基于本體分類學(xué)和微觀結(jié)構(gòu)圖的離子鍵教學(xué)設(shè)計(jì)

徐志軍 鄭哲楷 李振俊 王存寬

摘要：?眾多研究表明，學(xué)生對化學(xué)鍵概念存在學(xué)習(xí)困難并容易產(chǎn)生各種迷思概念。針對化學(xué)鍵概念的復(fù)雜性與抽象性等問題，以離子鍵為例，重新設(shè)計(jì)化學(xué)鍵的教學(xué)。實(shí)施結(jié)果顯示，基于本體分類學(xué)和微觀結(jié)構(gòu)圖的離子鍵教學(xué)設(shè)計(jì)，能幫助學(xué)生避免產(chǎn)生常見的離子鍵迷思概念、形成離子鍵的靜電力認(rèn)知模型、建立物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)影響物質(zhì)宏觀性質(zhì)的核心觀念。

關(guān)鍵詞：?教學(xué)設(shè)計(jì);?本體分類學(xué);?微觀結(jié)構(gòu)圖;?離子鍵;?結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

文章編號：?1005-6629（2021）09-0044-07

中圖分類號：?G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：?B

化學(xué)鍵是化學(xué)學(xué)科的核心概念之一，學(xué)生對此概念的掌握程度會影響他們對于物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)能量變化等內(nèi)容的學(xué)習(xí)。因此，化學(xué)鍵在高中化學(xué)課程中的地位十分重要。但眾多研究表明，由于化學(xué)鍵概念本身的復(fù)雜性與抽象性，常規(guī)的化學(xué)鍵教學(xué)會讓學(xué)生不自覺地形成各種相關(guān)的迷思概念，阻礙學(xué)生對相關(guān)新概念的理解與掌握，不利于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的進(jìn)一步落實(shí)[1～3]。

針對化學(xué)鍵及物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)方面迷思概念的形成，不少學(xué)者提出了應(yīng)對建議，大致分為三種取向：?一

是通過重新調(diào)整化學(xué)鍵、離子鍵和共價(jià)鍵的教學(xué)順序及教材內(nèi)容安排來避免學(xué)生產(chǎn)生相關(guān)的迷思概念[4];二是通過選擇與學(xué)生前概念密切相關(guān)的教學(xué)資源，創(chuàng)設(shè)合理情境對化學(xué)鍵進(jìn)行教學(xué)[5，6];三是從學(xué)生元認(rèn)知視角出發(fā)，通過提升學(xué)生元認(rèn)知水平來實(shí)現(xiàn)學(xué)生對迷思概念的自我糾正[7]。以上研究和建議雖然能避免學(xué)生產(chǎn)生某些常見的化學(xué)鍵迷思概念，但它們都沒有從化學(xué)鍵概念本身的屬性角度考慮，真正從化學(xué)學(xué)科理解的角度解決學(xué)生對化學(xué)鍵及物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)方面的學(xué)習(xí)困難。

為此，針對化學(xué)鍵概念復(fù)雜性與抽象性的問題，本課時(shí)將基于本體分類學(xué)與物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)圖，以離子鍵及離子化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)為知識載體，重新進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，并在教學(xué)實(shí)施后進(jìn)一步探討學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)、遇到的問題以及獲得的成效。

1??理論基礎(chǔ)

1.1??本體分類學(xué)與復(fù)雜概念的學(xué)習(xí)

本體分類學(xué)（Ontological?Categories）是由美國亞利桑那州立大學(xué)Chi教授提出的[8]。他在研究中指出：?通過概念本體含義的分析及分類能有效實(shí)現(xiàn)迷思概念的轉(zhuǎn)變，從而進(jìn)一步促進(jìn)復(fù)雜概念的學(xué)習(xí)[9]。具體而言，從概念的本體屬性出發(fā)對概念進(jìn)行分類，如圖1所示。

實(shí)體類概念是指關(guān)于物質(zhì)的概念，它具有一定的質(zhì)量，占據(jù)一定的體積。例如氯化鈉具有質(zhì)量和體積，形成氯化鈉的鈉離子、氯離子也具有質(zhì)量與體積。因此，氯化鈉、鈉離子、氯離子均為實(shí)體類概念。而過程類概念的根本屬性為：?變化或影響會持續(xù)存在。例如在氯化鈉晶體中，鈉離子與氯離子之間的靜電作用力會一直持續(xù)，產(chǎn)生的離子鍵（靜電作用力）會持續(xù)存在，故離子鍵是過程類概念。

實(shí)體類概念與過程類概念的分類錯(cuò)誤是學(xué)生產(chǎn)生化學(xué)鍵迷思概念的重要原因之一。研究發(fā)現(xiàn)，學(xué)生若把化學(xué)鍵、離子鍵等過程類概念錯(cuò)誤地理解為實(shí)體類概念，就會錯(cuò)誤地認(rèn)為氯化鈉球棍模型中鈉離子連接的6根“棒子”為1個(gè)離子鍵和5個(gè)實(shí)體鍵[10]，或離子鍵中存在著共用電子對。

過程類概念可以進(jìn)一步分成突現(xiàn)過程類概念和順序過程類概念。在順序過程中，系統(tǒng)的個(gè)體行為會按一定的順序進(jìn)行。例如，

鈉原子失去電子，同時(shí)氯原子得到電子，電子發(fā)生轉(zhuǎn)移后，鈉原子和氯原子分別形成鈉離子與氯離子，體現(xiàn)了順序過程，強(qiáng)調(diào)了變化的先后過程，即先得失電子后形成陰陽離子。而突現(xiàn)過程是指系統(tǒng)中的個(gè)體均同時(shí)并持續(xù)地進(jìn)行相同的變化。例如在氯化鈉中鈉離子/氯離子與相鄰的氯離子/鈉離子存在著正負(fù)離子間的相互靜電作用力，而這種作用力是相同的且會一直持續(xù)，除非鈉離子和氯離子受到其他因素影響而發(fā)生改變。

如果學(xué)生將過程類概念錯(cuò)誤分類，也會直接導(dǎo)致復(fù)雜概念的學(xué)習(xí)困難。例如，當(dāng)問及對離子鍵概念的理解時(shí)，很多學(xué)生解釋離子鍵是“原子得失電子，形成離子的過程”，但科學(xué)的化學(xué)理解應(yīng)該是“陰陽離子間的靜電作用力”（突現(xiàn)過程理解為順序過程）[11]。

Chi教授建議，教師在進(jìn)行相關(guān)復(fù)雜概念教學(xué)時(shí)，可從概念的本體分類出發(fā)，強(qiáng)調(diào)概念的本體屬性從而幫助學(xué)生理解和區(qū)分概念、加深對概念本質(zhì)的認(rèn)識[12]。也有學(xué)者在研究中指出，通過強(qiáng)調(diào)化學(xué)鍵概念的本體分類，能有效地避免某些化學(xué)鍵迷思概念的形成[13]。因此，本課時(shí)以本體分類學(xué)作為教學(xué)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)。

1.2??微觀結(jié)構(gòu)圖與抽象概念的學(xué)習(xí)

化學(xué)鍵及物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)無法被直接觀察與觸摸，其概念的抽象性是造成學(xué)生學(xué)習(xí)困難的重要原因之一。要想幫助學(xué)生有效學(xué)習(xí)此類抽象概念，使用有效的可視化工具（Visual?Tools）是一個(gè)上選之策。

新西蘭懷卡托大學(xué)的鄭文偉教授在其研究中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在大部分教材對于物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的描述和解釋，很多僅停留于用圖示表示物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)以及文字解釋化學(xué)鍵及物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系上。這些均未能將物質(zhì)結(jié)構(gòu)變化時(shí)，化學(xué)鍵如何影響這些微觀粒子并反映為宏觀現(xiàn)象解釋清楚。鄭教授進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，通過微觀結(jié)構(gòu)圖展現(xiàn)物質(zhì)變化時(shí)的微觀情況，能讓學(xué)生在頭腦中形成物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)決定宏觀性質(zhì)的概念框架[14];利用微觀結(jié)構(gòu)圖還可以有效促進(jìn)學(xué)生形成化學(xué)鍵的靜電力模型。例如，學(xué)生可以通過離子鍵的作用力分析（如圖2所示），用雙箭頭來理解氯化鈉中的離子鍵為相鄰陰陽離子間的相互作用力，用單箭頭來表示氯化鈉中相同離子間的斥力;由于離子鍵的存在，鈉離子與氯離子可以無限延伸，形成巨大的離子化合物結(jié)構(gòu)（如圖3所示）。

因此，本課時(shí)采用物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)圖來展現(xiàn)物質(zhì)變化時(shí)的微觀情況及內(nèi)部作用力（化學(xué)鍵）[15，16]，并基于此進(jìn)行離子鍵及離子化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的教學(xué)設(shè)計(jì)。

2??教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1??教學(xué)分析

本課時(shí)“離子鍵、離子化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)——以NaCl為例”內(nèi)容選自普通高中人教版化學(xué)必修第一冊（2019年6月第1版）第四章第三節(jié)，課型為新授課。課程標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于化學(xué)鍵的學(xué)習(xí)要求為“認(rèn)識構(gòu)成物質(zhì)的微粒之間存在相互作用，結(jié)合典型實(shí)例認(rèn)識離子鍵和共價(jià)鍵的形成，并能夠理解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系”?；瘜W(xué)鍵在不同學(xué)業(yè)質(zhì)量水平下的具體質(zhì)量描述如表1所示[17]。

離子鍵內(nèi)容是在學(xué)習(xí)了原子結(jié)構(gòu)、元素周期律和元素周期表等內(nèi)容后，在微粒結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上對構(gòu)成物質(zhì)作用力知識的學(xué)習(xí)。通過對照浙教2012版初中科學(xué)七年級上冊、八年級下冊相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生已具有如下概念：

（1）?物質(zhì)的三態(tài)變化及三種狀態(tài)的微觀結(jié)構(gòu)圖;

（2）?離子的概念和離子的形成過程（鈉離子與氯離子）;

（3）?異種電荷相互吸引，而同種電荷相互排斥。

2.2??教學(xué)目標(biāo)

（1）?能識別、描述微觀簡單粒子圖，包括固液氣三態(tài)的微觀粒子圖;

（2）?能理解微粒（簡單粒子、離子）是通過粒子間作用力或陰陽離子間的靜電作用力，才能聚集形成不同狀態(tài)（固、液、氣）的，相鄰陰陽離子之間的強(qiáng)靜電相互作用力是離子鍵;

（3）?能理解離子鍵和離子化合物的結(jié)構(gòu)對離子化合物熔沸點(diǎn)的影響;

（4）?能將離子鍵（靜電力模型）的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)遷移到金屬鍵的學(xué)習(xí)中，并解釋金屬鍵與金屬的性質(zhì)之間的關(guān)系。

2.3??教學(xué)對象

本研究基于上述教學(xué)設(shè)計(jì)，隨機(jī)抽取了浙江義烏市某中學(xué)高一共83名學(xué)生，進(jìn)行了1課時(shí)（45分鐘）的教學(xué)，并于課后實(shí)施了離子鍵及離子化合物物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的測試。學(xué)生之前未學(xué)習(xí)過離子鍵及離子化合物、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)等相關(guān)知識，符合抽樣要求。

2.4??教學(xué)過程

2.4.1??環(huán)節(jié)一：?引入

[學(xué)生活動(dòng)1]描述物質(zhì)固液氣三態(tài)微觀結(jié)構(gòu)圖（略）中微粒的排布特征，回答問題：?這些微粒又是如何聚集形成固液氣三態(tài)的？

[學(xué)生表現(xiàn)]大多數(shù)學(xué)生都能答出“固體微觀結(jié)構(gòu)圖中微粒排列較為緊密，而氣體微觀結(jié)構(gòu)圖中微粒排列較為松散”，但他們不能很好地回答“微粒如何組成物質(zhì)”這一問題。于是便適時(shí)提供支架：如果把這些微粒類比成一粒粒的沙子，一堆松散的沙子怎樣才能搭成一座緊密的城堡呢？學(xué)生從已有經(jīng)驗(yàn)出發(fā)會想到：?可以使用膠水、水泥等粘合劑，而這些粘合劑就是通過力的作用，將沙子結(jié)合在一起。進(jìn)而想到微粒組成物質(zhì)，也需要某種力的作用。

[學(xué)生活動(dòng)2]觀看金屬鈉在氯氣中燃燒的演示實(shí)驗(yàn)，描述觀察到的現(xiàn)象并回答問題：?白煙是什么？這種固態(tài)物質(zhì)如何形成？

設(shè)計(jì)意圖：?喚起學(xué)生對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的已有認(rèn)知，并以氯化鈉為例，引入離子鍵的學(xué)習(xí)。

2.4.2??環(huán)節(jié)二：?離子鍵教學(xué)

[學(xué)生活動(dòng)3]分析氯化鈉的3D和2D微觀結(jié)構(gòu)圖（見圖4），通過小組合作學(xué)習(xí)，回答以下5個(gè)問題。

問題1：?圖4為氯化鈉固體的微觀結(jié)構(gòu)圖，指出圖中不同粒子是什么？

問題2：?鈉離子和氯離子為什么能夠組合成氯化鈉固體？是什么作用力使它們組合在一起？

問題3：?請?jiān)诠虘B(tài)氯化鈉的2D微觀結(jié)構(gòu)圖上畫出鈉離子與氯離子之間的相互作用力？

問題4：?這種相互作用力有什么特點(diǎn)？

問題5：?圖中離子的排列方式有什么特點(diǎn)？

設(shè)計(jì)意圖：?本活動(dòng)意圖通過物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)圖，強(qiáng)調(diào)離子鍵概念的本體（陰陽離子間的相互靜電作用力），促進(jìn)學(xué)生對離子鍵概念的理解。根據(jù)文獻(xiàn)[18～20]，學(xué)生對離子鍵的迷思概念主要有：

（1）?離子鍵和金屬鍵是有方向的;

（2）?離子鍵包括共用電子對;

（3）?離子鍵是由于電子轉(zhuǎn)移而形成的;

（4）?只有當(dāng)原子發(fā)生電子轉(zhuǎn)移的時(shí)候才會產(chǎn)生離子鍵，因此一個(gè)鈉離子與一個(gè)氯離子可形成一個(gè)離子鍵;

（5）?鈉離子和氯離子形成化學(xué)鍵是為了達(dá)到各自的穩(wěn)定結(jié)構(gòu);

（6）?氯化鈉以分子/離子對形式存在。

本體分類學(xué)強(qiáng)調(diào)，要想避免學(xué)生產(chǎn)生相關(guān)迷思概念，概念教學(xué)應(yīng)從概念本身的屬性出發(fā)。離子鍵是指相鄰陰陽離子之間持續(xù)的強(qiáng)靜電相互作用力，應(yīng)是突現(xiàn)過程概念。因此，我們建議在教學(xué)中不應(yīng)強(qiáng)調(diào)順序過程概念，即把離子鍵描述為“原子先得失電子后形成離子，然后離子相互作用再形成離子鍵”。而是強(qiáng)調(diào)離子鍵的特征，即陰陽離子相互作用的靜電作用力，且具有不飽和性和無方向性。

[學(xué)生表現(xiàn)]

大部分學(xué)生能指出鈉離子與氯離子分別帶有正電與負(fù)電，且正負(fù)電荷能相互吸引（如圖5a所示，學(xué)生A用兩個(gè)單箭頭表示兩個(gè)因帶異種電荷而產(chǎn)生的吸引力）;一部分學(xué)生發(fā)現(xiàn)若是只存在陰陽離子間的吸引力，最終會導(dǎo)致陰陽離子相互靠近并發(fā)生電荷中和。通過小組討論，部分學(xué)生能自主發(fā)現(xiàn)鈉離子與氯離子間也存在著原子核之間及電子之間同種電荷的斥力（如圖5b所示，學(xué)生B用F斥（核）表示因鈉離子與氯離子原子核中質(zhì)子都帶正電所產(chǎn)生的斥力，用F斥（電）表示因核外電子都帶負(fù)電所產(chǎn)生的斥力，用單箭頭表示力的方向及相對大?。Ｆ渌麑W(xué)生在教師引導(dǎo)下也可得出上述結(jié)論，從而得出鈉離子與氯離子間存在著靜電相互作用。但因?yàn)槿狈τ?xùn)練，很多學(xué)生不知道如何在微觀結(jié)構(gòu)圖上表達(dá)離子鍵的相互作用力。教師提供“庫倫定律”公式作為支架，大多數(shù)小組完成了任務(wù)。下圖是其中一個(gè)小組的匯報(bào)成果（如圖5c所示），用單箭頭表示鈉離子與氯離子間引力，用雙箭頭表示鈉離子與氯離子之間斥力。

此外，大多數(shù)學(xué)生也能分析固態(tài)氯化鈉的微觀結(jié)構(gòu)圖以及3D固態(tài)微觀結(jié)構(gòu)示意圖，得出固體中鈉離子與氯離子的排列方式是相間的，并可以在二維和三維空間無限延伸。學(xué)生C在小組匯報(bào)中說：“一個(gè)鈉離子可以同時(shí)和旁邊多個(gè)氯離子發(fā)生作用（不飽和性）;同時(shí)，它們間的作用力沒有特定的方向（無方向性）。”因此，學(xué)生通過對固態(tài)氯化鈉微觀結(jié)構(gòu)圖的分析，能夠掌握離子鍵的無方向性和不飽和性。

[學(xué)生活動(dòng)4]在分析固態(tài)氯化鈉微觀結(jié)構(gòu)圖的基礎(chǔ)上，通過小組合作學(xué)習(xí)思考液態(tài)、氣態(tài)NaCl中是否存在離子鍵并作圖，如圖6。

[學(xué)生表現(xiàn)]大部分學(xué)生都能作圖并描述出液態(tài)氯化鈉中仍存在離子鍵，且學(xué)生的作圖中均反映了液態(tài)氯化鈉中離子鍵的不飽和性及無方向性。如圖6，學(xué)生以不同形式的箭頭表示相鄰鈉離子和氯離子之間的離子鍵。如圖6（a），學(xué)生用單箭頭表示鈉離子與氯離子之間的相互吸引力。而（b）中學(xué)生卻用雙箭頭表示離子間斥力，包括鈉離子與氯離子間原子核正電荷的斥力及原子中電子負(fù)電荷的斥力。（c）中學(xué)生用單箭頭表示鈉離子與氯離子的引力，用雙箭頭表示氯離子與氯離子間的斥力。

此外，所有學(xué)生都能指出氣態(tài)氯化鈉中沒有離子鍵。以下為部分學(xué)生的解釋：“因?yàn)闆]有相鄰的離子（學(xué)生D）”;“氣態(tài)狀態(tài)下沒有相鄰離子，所以不存在離子鍵，但離子間有相互靜電作用力（學(xué)生E）”;“無離子鍵（全部被破壞），陰陽離子不相鄰，所有離子可自由移動(dòng)（學(xué)生F）”。

2.4.3??環(huán)節(jié)三：?離子化合物性質(zhì)教學(xué)

[學(xué)生活動(dòng)5]根據(jù)背景信息（氯化鈉熔點(diǎn)是801℃，氯化鈉的沸點(diǎn)是1465℃），思考以下兩個(gè)問題：

問題6：?在氯化鈉熔融、甚至氣化的時(shí)候，氯化鈉的結(jié)構(gòu)和離子鍵發(fā)生了什么變化？

問題7：?為什么需要這么高的溫度，氯化鈉才能發(fā)生熔融和氣化？你能得出什么結(jié)論？

設(shè)計(jì)意圖：?本活動(dòng)通過將微觀結(jié)構(gòu)變化（離子鍵的破壞）與宏觀觀象（氯化鈉的高熔沸點(diǎn)）主動(dòng)聯(lián)結(jié)，培養(yǎng)學(xué)生宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，加深學(xué)生對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的理解。

[學(xué)生表現(xiàn)]

通過分析氯化鈉的微觀結(jié)構(gòu)示意圖，大多數(shù)學(xué)生能意識到破壞鈉離子和氯離子間的相互作用需要一定的能量，而提供能量的強(qiáng)弱和環(huán)境溫度的高低有密不可分的聯(lián)系。例如學(xué)生F解釋道：“氯化鈉之所以熔沸點(diǎn)較高，是因?yàn)樗廴诩皻饣枰茐谋姸嚯x子鍵，而離子鍵（鈉離子與氯離子之間的靜電作用力）較強(qiáng)，所以需要較高的溫度（較強(qiáng)的能量）才能打破眾多離子鍵的束縛?！?/p>

[學(xué)生活動(dòng)6]思考并回答問題8：?為什么氯化鈉固體不能導(dǎo)電？但熔融氯化鈉可以導(dǎo)電？

設(shè)計(jì)意圖：?如果只解釋離子鍵對離子化合物熔沸點(diǎn)的影響，學(xué)生仍不能全面理解物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)是如何影響宏觀性質(zhì)的，所以這里加入了對離子化合物導(dǎo)電性條件的討論。學(xué)生通過分析物質(zhì)三態(tài)微觀結(jié)構(gòu)示意圖，理解了溫度和能量對離子鍵與氯化鈉內(nèi)部微粒結(jié)構(gòu)的影響（離子鍵斷裂，鈉離子與氯離子開始自由移動(dòng)），并反映為宏觀可觀察的現(xiàn)象（導(dǎo)電）。學(xué)生的回答情況也可直接反映出他們對離子鍵相關(guān)性質(zhì)的理解以及解釋離子化合物相關(guān)理化性質(zhì)的能力。

[學(xué)生表現(xiàn)]

學(xué)生通過分析三態(tài)氯化鈉微觀結(jié)構(gòu)圖中的離子鍵，指出氯化鈉固體不能導(dǎo)電的原因是鈉離子與氯離子仍受離子鍵的束縛不能自由移動(dòng);而在熔融氯化鈉中，部分離子鍵因足夠的能量被打破，引發(fā)了部分鈉離子與氯離子的自由移動(dòng)，在宏觀上表現(xiàn)出了導(dǎo)電性。例如同學(xué)G在回答中說：“氯化鈉固體中沒有自由移動(dòng)的離子，而熔融氯化鈉中因?yàn)椋ú糠郑╇x子鍵被打破了，所以有自由移動(dòng)的離子，能發(fā)生電荷的定向移動(dòng)（導(dǎo)電）?！?/p>

2.4.4??環(huán)節(jié)四：?歸納整合

[學(xué)生活動(dòng)7]和教師一起參與歸納總結(jié)，鞏固剛剛建立的靜電力模型。

[學(xué)生表現(xiàn)]通過回顧學(xué)習(xí)任務(wù)的方式總結(jié)新知：?離子鍵是指相鄰陰陽離子之間的相互靜電作用力，離子鍵有不飽和性和無方向性;由離子鍵構(gòu)成的化合物叫做離子化合物，由于離子鍵的存在和變化，離子化合物有熔沸點(diǎn)較高、在熔融狀態(tài)下可導(dǎo)電等性質(zhì)。

3??教學(xué)效果

為了進(jìn)一步評價(jià)教學(xué)效果，考察學(xué)生是否真正掌握離子鍵及離子化合物的物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的相關(guān)知識，本研究根據(jù)教學(xué)分析及教學(xué)目標(biāo)，經(jīng)過預(yù)命題、相關(guān)學(xué)科專家把關(guān)及試測，篩選研制出6道測試樣題，并在課后以作業(yè)題的形式實(shí)施。具體測試題與考核水平如表2所示。

測試結(jié)果顯示：?絕大多數(shù)的學(xué)生均避免了前文中提及的文獻(xiàn)中報(bào)道的相關(guān)離子鍵的迷思概念，并能對常見物質(zhì)（氯化鈉）及其三態(tài)變化進(jìn)行描述和符號表征，能從構(gòu)成物質(zhì)的微粒、化學(xué)鍵等方面說明常見物質(zhì)的主要性質(zhì)（熔沸點(diǎn)高低，導(dǎo)電性強(qiáng)弱），達(dá)到了化學(xué)鍵學(xué)業(yè)質(zhì)量水平1和水平2。超過一半的學(xué)生不僅能說明微粒間作用力的差異對物質(zhì)宏觀性質(zhì)的影響，還能根據(jù)物質(zhì)的類別、組成、微粒的結(jié)構(gòu)、微粒間作用力等說明或預(yù)測物質(zhì)的性質(zhì)，評估所作說明或預(yù)測的合理性，達(dá)到了化學(xué)鍵學(xué)業(yè)質(zhì)量水平3和水平4。

測試結(jié)果和學(xué)生課堂表現(xiàn)表明，在本體分類學(xué)視角下，通過微觀結(jié)構(gòu)圖，學(xué)生不僅能避免產(chǎn)生文獻(xiàn)提及的大部分相關(guān)迷思概念，形成化學(xué)鍵（離子鍵）的靜電力模型及化學(xué)鍵、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的認(rèn)知模型，還能將此模型自主遷移至對別的離子化合物（如氧化鎂）以及金屬鍵、金屬性質(zhì)的學(xué)習(xí)，從而實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

需要說明的是，本課時(shí)重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生對離子鍵及離子化合物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的學(xué)習(xí)，還沒有涉及關(guān)于陰陽離子原子核之間質(zhì)子正電斥力的教學(xué)，也沒有強(qiáng)調(diào)如何判斷物質(zhì)中是否存在離子鍵。計(jì)劃在學(xué)生學(xué)習(xí)并掌握三種化學(xué)鍵后，再對此進(jìn)行教學(xué);學(xué)生在初中《科學(xué)》中已經(jīng)學(xué)過離子的形成，因此本課時(shí)沒有強(qiáng)調(diào)鈉離子和氯離子的形成過程，也沒有引出電子式。計(jì)劃在學(xué)生學(xué)習(xí)并掌握三種化學(xué)鍵后，再提出如何表述化學(xué)鍵，從而引出電子式。

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