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(xué)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(shí)與物質(zhì)性質(zhì)關(guān)系的模塊。高中化學(xué)新課程將其作為選修模塊，就是在以提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為核心的前提下，幫助學(xué)生體會(huì)科學(xué)探究的過(guò)程和方法，通過(guò)學(xué)生自己不斷探索，理解物質(zhì)結(jié)構(gòu)的奧秘，增強(qiáng)學(xué)習(xí)化學(xué)理論知識(shí)的興趣，提高抽象思維能力，是在高中必修課程之后，對(duì)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(wú)論是在學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展方面，還是在課程建設(shè)方面，都具有獨(dú)到的作用和價(jià)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(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)初淺的原子結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵、晶體結(jié)構(gòu)常識(shí)，獲得了提供結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的感性知識(shí)，以及能初步解釋與之對(duì)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(xué)生完成高中必修教材分子結(jié)構(gòu)等有關(guān)內(nèi)容學(xué)習(xí)后，從原子、分子水平上進(jìn)一步拓展與加深學(xué)生對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，幫助學(xué)生體會(huì)科學(xué)探究的過(guò)程和方法，理解物質(zhì)構(gòu)成的奧秘，提高抽象思維能力，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)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(jué)解釋一些化學(xué)現(xiàn)象，預(yù)測(cè)物質(zhì)的有關(guān)性質(zhì)，從而提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)化學(xué)理論知識(shí)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(huì)科學(xué)探究的過(guò)程和方法，增強(qiáng)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣

興趣是學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)中最現(xiàn)實(shí)、最活躍的成分，是促進(jìn)學(xué)生探究物質(zhì)及其變化規(guī)律的一種重要的內(nèi)在動(dòng)力。本模塊有豐富的科學(xué)史素材，如道爾頓的原子學(xué)說(shuō)，阿伏加德羅分子學(xué)說(shuō)，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(xué)發(fā)展史，一方面可以幫助學(xué)生了解一些科學(xué)知識(shí)發(fā)現(xiàn)的背景和過(guò)程，激發(fā)學(xué)生探究的欲望；另一方面，通過(guò)對(duì)這些發(fā)展史的教學(xué)設(shè)計(jì)，可以幫助學(xué)生體會(huì)科學(xué)探究的過(guò)程和方法，激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。如進(jìn)行波爾原子模型的教學(xué)，可以先讓學(xué)生觀看氫原子光譜實(shí)驗(yàn)的錄像或多媒體動(dòng)畫演示，由此發(fā)現(xiàn)盧瑟福原子模型不能解釋的問(wèn)題，然后提出“原子軌道”的假設(shè)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)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(shí)

化學(xué)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(xué)的發(fā)展需要一些新的理論來(lái)指導(dǎo)，而這個(gè)新的理論就是結(jié)構(gòu)化學(xué)，可見(jiàn)結(jié)構(gòu)化學(xué)在現(xiàn)代化學(xué)中擔(dān)當(dāng)了一個(gè)非常重要的角色。對(duì)于中學(xué)生來(lái)說(shuō)，他們已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)代，他們應(yīng)該對(duì)這方面的知識(shí)要有所了解，不管以后是從事化學(xué)還是從事其他方面的工作，對(duì)結(jié)構(gòu)化學(xué)知識(shí)有所了解對(duì)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(huì)對(duì)化學(xué)的需求及其學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)體系。通過(guò)該模塊的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以從微觀上認(rèn)識(shí)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(shí)，為學(xué)生未來(lái)的發(fā)展打下良好的理論基礎(chǔ)。

3.根據(jù)模塊特點(diǎn)，提高學(xué)生抽象思維能力

在高中化學(xué)中，物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí)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(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和規(guī)律都是肉眼看不到的，學(xué)生只能進(jìn)行抽象的空間想象 。比如，原子核外電子的分層運(yùn)動(dòng)，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?yuàn)W、抽象，對(duì)學(xué)生的抽象思維、邏輯思維能力要求很高。因此通過(guò)該模塊的學(xué)習(xí)，可以從很大程度上提高學(xué)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(xué)策略

本模塊的知識(shí)內(nèi)容比較抽象、理論性較強(qiáng)，若只是把理論知識(shí)單純的堆積起來(lái)，不僅會(huì)使學(xué)生望而生畏、逐漸失去學(xué)習(xí)興趣，也會(huì)導(dǎo)致學(xué)生的理解困難，無(wú)法實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)。因此在教學(xué)過(guò)程中要關(guān)注學(xué)生的認(rèn)識(shí)水平，注重抽象概念與具體實(shí)例相聯(lián)系，盡可能通過(guò)直觀模型和模擬活動(dòng)增進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)概念的實(shí)質(zhì)性理解。

1.重視知識(shí)的銜接

學(xué)習(xí)認(rèn)知理論告訴我們，一切新知識(shí)的習(xí)得都應(yīng)該找到對(duì)應(yīng)的舊知識(shí)來(lái)銜接，這樣的學(xué)習(xí)才是有效的。本模塊很多內(nèi)容在必修2中都進(jìn)行了基本學(xué)習(xí)，在教學(xué)時(shí)要注意新舊知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，要喚起學(xué)生對(duì)原有知識(shí)的回憶。例如在學(xué)習(xí)第一電離能、電負(fù)性內(nèi)容時(shí)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(jià)、得失電子能力的周期性變化等入手，在頭腦中進(jìn)行回顧和再現(xiàn)后，順理成章形成新概念——電負(fù)性和第一電離能。因?yàn)榈谝浑婋x能與金屬性，電負(fù)性與非金屬性在本質(zhì)上一致，學(xué)生明白了這一點(diǎn)，就能很好地掌握第一電離能、電負(fù)性的變化規(guī)律。

2.重視配套練習(xí)的設(shè)計(jì)

通過(guò)習(xí)題可了解學(xué)生掌握知識(shí)的狀況，運(yùn)用知識(shí)的能力，也促進(jìn)其對(duì)知識(shí)的理解和鞏固。培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題能力的習(xí)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(xí)題都不能完全滿足教學(xué)要求，因此教師在新課教學(xué)中，對(duì)這些材料要精挑細(xì)選，優(yōu)化組合。如氫鍵的教學(xué)，可以先設(shè)置教學(xué)情境，為什么冰的密度比液態(tài)的小？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(diǎn)升高，最后從H2O、H2S、H2Se、H2Te的沸點(diǎn)曲線圖的異常中進(jìn)一步加深對(duì)氫鍵的認(rèn)識(shí)，這樣就凸顯了氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響，學(xué)生也就學(xué)得易，學(xué)得牢，學(xué)得活了。

3.重視直觀教具，多媒體的運(yùn)用

本模塊的理論性強(qiáng)，教師要注意運(yùn)用多種教學(xué)媒體幫助學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容。例如，在“晶體的常識(shí)”教學(xué)中，晶胞概念要求學(xué)生具有較強(qiáng)的空間思維能力以及相關(guān)的立體幾何知識(shí)，這時(shí)就可通過(guò)展示各種晶體的晶胞模型，幫助學(xué)生更直觀更好地認(rèn)識(shí)其空間結(jié)構(gòu)特征，增強(qiáng)教學(xué)效果；還可在教師的指導(dǎo)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(dòng)畫形式去演示一些晶胞、晶胞與晶體的關(guān)系；利用計(jì)算機(jī)軟件繪制各種晶體的晶胞等等。通過(guò)這些豐富多彩的教學(xué)方式，會(huì)把枯燥、抽象、繁瑣的物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論知識(shí)變得更為形象，易接受，從而提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

4.重視多角度設(shè)計(jì)教學(xué)方案

教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮學(xué)生的實(shí)際認(rèn)知心理和知識(shí)背景，不能只從科學(xué)程序、認(rèn)知程序、知識(shí)順序等學(xué)生外在的思路設(shè)計(jì)教學(xué)。否則很容易造成學(xué)生似懂非懂，對(duì)知識(shí)理解半生不熟，偏離教學(xué)目標(biāo)。如，在“配合物的形成”一節(jié)中，課本的知識(shí)呈現(xiàn)順序?yàn)椤盎顒?dòng)與探究：CuSO4溶液中滴加過(guò)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(xùn)練”，雖然是按照探究學(xué)習(xí)程序來(lái)設(shè)計(jì)的，但是并沒(méi)有從學(xué)生原有的認(rèn)知背景出發(fā)來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)線索，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)實(shí)際還是一種突兀的硬性填塞，不能激發(fā)起學(xué)生的思考欲望。因此可以將這節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)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(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證→形成認(rèn)知沖突→閱讀課文，討論，答疑→形成概念，應(yīng)用訓(xùn)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(shí)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(jìn)而選擇更有效的教學(xué)策略，最大限度地實(shí)現(xiàn)《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》的課程價(jià)值。

（收稿日期：2014-11-14）