核心素養(yǎng)培養(yǎng)視域下的高中化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)教學(xué)策略探討

李美玉

摘 要：隨著新課程改革的深化，以學(xué)生綜合能力提升為基本目標(biāo)的核心素養(yǎng)培養(yǎng)成為高中化學(xué)教學(xué)策略調(diào)整的重要方向。對于高中化學(xué)課程教學(xué)而言，核心素養(yǎng)培養(yǎng)主要發(fā)揮著提高學(xué)生學(xué)習(xí)自主性、激發(fā)學(xué)生探索精神的作用，使學(xué)生能夠在基礎(chǔ)理論知識的脈絡(luò)下，將其運用于實踐，不斷提高自身的獨立思考能力?！拔镔|(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”是高中化學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容，主要涵蓋原子、分子、晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)等內(nèi)容，對于深化高中化學(xué)學(xué)習(xí)的深度，提升高中學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)等具有重要作用。鑒于此，本研究首先分析了學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的價值，其次探討了《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》課程教學(xué)面臨的難題，最后據(jù)此提出有效的教學(xué)改革策略。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);高中化學(xué);物質(zhì)結(jié)構(gòu);教學(xué)策略

學(xué)科核心素養(yǎng)是近年來應(yīng)運而生的新教育理念，側(cè)重于將學(xué)科教學(xué)中教授的理論知識應(yīng)用于生活實踐，通過對學(xué)科實踐價值的探索提升學(xué)生對學(xué)科的重視程度，激發(fā)其學(xué)習(xí)自主性和積極性，同時在任課教師的指導(dǎo)下，加深對理論知識內(nèi)容的理解，促進(jìn)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的全面提升。在高中階段的化學(xué)教學(xué)中，《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》作為一門選擇性必修課，主要涉及各種物質(zhì)的宏觀構(gòu)成及性質(zhì)講解，而高中生雖然具備了化學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)理論體系，但是《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》課程涵蓋的原理性內(nèi)容較為復(fù)雜，導(dǎo)致學(xué)生無法適應(yīng)高強(qiáng)度的教學(xué)內(nèi)容，難以達(dá)到預(yù)期教學(xué)效果。因此，在對核心素養(yǎng)培養(yǎng)和物質(zhì)結(jié)構(gòu)教學(xué)存在的問題深入分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的策略探究具有較強(qiáng)的現(xiàn)實意義。

一、高中化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的必要性

（一）幫助學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)習(xí)慣

現(xiàn)階段，絕大多數(shù)任課教師在課堂授課過程中，將教學(xué)重點置于對理論知識和各種公式、原理的講解，沒能認(rèn)識到學(xué)習(xí)技巧和方法傳授的重要性，不利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識的培養(yǎng)。雖說高中化學(xué)課程作為一門理論性較強(qiáng)的課程，對學(xué)生的理論知識掌握和理解能力有著嚴(yán)格要求，但是如果僅局限于任課教師在課堂教學(xué)中講授的理論知識的學(xué)習(xí)，容易導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率降低，學(xué)習(xí)內(nèi)容過于死板等問題的出現(xiàn)[1]。而學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，能夠幫助學(xué)生突破理論知識和原理學(xué)習(xí)的限制，在堅實的理論基礎(chǔ)和正確的方向指引下，養(yǎng)成良好的自主學(xué)習(xí)意識，激發(fā)學(xué)生對物質(zhì)結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)的興趣和積極性。

（二）激發(fā)學(xué)生的合作探索意識

對于高中階段的化學(xué)學(xué)習(xí)而言，不應(yīng)該只將目標(biāo)限制于取得優(yōu)秀的考試成績。因為高中學(xué)習(xí)作為向更高水平、更加專業(yè)化學(xué)習(xí)階段邁進(jìn)的過渡時期，除了奠定理論知識基礎(chǔ)之外，還應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生的合作探索精神，在學(xué)習(xí)合作中突破既有理論的限制，以合作意識和創(chuàng)新精神在學(xué)科領(lǐng)域有所建樹，推動本學(xué)科整體科研水平的進(jìn)步?！段镔|(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》涉及內(nèi)容和原理與客觀生活實際有著密切聯(lián)系，適宜貫徹核心素養(yǎng)培養(yǎng)的理念和宗旨，通過原理講述和問題應(yīng)用等教學(xué)環(huán)節(jié)，能夠使學(xué)生直觀感受到化學(xué)知識在日常生活中的應(yīng)用，從而在潛意識層面調(diào)動學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新精神。

二、高中物質(zhì)結(jié)構(gòu)教學(xué)難點分析

（一）理論內(nèi)容抽象不易于理解

人教版《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》這本教材共包括原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)和晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)共三個章節(jié)，相對于基礎(chǔ)化學(xué)理論而言，《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》教材涉及的理論知識點較為抽象，且在此前教學(xué)過程中涉獵較少，對于初學(xué)者來說，很多概念、原理都比較陌生。如，第一章“原子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”中在對原子的構(gòu)成和基本性質(zhì)進(jìn)行講解的過程中，涵蓋了“電子云”“基態(tài)”“泡利原理”等陌生的概念和原理，氫原子只含有一個電子，而對于覆蓋在其周圍的小點并非電子，而是對核外電子密度的一種描述，故以此來命名?！盎鶓B(tài)”是對能力最低的原子賦予的名稱，又稱為“基態(tài)原子”?！芭堇怼眲t是指只有兩個原子能同時存在于原子軌道中，且二者之間旋轉(zhuǎn)方向相反[2]。對于高中生而言，這種概念不僅十分陌生，而且內(nèi)容較為抽象難以理解，這無疑會增加任課教師的授課難度，影響課堂教學(xué)效率。部分任課教師傾向于采用類比分析法來對相關(guān)概念進(jìn)行講解，但受制于上課時長，無法對教材中的概念一一講解，使得學(xué)生難以全面掌握教材內(nèi)容。

（二）教材體系復(fù)雜，傳統(tǒng)教學(xué)方式效果不佳

《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》教材中，主要是從微觀層面的物質(zhì)構(gòu)成和宏觀角度的元素性質(zhì)分析對原子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)三方面內(nèi)容進(jìn)行了詳盡闡述，雖然就整本教材的理論內(nèi)容安排和整體架構(gòu)設(shè)計來說，遵循了由淺入深、循序漸進(jìn)的原則，意圖以此便于學(xué)生對教材內(nèi)容的掌握，但教材涉及的理論內(nèi)容較為復(fù)雜，尤其是對元素性質(zhì)的分析更加細(xì)化，增加了學(xué)生理解的難度。在第一章“原子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”中，在對原子的構(gòu)成和原子內(nèi)部電子的排列順序等做出了闡述，而且從元素性質(zhì)分析角度對元素的金屬性強(qiáng)度的判斷方法進(jìn)行說明，以兩成鍵元素之間的電負(fù)性不同用于定義化合物的種類。在第二章“分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”中，通過從共價鍵以及分子的觀察方式等角度入手，分析了分子的結(jié)構(gòu)特征和表現(xiàn)形式，同時還介紹了價層電子對互斥模型、雜化軌道理論和鍵的極性等原理和概念，并以“相似相容”理論來對溶解性內(nèi)容進(jìn)行分析，深化了對分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的相關(guān)概念和理論的認(rèn)知。在第三章“晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”這一章節(jié)中，闡述了晶體的微觀基本單元，對晶體的類型做出劃分，指出晶體的性質(zhì)取決于晶體的結(jié)構(gòu)特點，并能夠以此來判斷物質(zhì)的熔沸點等性質(zhì)。通過對整本教材基本內(nèi)容的分析發(fā)現(xiàn)，《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》教材對學(xué)生的理論基礎(chǔ)和知識點的全面性要求較高，且考慮到內(nèi)容的復(fù)雜性，任課教師必須采取正確的教學(xué)方法和學(xué)習(xí)技巧實現(xiàn)課堂教學(xué)的順利推進(jìn)。

（三）空間結(jié)構(gòu)類型復(fù)雜多樣

在《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》教材中，主要涵蓋原子、分子和晶體的元素構(gòu)成和空間結(jié)構(gòu)講解，而這些內(nèi)容所涉及的空間結(jié)構(gòu)類型十分多樣，只有具備一定的空間想象能力才能對相關(guān)理論有深刻理解。如在對電子的空間運動進(jìn)行講解時，僅就其運動狀態(tài)來說就根據(jù)能級不同決定了不同的堆積方式，具體可以分為垂直分布的啞鈴型、VSEPR模型，以及立體結(jié)構(gòu)等多種空間分布方式。因此，在學(xué)習(xí)過程中在思想意識層面想象這些空間構(gòu)成的堆積排列方式有利于對相關(guān)理論和原理的深入理解[3]。然而，空間想象力是一種極為抽象的概念，雖然在幾何教學(xué)中能夠?qū)Υ诉M(jìn)行鍛煉，但每個學(xué)生的空間想象力差別較大，導(dǎo)致學(xué)生之間對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的學(xué)習(xí)產(chǎn)生差異性，特別是對于那些空間想象能力較差的學(xué)生來說，會打消學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，不利于教學(xué)實踐的進(jìn)行。針對這一狀況，很多任課教師采用多媒體教學(xué)設(shè)備等信息化教學(xué)工具來鍛煉學(xué)生的空間想象力，但空間概念在物質(zhì)結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)中涉及的內(nèi)容非常廣泛，無法將這種方法應(yīng)用于每個概念或原理的講解中。

（四）結(jié)構(gòu)計算難度大，差錯率高

從概念角度來說，晶體是指由原子、分子、離子等眾多微觀物質(zhì)構(gòu)成的單位，且這些微觀物質(zhì)的排列組合遵循一定規(guī)則，排列規(guī)則的不同和結(jié)構(gòu)差異直接決定著晶體的各種性質(zhì)。通常來說晶體可以分為離子晶體、原子晶體、分子晶體和金屬晶體四種類型，在對不同類型晶體的熔點、密度，以及晶體的微觀基本單元之間的距離進(jìn)行計算的過程中，會涉及大量運算，不僅要求學(xué)生掌握一定的運算技巧和能力，而且要求學(xué)生有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。因為一旦某一計算環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯，將導(dǎo)致整個計算過程錯誤。在解題運算過程中，很多學(xué)生一味地追求解題速度，忽略了運算的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致數(shù)學(xué)計算出現(xiàn)錯誤，使得之前的計算過程前功盡棄。然而，運算能力的培養(yǎng)，并非化學(xué)教學(xué)的教學(xué)目標(biāo)，難以在實踐教學(xué)中進(jìn)行指導(dǎo)，加大了學(xué)生學(xué)習(xí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的難度。

三、高中物質(zhì)結(jié)構(gòu)教學(xué)策略研究

（一）采用類比分析法對概念進(jìn)行講解

《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》這一教材的重點和難點主要集中在對物質(zhì)的組織構(gòu)成和各種元素的空間排列差異的相關(guān)概念和原理過于抽象，增加了學(xué)生的理解難度，同時在學(xué)習(xí)過程中涉及的空間現(xiàn)象能力和數(shù)學(xué)運算能力的培養(yǎng)也提升了任課教師的授課難度。針對這一問題，任課教師應(yīng)采用類比分析法對相關(guān)概念進(jìn)行解讀，將抽象化的概念與其他化學(xué)學(xué)習(xí)過程中的常用概念聯(lián)系起來，讓學(xué)生能夠更加直觀地理解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。在《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》教材中，很多概念的表述是通過描述性較強(qiáng)的話語進(jìn)行定義的，且相關(guān)特征的語言表述過于簡單化，對于缺乏理論基礎(chǔ)的初學(xué)者來說，很難全面理解相關(guān)概念的詳細(xì)含義。具體來說，類比分析法是將兩個或兩個以上的概念或事物放在一起，羅列出其基本特征，對這些特征進(jìn)行分析比較，尋找二者的異同點。例如，在人教版《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》第一章第一節(jié)《原子結(jié)構(gòu)》的講解中，能層是對電子能力高低的排序，能級是對同一能層電子數(shù)的排列，由于在高中化學(xué)學(xué)習(xí)階段尚未接觸相關(guān)概念，學(xué)生理解難度很大，任課教師可以用樓層和樓梯等形象化的內(nèi)容進(jìn)行講解，將晦澀難懂的性質(zhì)直觀描述出來。

（二）利用計算機(jī)模型等呈現(xiàn)物質(zhì)結(jié)構(gòu)

在對物質(zhì)結(jié)構(gòu)講解的過程中，會因?qū)W生的空間想象力不足而影響學(xué)生對概念、原理的理解，同時由于學(xué)生之間空間想象能力的差距，還會阻礙任課教師正常教學(xué)進(jìn)程的推進(jìn)?？紤]到空間想象能力的培養(yǎng)是一個數(shù)學(xué)層面的問題，且這一能力的鍛煉比較抽象，任課教師可以應(yīng)用多媒體教學(xué)設(shè)備和計算機(jī)模型對物質(zhì)構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述，生動直觀地向?qū)W生展示原子、分子和晶體的微觀結(jié)構(gòu)。計算機(jī)模型是一種將抽象化內(nèi)容具象化的有效方式，通過模型構(gòu)建對物質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行直觀展示，解決學(xué)生在《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》學(xué)習(xí)過程中面臨的空間想象力差的問題，起到輔助教學(xué)的作用。而且這種教學(xué)方式不僅能夠促進(jìn)學(xué)生對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率，同時還能激發(fā)學(xué)生的空間幾何感，為高中生其他學(xué)科的學(xué)習(xí)提供有效工具。事實上，在高中化學(xué)學(xué)習(xí)過程中，實物模型、虛擬模型等是在教學(xué)過程中應(yīng)用較多的教學(xué)方式，而相較于這些模型化教學(xué)方式，計算機(jī)模型依托于現(xiàn)代信息技術(shù)，利用數(shù)字化方式和多媒體教學(xué)設(shè)備向?qū)W生演示原子軌道模型、晶胞模型等相關(guān)概念和原理，優(yōu)化了課堂教學(xué)效率，提高了學(xué)生的課堂參與感，使學(xué)生可以對物質(zhì)結(jié)構(gòu)形成全方位認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。

（三）利用知識導(dǎo)圖整理教學(xué)脈絡(luò)

《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》教學(xué)內(nèi)容涵蓋的理論知識繁多，且證明和探究過程較為煩瑣，各個相關(guān)理論和原理之間缺乏直觀聯(lián)系，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中由于尚未對教材內(nèi)容形成深刻認(rèn)識，導(dǎo)致理論知識學(xué)習(xí)過于分散化，影響了教學(xué)效率的提升和預(yù)期教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)。對此，任課教師可以采用思維導(dǎo)圖的形式對《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》教材中的知識點和相關(guān)理論進(jìn)行梳理，整理出相關(guān)理論之間的聯(lián)系，讓學(xué)生能夠在頭腦中建立完整的知識結(jié)構(gòu)，提高學(xué)習(xí)的針對性。具體來說，任課教師應(yīng)對《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》的教材內(nèi)容進(jìn)行深入研究，尋找教材的核心知識點，圍繞這一中心分散出更多的知識節(jié)點，圍繞著相關(guān)概念和理論向外延伸，建立一個內(nèi)容完整、邏輯鮮明的知識網(wǎng)絡(luò)，同時靈活應(yīng)用表格、圖像等形式來增強(qiáng)思維導(dǎo)圖的直觀性，為了鞏固基礎(chǔ)化學(xué)知識，使學(xué)生意識到該課程同化學(xué)基礎(chǔ)課程之間的聯(lián)系，還應(yīng)結(jié)合教材內(nèi)容穿插相應(yīng)的知識點。任課教師將繪制好的思維導(dǎo)圖發(fā)放給同學(xué)或利用互聯(lián)網(wǎng)媒體共享，待課堂教學(xué)結(jié)束后，任課教師應(yīng)要求學(xué)生根據(jù)對教材的掌握程度獨自繪制知識導(dǎo)圖，既鞏固學(xué)生對教材內(nèi)容的理論知識，又有利于激發(fā)學(xué)生的發(fā)散性思維。

（四）應(yīng)用小組合作模式進(jìn)行問題探究

考慮到《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》涉及的理論和原理內(nèi)容較為抽象，僅靠任課教師對教材理論知識的講解難以幫助學(xué)生正確理解，影響課堂教學(xué)質(zhì)量的提升。相較基礎(chǔ)化學(xué)課程而言，《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》涉及的知識點更為細(xì)化，且對學(xué)生的非化學(xué)核心素養(yǎng)，如空間想象能力和數(shù)學(xué)運算能力等均會對物質(zhì)結(jié)構(gòu)教學(xué)產(chǎn)生影響。因此，基于學(xué)生自身知識結(jié)構(gòu)的不同和興趣愛好的主體差異性，任課教師可以將班級內(nèi)學(xué)生劃分為不同的興趣學(xué)習(xí)小組，接著向?qū)W生安排特定問題，以小組合作的形式對課堂問題進(jìn)行探討，從而充分發(fā)揮每個成員的個人特點，既幫助學(xué)生深化了對教材內(nèi)容的理解，又有利于學(xué)生化學(xué)核心素質(zhì)培養(yǎng)。例如，在課堂教學(xué)過程中，部分學(xué)生對化學(xué)基礎(chǔ)知識有著良好的掌握和運用，另外一些學(xué)生在空間結(jié)構(gòu)塑造和數(shù)學(xué)計算等方面存在著優(yōu)勢，所以小組合作的方式對問題進(jìn)行討論能夠發(fā)揮學(xué)生之間的優(yōu)勢，彌補(bǔ)自身劣勢，掌握扎實的理論知識內(nèi)容。學(xué)生應(yīng)在實際學(xué)習(xí)過程中將取得的進(jìn)步充分應(yīng)用于社會實踐，優(yōu)化物質(zhì)結(jié)構(gòu)教學(xué)的核心內(nèi)容講解。

結(jié)束語

綜合以上分析，《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》作為高中化學(xué)體系中的主要構(gòu)成要素，由于教材內(nèi)容繁雜、概念分析內(nèi)容較多等問題的限制，影響了物質(zhì)實踐課程的順利推進(jìn)。因此，本文基于學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)，探究了核心素養(yǎng)培養(yǎng)的價值，以及當(dāng)前高中物質(zhì)結(jié)構(gòu)教學(xué)存在的問題，分別從采用類比分析法對概念進(jìn)行講解、利用計算機(jī)模型等呈現(xiàn)物質(zhì)結(jié)構(gòu)、利用知識導(dǎo)圖整理教學(xué)脈絡(luò)和應(yīng)用小組合作模式進(jìn)行問題探究，為促進(jìn)相關(guān)理論的傳承和發(fā)展提供良好保障。

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