必備知識(shí)。在高中階段，氫鍵的教學(xué)一般被安排在化學(xué)鍵、范德華力之后，傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程往往將重心放在化學(xué)鍵及范德華力上，對(duì)氫鍵內(nèi)容的學(xué)習(xí)不夠重視。而如何科學(xué)合理地把握氫鍵的教學(xué)內(nèi)容，對(duì)于厘清學(xué)生對(duì)化學(xué)鍵、分子間作用力和氫鍵的認(rèn)識(shí)，完善學(xué)生對(duì)于微粒間相互作用力類(lèi)型的認(rèn)識(shí)，建構(gòu)微粒觀、認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系至關(guān)重要。對(duì)于氫鍵如何進(jìn)行教學(xué)，有教師是從科學(xué)的教學(xué)設(shè)計(jì)入手，在教學(xué)實(shí)踐中加以實(shí)施，以期培養(yǎng)學(xué)生的高級(jí)思維能力[1]，也有學(xué)者研究將現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)探究手段運(yùn)用到教學(xué)中，利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展探究性學(xué)習(xí)，為氫鍵這樣微觀抽象的知識(shí)點(diǎn)找到直觀的證據(jù)，提高學(xué)生“宏觀辨識(shí)與微觀探析”的素養(yǎng)水平[2]。對(duì)于氫鍵的教學(xué)更多教師是在探討怎么教的問(wèn)題，在教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)時(shí)也有涉及教什么的問(wèn)題，但是目前還未有系統(tǒng)的研究氫鍵的教學(xué)要求的文獻(xiàn)報(bào)道。如何基于課程標(biāo)準(zhǔn)，研究氫鍵的教學(xué)要求，科學(xué)精準(zhǔn)制訂教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)中怎么把握內(nèi)容的深廣度？值得分析和探討。

一、課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于氫鍵的教學(xué)要求

課程標(biāo)準(zhǔn)是課堂教學(xué)和考試評(píng)價(jià)的依據(jù)。《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“實(shí)驗(yàn)版課標(biāo)”）及“2017 年版課標(biāo)”對(duì)于氫鍵的內(nèi)容都提出相關(guān)的教學(xué)要求和活動(dòng)建議?！皩?shí)驗(yàn)版課標(biāo)”要求學(xué)生對(duì)氫鍵內(nèi)容能夠達(dá)到認(rèn)知性學(xué)習(xí)目標(biāo)的最低水平“知道”，即要求能說(shuō)出氫鍵的知識(shí)要點(diǎn)、大意，能夠列舉含有氫鍵的物質(zhì)。“2017 年版課標(biāo)”則提高了氫鍵的學(xué)習(xí)要求，其內(nèi)容要求學(xué)生達(dá)到“了解”的認(rèn)知水平，與“實(shí)驗(yàn)版課標(biāo)”不同的是，明確提出了氫鍵的學(xué)業(yè)要求：“能說(shuō)明分子間作用力（含氫鍵）對(duì)物質(zhì)熔、沸點(diǎn)等性質(zhì)的影響，能列舉含有氫鍵的物質(zhì)及其性質(zhì)特點(diǎn)”，認(rèn)知性學(xué)習(xí)目標(biāo)的要求從“知道”上升到了“了解”“理解”的認(rèn)知水平。從兩版課程標(biāo)準(zhǔn)中可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)學(xué)生在高中階段氫鍵的學(xué)習(xí)要求并不是太高。而現(xiàn)行三個(gè)版本的普通高中化學(xué)《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》選修模塊教材中，盡管在氫鍵內(nèi)容的編排上存在異同，但基本符合課標(biāo)對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)要求，例如對(duì)于氫鍵的本質(zhì)、氫鍵的強(qiáng)度等知識(shí)點(diǎn)并沒(méi)有深入闡述，所講述的氫鍵形成的條件也是最基本的形成條件。對(duì)于氫鍵這種課標(biāo)有要求但是要求不高的知識(shí)點(diǎn)，在界定認(rèn)知要求范疇時(shí)，容易出現(xiàn)極端化現(xiàn)象，有的僅講授一下重要概念，有的則隨意地拓展深度。教師應(yīng)認(rèn)真分析課標(biāo)和教材，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和認(rèn)知需求設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)、實(shí)施教學(xué)，不可輕易作過(guò)深拓展。

二、氫鍵概念的教學(xué)把握

（一）把握氫鍵本質(zhì)的教學(xué)深度

要學(xué)習(xí)氫鍵，首先要明白氫鍵的含義?，F(xiàn)行三個(gè)版本的教材，對(duì)于氫鍵的定義大概一致，基本上描述為“是一種分子間作用力”“是由已經(jīng)與電負(fù)性很強(qiáng)的原子形成共價(jià)鍵的氫原子與另一個(gè)分子中電負(fù)性很強(qiáng)的原子之間的作用力”，人教版和蘇教版教材中定義氫鍵的本質(zhì)是一種靜電作用力，而魯科版教材定義為靜電作用和一定程度的軌道重疊作用，更加接近目前科學(xué)界認(rèn)為的分子軌道理論。蘇教版教材對(duì)于氫鍵的定義中明確指出，孤電子對(duì)的存在是形成氫鍵的必要條件，而另外兩個(gè)版本的教材中均沒(méi)有這種明確的說(shuō)法。關(guān)于氫鍵的本質(zhì)問(wèn)題，一直是科學(xué)家研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，目前也還未有定論，按照高中教材上的說(shuō)法，氫鍵是一種靜電作用力，但這無(wú)法解釋氫鍵的方向性和飽和性，故只需讓學(xué)生明白氫鍵是一種分子間的強(qiáng)烈相互作用力即可，對(duì)于氫鍵的本質(zhì)不宜進(jìn)行過(guò)深的拓展。

（二）正確把握氫鍵概念的引入

在氫鍵概念的導(dǎo)入中，有些教師從以下幾個(gè)問(wèn)題入手：（1）水變成冰體積會(huì)膨脹，一般情況下不是熱脹冷縮嗎？為何水會(huì)發(fā)生反常膨脹？（2）為什么冰會(huì)浮在水面上？然而這樣的引入方式并不是很恰當(dāng)。就學(xué)生的認(rèn)知水平，大部分學(xué)生會(huì)基于物理的角度，從冰的密度比水小的角度進(jìn)行解釋?zhuān)茈y與氫鍵的存在直接聯(lián)系。液態(tài)水中有氫鍵，冰也有氫鍵，不能用冰中有氫鍵就能解釋冰的反常膨脹問(wèn)題，冰為何反常膨脹，更多的是涉及氫鍵的數(shù)量和氫鍵的方向性問(wèn)題，涉及的問(wèn)題較為復(fù)雜，超出學(xué)生的認(rèn)知要求，教材也是在最后的知識(shí)拓展環(huán)節(jié)展示冰的微觀結(jié)構(gòu)以說(shuō)明冰中氫鍵的特殊結(jié)構(gòu)。所以不宜用冰的反常膨脹作為氫鍵教學(xué)的導(dǎo)入，而只需在最后的教學(xué)環(huán)節(jié)中點(diǎn)到為止即可。

在“2017 年版課標(biāo)”中，在研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，提出以下活動(dòng)建議：探究發(fā)現(xiàn)氫鍵和建立氫鍵理論模型的過(guò)程。通過(guò)分析氫鍵的研究歷史，可以發(fā)現(xiàn)科學(xué)家研究物質(zhì)性質(zhì)，傳統(tǒng)方式是從一些異常的現(xiàn)象入手，提出假想、分析檢測(cè)異常物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，而后發(fā)展理論來(lái)解釋物質(zhì)的性質(zhì)。發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象并據(jù)此提出假設(shè)，實(shí)際上是建構(gòu)新的概念，教學(xué)中可培養(yǎng)學(xué)生模型建構(gòu)的思想。在氫鍵的教學(xué)中，我們可以引導(dǎo)學(xué)生沿著科學(xué)家提出氫鍵的思路，可以從H2O同主族氫化物中沸點(diǎn)的反?，F(xiàn)象，來(lái)引入氫鍵的概念。在之前課程中學(xué)生已經(jīng)學(xué)過(guò)了范德華力，已經(jīng)了解相同結(jié)構(gòu)的物質(zhì)隨著分子量的增加熔、沸點(diǎn)升高，而水的沸點(diǎn)卻比同主族的其他氫化物都要高，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，引導(dǎo)學(xué)生思考：如果水分子中只有范德華力是不是不會(huì)出現(xiàn)這種情況？水分子間是否還存在其他作用力？那到底存在著什么樣的作用力呢？科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)存在氫鍵這種作用力，從而自然地引入氫鍵概念。

三、氫鍵教學(xué)知識(shí)點(diǎn)的把握

（一）氫鍵類(lèi)型的教學(xué)把握

氫鍵存在多種類(lèi)型，可以按照不同的方式進(jìn)行分類(lèi)。按照氫鍵存在方式分為分子間氫鍵和分子內(nèi)氫鍵；按照鍵能強(qiáng)度大小可分為強(qiáng)氫鍵和弱氫鍵；按照質(zhì)子供體和質(zhì)子受體進(jìn)行分類(lèi)，可分為常規(guī)氫鍵X—H…Y 和非常規(guī)氫鍵；另外還可以根據(jù)氫鍵中氫原子的位置、光譜性質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)[3]。在高中階段，課標(biāo)對(duì)于氫鍵類(lèi)型的學(xué)習(xí)要求，僅要求學(xué)生了解分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵及重要作用。教學(xué)中可以給學(xué)生展示幾種常見(jiàn)的能形成分子間氫鍵的物質(zhì)，比如H2O、HF、NH3、HCOOH 等，解釋由于這種氫鍵使得分子之間締合，由于需“額外”能量破壞其分子間氫鍵才可能液化或氣化，使得這些物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)較高，再介紹比如濃硫酸作為多羥基含氧酸，可以形成很強(qiáng)的分子間氫鍵，沸點(diǎn)非常高，呈黏稠油狀；再通過(guò)比較鄰羥基苯甲酸和對(duì)羥基苯甲酸的熔、沸點(diǎn)高低，引出分子內(nèi)氫鍵，學(xué)生就不難理解此類(lèi)氫鍵的作用了。最后可以讓學(xué)生根據(jù)物質(zhì)沸點(diǎn)的不同推測(cè)是形成分子內(nèi)氫鍵還是分子間氫鍵。

（二）氫鍵強(qiáng)度的教學(xué)把握

關(guān)于氫鍵的強(qiáng)度，課標(biāo)中并沒(méi)有明確指出學(xué)生的學(xué)習(xí)要求，只需讓學(xué)生知道氫鍵是一種常見(jiàn)的分子間作用力即可。而有的教師為了闡述氫鍵的強(qiáng)度，通過(guò)設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)來(lái)講述：在一塊無(wú)色玻璃片的不同位置分別滴上一滴汽油、水、汞，汽油直接散開(kāi)，水滴一撥就開(kāi)，汞滴經(jīng)過(guò)撥動(dòng)還是聚成一滴，再向?qū)W生說(shuō)明這幾種液滴中的作用力分別是范德華力、氫鍵、金屬鍵，從而得出作用力的強(qiáng)弱：化學(xué)鍵＞氫鍵＞范德華力。教師設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的初衷是為了將微觀問(wèn)題通過(guò)宏觀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象展示出來(lái)，出發(fā)點(diǎn)很好，但是這個(gè)實(shí)驗(yàn)本身存在一定的科學(xué)問(wèn)題。例如水中的作用力除了氫鍵也存在范德華力，比較液滴作用力的變量不同，不宜以液滴滴落形態(tài)的不同進(jìn)行微粒間作用力大小的比較，而且以學(xué)生的認(rèn)知水平，也比較難將液滴形狀與作用力進(jìn)行直接聯(lián)系，對(duì)于教師在演示實(shí)驗(yàn)中的引導(dǎo)解釋也無(wú)法理解透徹，談不上發(fā)展學(xué)生基于證據(jù)的推理能力。高中化學(xué)三個(gè)版本的教材都沒(méi)有設(shè)置相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，在教學(xué)中只需告訴學(xué)生氫鍵是一種弱的作用力，大小介于范德華力和化學(xué)鍵之間即可。

四、氫鍵教學(xué)評(píng)價(jià)的把握

課堂練習(xí)作為教師診斷學(xué)生對(duì)課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握程度的重要工具，其編制應(yīng)依據(jù)課標(biāo)下的課程內(nèi)容各主題的學(xué)業(yè)要求，緊扣教學(xué)目標(biāo)，具有科學(xué)性，才能真正起到鞏固知識(shí)和反饋學(xué)生學(xué)習(xí)情況的作用。教師為診斷學(xué)生對(duì)氫鍵內(nèi)容的掌握程度，在講述核心知識(shí)點(diǎn)之后，會(huì)用課堂練習(xí)進(jìn)行氫鍵知識(shí)的鞏固和應(yīng)用。依據(jù)課標(biāo)對(duì)氫鍵的學(xué)習(xí)要求：學(xué)生能夠列舉含有氫鍵的物質(zhì)，有的教師往往都會(huì)列舉一些物質(zhì)讓學(xué)生判斷是否含有氫鍵，學(xué)生對(duì)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)式的正確認(rèn)識(shí)是判斷某種物質(zhì)是否含有氫鍵的前提。教師可以設(shè)計(jì)遞進(jìn)式的題目，首先可以列舉一些簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物如N2、HBr、NH3、H2S等，讓學(xué)生判斷哪些含有氫鍵。接著可再列舉一些簡(jiǎn)單有機(jī)物，例如乙醇、甲烷、乙酸、甘氨酸等等，在題目中直接展示它們的結(jié)構(gòu)式，這些物質(zhì)學(xué)生在必修階段已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)，按照氫鍵形成條件應(yīng)該不難判斷是否含有氫鍵。通過(guò)這樣遞進(jìn)式的練習(xí)，既可以復(fù)習(xí)必修模塊的知識(shí)，還能應(yīng)用新的知識(shí)點(diǎn)。有的教師舉過(guò)氧化氫這樣的例子讓學(xué)生進(jìn)行判斷是否含有氫鍵，但是有很多學(xué)生對(duì)于過(guò)氧化氫的結(jié)構(gòu)可能還不能正確認(rèn)識(shí)，而且目前對(duì)于過(guò)氧化氫的氫鍵還存在一些爭(zhēng)議，所以不宜引入這樣的例子，以免造成學(xué)生學(xué)習(xí)的混亂。還有教師會(huì)讓學(xué)生用氫鍵表示式寫(xiě)出特定溶液中存在的氫鍵，比如要求學(xué)生寫(xiě)出氨水中所存在的氫鍵，一般學(xué)生會(huì)懂得水分子與水分子間的氫鍵即O—H…O，而對(duì)于氨溶于水形成的一水合氨（NH3·H2O）存在什么形式的氫鍵則不會(huì)判斷。在化學(xué)教學(xué)過(guò)程中大部分教師認(rèn)為氨分子與水分子之間的氫鍵存在：“O—H…N”或“N—H…O”兩種類(lèi)型的氫鍵，然而有學(xué)者通過(guò)理論分析、實(shí)驗(yàn)事實(shí)論證，得出氨分子和水分子間的氫鍵結(jié)構(gòu)只存在一種形式：O—H…N，即由水分子提供氫原子而氨分子給出孤電子對(duì)形成，不會(huì)形成N—H…O，也不會(huì)兩者共存[4]。在高中階段要求學(xué)生了解氫鍵形成的條件僅僅是最基本的條件，一水合氨的氫鍵形成還涉及電負(fù)性、熱力學(xué)等方面的知識(shí)，有些教師自己對(duì)于這個(gè)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)都是模糊的，所以這樣的習(xí)題不適合用來(lái)給學(xué)生練習(xí)。在教學(xué)中，對(duì)于學(xué)生的練習(xí)應(yīng)該認(rèn)真篩選，基于課標(biāo)要求和學(xué)情，精心設(shè)計(jì)符合學(xué)生認(rèn)知要求的習(xí)題，這樣才能達(dá)到反饋學(xué)生學(xué)習(xí)情況的目的。

五、結(jié)語(yǔ)

教學(xué)應(yīng)按照課程標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和認(rèn)知水平，制訂適宜的教學(xué)目標(biāo)，合理把握教學(xué)的深度和廣度，才能真正有效地發(fā)揮教學(xué)效果。教師按照課程標(biāo)準(zhǔn)要求來(lái)實(shí)施教學(xué)，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)教材的研究，研究課程標(biāo)準(zhǔn)與教材的結(jié)構(gòu)和聯(lián)系，才能深刻領(lǐng)會(huì)課標(biāo)要求。在教學(xué)過(guò)程中，對(duì)基本概念的引入、關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)的教授、教學(xué)評(píng)價(jià)等各個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)把控好課標(biāo)界定的知識(shí)技能教學(xué)目標(biāo)范圍。而且對(duì)于氫鍵這樣的教學(xué)內(nèi)容，課標(biāo)及教學(xué)評(píng)價(jià)的要求不高，教師可不用將大量時(shí)間放在考點(diǎn)的講授上，可以讓學(xué)生自己去進(jìn)行自主探究，完成自主建構(gòu)，譬如可讓學(xué)生探究發(fā)現(xiàn)氫鍵和建立氫鍵理論模型的過(guò)程，感悟科學(xué)家創(chuàng)造化學(xué)科學(xué)知識(shí)的化學(xué)科學(xué)思想，可讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)概念的形成是一個(gè)不斷研究、深化和修改的過(guò)程，認(rèn)識(shí)到科學(xué)具有經(jīng)驗(yàn)性、暫定性、建構(gòu)性和社會(huì)性等本質(zhì)特征，從而發(fā)展學(xué)生的“科學(xué)態(tài)度”素養(yǎng)。同時(shí)教師應(yīng)加強(qiáng)發(fā)展性知識(shí)的研修，結(jié)合教學(xué)實(shí)際需要深入鉆研學(xué)科理論知識(shí)，因?yàn)殡S著科技的發(fā)展、檢測(cè)手段的進(jìn)步，教材中的一些理論知識(shí)不斷被更新，譬如關(guān)于氫鍵的本質(zhì)、類(lèi)型、形成條件的認(rèn)識(shí)，都在不斷地更新發(fā)展。教師應(yīng)了解學(xué)科發(fā)展前沿知識(shí)，但在教學(xué)中不盲目遷移拓展，避免教給學(xué)生錯(cuò)誤的或非發(fā)展性的知識(shí)與技能，杜絕因本體性知識(shí)錯(cuò)誤增加學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān)，造成學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)的預(yù)設(shè)障礙。